Реферат по зданиям. Архитектура. Параметры и архитектурные особенности Взатя отсюда
 Скачать 45.44 Kb.
|
1 2 Arup Shanghai также изучает инновационные решения в области плавких предохранителей /бетонных выносных опор для удовлетворения ветровых / сейсмических требований к Северным башням высотой более 350 м (T3N и T4N). Гибридная система выносных опор из стальной диагонали и бетонной стены (Hybrid OT wall) оказалась особенно многообещающей. По сравнению с традиционными стальными конструкциями, гибридная стена OT упростила бы конструкцию соединения стены с мега-колонной, будучи при этом значительно дешевле по стоимости. Разработка этих элементов потребовала тщательного анализа методом конечных элементов и физических испытаний. Благодаря использованию расширенных возможностей LS-DYNA были определены и подтверждены структурно надежные и экономически эффективные варианты. В этом документе представлен процесс валидации, результаты анализа и проектные решения, которые могли бы обеспечить архитектурно амбициозный, безопасный и устойчивый дизайн, обеспечивая при этом значительную экономию средств. Сверхмасштабная застройка Raffles City в Чунцине, для которой Arup была назначена для предоставления инженерных услуг на всех этапах проектирования, станет новой вехой для региона. Расположенное в самом сердце Чунцина, на стыке рек Янцзы и Цзялин, это место имеет историческое и символическое значение. Проект сверхмасштабной застройки, разработанный всемирно известным архитектором Моше Сафди, вдохновлен изображениями больших китайских парусных судов на реке. Он отдаст дань уважения благородному прошлому Чунцина как торгового центра, а также послужит символом процветающего настоящего и многообещающего будущего города. Комплекс будет состоять из торгового центра и восьми башен для жилых, офисных помещений, апартаментов с обслуживанием и гостиниц, общая площадь которых превысит 1,1 миллиона квадратных метров. Комплекс также будет служить крупным транспортным узлом, объединяющим автобусные, паромные терминалы и станцию метро. Шесть стройных башен будут располагаться на вершине пятиэтажного торгового подиума; ‘плавно изгибаясь к воде, они образуют вершину городского полуострова – подобно огромным мачтам корабля, паруса которого тянут город вперед’ [2]. Застекленный зимний сад длиной 280 метров, соединяющий четыре внутренние башни на 60-этажном уровне высотой 250 метров, обеспечивающий различные удобства, зеленые насаждения и 360-градусный вид на обе реки, является ключевым архитектурным элементом. И проектирование сооружения в таком сейсмически активном регионе представляет особые инженерные проблемы. Начиная со стадии концептуального проектирования, сложность вариантов соединения мостов и нелинейности механизмов сочленения требовали тщательной оценки с использованием LS-DYNA. Были разработаны подробные трехмерные модели четырех опорных башен и зимнего сада, чтобы отразить динамические взаимодействия при сильном сейсмическом возбуждении и подтвердить решение по сочленению и сейсмостойкость конструкции. Arup также изучает инновационные решения в области плавких предохранителей и бетонных выносных опор для удовлетворения ветровых и сейсмических требований к Северным башням высотой 350 метров. Гибридная система выносных опор из стальной диагонали и бетонной стены (Hybrid OT wall) оказалась особенно многообещающей. По сравнению с традиционными стальными конструкциями, гибридная стена OT упростила бы конструкцию соединения стены с колонной mega и была бы значительно дешевле. Однако разработка этих элементов потребовала тщательного анализа FE перед любым физическим тестированием, проводимым лабораторией Китайской академии строительных исследований (CABR). В этой статье описываются надежные методы моделирования, которые были разработаны для анализа этих новых элементов. Схема изоляции моста Консерватории( Зимний сад) На этапах концепции и детального проектирования проекта полная сейсмоизоляция моста консерватории доказала свои неоспоримые преимущества. Основные преимущества и результаты предварительного расследования обобщены в "Оценке схемы изоляции в Raffles City Chongqing с использованием LS-DYNA’ [3]. В частности, конструкция плавающего зимнего сада позволяет: - Снижение сейсмических нагрузок на ферму моста и, как следствие, экономия тоннажа стали и стоимости строительства - Уменьшение усилий сдвига на стыках башен и зимнего сада, что приводит к упрощенной и экономичной конструкции соединения. - Упрощение последовательности строительства - Непрерывная облицовка зимнего сада в соответствии с требованиями архитектора Эта потенциальная экономия и преимущества частично компенсируются более высокой стоимостью подшипников / амортизаторов и усложнениями MEP в зоне сочленения между башнями и зимним садом. На рисунке 2 ниже показаны варианты интерфейса зимний сад / башня в различных культовых проектах Arup-design. Выбор оптимальной схемы требовал тщательного анализа затрат и выгод на каждом этапе проектирования. По мере развития конструкции башни и моста были проведены различные этапы оптимизации вариантов изоляции. Следующие разделы иллюстрируют процесс проектирования окончательной схемы подшипника/амортизатора и анализ валидации. Модель анализа – Южные башни и Зимний мост С начальной стадии разработки концепции были рассмотрены различные спецификации и типы подшипников. Анализ затрат и выгод был проведен для свинцовых резиновых подшипников (LRB) и фрикционных маятниковых подшипников (FPB). Также были предусмотрены варианты, сочетающие FPBS и вязкостные демпферы. Основной вклад вязких амортизаторов, помимо увеличения демпфирования, заключается в уменьшении смещений на границе раздела оранжерея/башня как в продольном, так и в поперечном направлениях. Процесс анализа Из-за сильно нелинейного поведения фрикционных маятниковых подшипников и возможной разности фаз между перемещениями башни методы анализа спектра отклика не подходят. Вместо этого сейсмическая реакция четырех опорных башен и конструкции моста консерватории на максимальное рассматриваемое землетрясение 3-го уровня (MCE) была смоделирована в LS-DYNA (971 R6.1.0) методом нелинейного анализа временной истории. Материал *MAT_SEISMIC_ISOLATOR также особенно хорошо подходит для моделирования нелинейного гистерезисного поведения FPB/LRB при силовом смещении. Подробное описание этой возможности LS-DYNA см. в [1]. Возбуждение движения грунта Подробная информация о спектре реакции на ускорение проекта и предписанных движениях грунта, соответствующих сейсмическому событию уровня 3 MCE, была приведена в [3]. Те же семь наборов (5 естественных и 2 искусственных записей) спектроскопически совместимых временных рядов движения грунта были применены для нелинейного анализа переходных процессов на этапах детального проектирования и валидации. Модели башен и зимних садов Ранние модели оценки включали эластичные представления башен и зимнего сада (см. [3]). Но для этапов детального проектирования и валидации схемы изоляции были разработаны полностью нелинейные модели, чтобы должным образом учесть повреждения элементов, истерическое рассеивание энергии и эффекты удлинения периода конструкции. Дизайн сооружения постоянно обновлялся по мере продвижения проекта. Детали интерфейса зимний сад /башня были введены в модели анализа по мере доработки вариантов дизайна. Например, расположение и размеры шахт лифтов, пожарных лестниц и детальная структура пешеходного моста, соединяющего Северные башни, наложили дополнительные ограничения на схему сочленения. Для всех рассмотренных перемещений грунта уровня 3 уровни повреждений в критических структурных компонентах башни, согласно критериям FEMA 356/ASCE 41-06, остаются в пределах непосредственной занятости (IO) и считаются приемлемыми. Реалистичные параметры моделирования и предварительные оценки стоимости подшипников и амортизаторов были получены от известных поставщиков. Эти величины также корректировались по мере изменения динамических свойств отдельных башен и зимнего сада в ходе различных итераций проектирования. По мере совершенствования конструкции здания для достижения наиболее экономичного компромисса стремились найти точный баланс между перемещениями подшипников/ходами амортизаторов, требованиями к интерфейсу и зимнему саду, а также затратами на конструкцию. Комбинация FPB с 5% динамическим трением и вязкостными амортизаторами быстро стала наиболее экономичным и осуществимым решением. Окончательная схема сочленения проиллюстрирована на рисунке 7 ниже. Эта планировка учитывает новейшую геометрию несущей фермы зимнего сада и расположение электрических и механических установок на стыке башни. Это также направлено на облегчение доступа к техническому обслуживанию и уменьшение перегрузки при сохранении эффективности изоляции. 1 2 |