برعاية
برعاية

وقت التغيير

برعاية

هذه المقالة هي متابعة لـ "الخط المائل المفصلي: مترو السماء" (ELEVATOR WORLD ، أغسطس 2013) والأولى في سلسلة Vision 21. …محرر

بقلم فريتز كينج وماتس لوندستروم وسيربا سالوفارا وبيتر سيفيرين

اخترع Elisha Graves Otis سلامة الرفع الميكانيكية في عام 1854 ، وفي عام 1857 تم بناء أول مصعد للركاب في مبنى من خمسة طوابق. في عام 1900 ، قدمت شركة Otis Brothers & Co. أول مصعد إنتاج. منذ ذلك الوقت ، ظل مفهوم النقل العمودي في المباني الشاهقة كما هو. خلال هذه الفترة نفسها ، تقدمت صناعة الطائرات من لا شيء إلى الطائرات النفاثة ذات الطابقين والقاذفات الشبحية على ارتفاعات عالية ، بينما تقدم النقل الأفقي من العربات التي تجرها الخيول إلى الحافلات التي تعمل بالغاز الطبيعي والقطارات فائقة السرعة. تطورت الإلكترونيات من لا شيء إلى أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة التلفزيون عالية الدقة والهواتف المحمولة من الجيل الرابع ، في حين أن صناعة الطيران وضعت الرجال على سطح القمر. ربما حان الوقت لاتباع نهج جديد ومبتكر للنقل العمودي في المباني الشاهقة.

شركة Two ازدحام الثالثة

كان مفهوم نقل الأشخاص والبضائع بين مستويات الأرضية باستخدام المصاعد مبتكرًا ودفع بتطوير ناطحة السحاب. مع نمو المباني في الارتفاع ، زاد عدد المصاعد ، وتم تقديم مفهوم تجميع المصاعد في ردهة مركزية. الطريقة تحسن الكفاءة وتقليل أوقات الانتظار. زادت سرعات المصعد بمرور الوقت ، لكن المفهوم الأصلي لصندوق واحد داخل عمود رأسي بقي. يتبع ذلك أنه يمكن استخدام الجدران حول المصاعد كعنصر هيكلي أساسي للأحمال الرأسية والأفقية ، والتي تؤدي إلى اللب المركزي.

مع زيادة ارتفاع المباني ، أصبح اللب المركزي غير كافٍ لتحمل الأحمال الأفقية ، وتم استخدام أنظمة هيكلية إضافية موضوعة في محيط المبنى للمساعدة - على سبيل المثال ، الهياكل الفولاذية والخرسانية والإطارات المقواة والجدران الخرسانية. يؤدي توجيه المزيد من الأحمال إلى محيط المبنى إلى زيادة موقف المبنى وزيادة الكفاءة في مقاومة الأحمال الأفقية بشكل بديهي. غالبًا ما يتحدث مهندسو الإنشاءات الشاهقة عن طرق معقدة ومبتكرة لنقل المزيد من الأحمال إلى محيط المبنى ، لأن أي كمية يتم نقلها تساعد. ومع ذلك ، يصعب تحقيق هذا الهدف النهائي طالما أن هناك نواة مركزية.

يشكل تزاوج المصاعد التقليدية والجوهر المركزي والإطار المحيط تحديًا في المباني الشاهقة. مع زيادة ارتفاعات المباني ، يزداد عدد المصاعد ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة الحجم المادي للنواة. في النهاية ، يحتل قلب المصعد جزءًا كبيرًا من خطة البناء. ومع ذلك ، فإن موقف اللب ، بغض النظر عن حجمه ، أقل من طول وعرض المبنى ولا يكفي لتثبيت المبنى من تلقاء نفسه. يصمم المهندسون الإنشائيون أنظمة معقدة ، مثل الركائز ، لنقل الأحمال إلى محيط المبنى.

يؤدي عدم ملاءمة اللب المركزي كنظام هيكلي في المباني الشاهقة إلى أنظمة هيكلية إضافية في محيط المبنى. وضع هذا التطور النقل العمودي في قلب جهود التصميم ، وأجبر البرامج المعمارية والإنشائية على أن تحذو حذوها. يبدو هذا أحيانًا كما لو أن الذيل يهز الكلب. ربما تكون المنهجية الأفضل والأكثر كفاءة هي وضع البرامج المعمارية والإنشائية أولاً ، ثم تصميم أنظمة النقل الرأسي لتلائمها.

حان الوقت لإنهاء هذه الوحدة الثلاثية وتشكيل علاقة جديدة ، علاقة تستخدم الأنظمة الهيكلية التي تضع جميع الأحمال في محيط المبنى ونظام نقل رأسي جديد ومبتكر يناسب هذا النظام الهيكلي. يتطلب كل مصعد تقليدي مساراته وكابلاته ومحركه وعموده. حان الوقت للتخلي عن هذا التكرار واستخدام نظام نقل رأسي جديد يشترك في نفس المسارات والكابلات والمحركات والأعمدة. تقدم أداة التوصيل المفصلية والإطار الضخم الأنبوبي (EW ، أغسطس 2013) حلولًا جديدة ومبتكرة للنقل الرأسي والأنظمة الهيكلية لناطحات السحاب. الأفكار الجديدة ليست خاطئة أبدًا عندما يكون الهدف هو تطوير العلم.

للضغط من أجل مستويات أعلى من الكفاءة في المباني الشاهقة ، تم تطوير جهاز التحكم المفصلي والإطار الضخم للأنابيب معًا ، لأنهما متوافقان. يمكن استخدام أحدهما بدون الآخر ، ويمكن استخدام الإطار الضخم الأنبوبي مع المصاعد التقليدية فقط. يتم تقديمها معًا هنا ، لأنهم معًا لديهم القدرة على دفع تصميم المباني الشاهقة إلى مستويات جديدة وأعلى من الكفاءة والاستدامة.

تعتبر أداة النقل المفصلية نظام نقل عمودي جديد ومبتكر للمباني الشاهقة. إنه نظام مستمر ومتصل من "القطارات" عالية السرعة التي تحرك الناس بشكل جماعي ، "مترو أنفاق". يتم فصل القطارات ببعض المسافة (كل 100 متر ، على سبيل المثال) وتقع أفقيًا عند مستويات أرضية محددة تسمى "محطات". يتم فصل هذه المحطات ، على سبيل المثال ، كل 100 متر من ارتفاع المبنى الرأسي.

تنتقل القطارات من المحاذاة الأفقية إلى المحاذاة الرأسية بين المحطات ، على الرغم من بقاء الركاب واقفين. تصعد القطارات وتنزل على مسارات تتقلب من جانب واحد من المبنى إلى الجانب الآخر. تنتقل المسارات معًا في أسفل وأعلى المبنى وتشكل حلقة مستمرة.

الإطار الضخم المصنوع من الأنابيب عبارة عن نظام هيكلي جديد ومبتكر للمباني الشاهقة. وتتكون من أعمدة عمودية كبيرة مجوفة وأعمدة ضخمة وجدران مدببة. تقع الأعمدة الضخمة في محيط المبنى ، ويختلف عددها حسب خطة البناء. إنها توفر كل الدعم الرأسي وتحمل كل وزن المبنى إلى محيط المبنى ، مما يجعل الإطار الضخم من الأنابيب أحد أكثر الأنظمة الهيكلية للمباني الشاهقة كفاءة في العالم. يتم نقل جميع الأحمال إلى الأعمدة الضخمة بطول المبنى. ترتبط الأعمدة الضخمة بجدران على مستوى الأرضية حسب الضرورة لتحقيق الاستقرار. تحتوي الأعمدة الضخمة المجوفة على المروحة المفصلية والمصاعد التقليدية المجمعة التي تخدم الطوابق بين المحطات المفصلية.

التأثير على مستقبل المباني الشاهقة

تعتبر أداة التثبيت المفصلية والإطار الضخم المصنوع من الأنابيب مناسبة تمامًا للتأثير بشكل إيجابي على مستقبل تصميم المباني الشاهقة وبنائها وتشغيلها. إن تطوير تقنيات تجميع المصاعد والبوابات يلغي ضرورة تنظيم جميع المصاعد في منطقة مركزية حيث يتم توجيه الركاب إلى مصاعد محددة تشترك في وجهات ركاب مماثلة. لا فرق إذا كانت المصاعد موجودة في قلب مركزي أو منتشرة حول محيط المبنى. هذا يمهد الطريق لتفكيك اللب المركزي ، العنصر الهيكلي الأساسي في المباني الشاهقة ، ونقل مواده إلى محيط المبنى حيث يمكن تحقيق الكفاءات الهيكلية.

ستعمل الكفاءات الهيكلية المتزايدة على تقليل كمية المواد الإنشائية ، والتي بدورها ستخفض تكاليف المواد وتسريع بناء البنية الفوقية. يقلل الإطار الضخم من الأنابيب من عدد المكونات في البنية الفوقية. على سبيل المثال ، يحتاج نظام الركائز إلى قلب مركزي وأعمدة ضخمة وأذرع ووصلات دعامات ودعامات أحزمة ودعامات أرضية أفقية. يتطلب الإطار الضخم المصنوع من الأنابيب أعمدة وجدرانًا ضخمة فقط. تحتوي أنظمة الركائز على أعمدة ضخمة في محيط المبنى تتطلب مساحة. نظرًا لاستخدام هذه المساحة بالفعل ، يتم تخفيض المساحة التي يحتاجها الإطار الضخم المصنوع من الأنابيب ، مما يزيد من كفاءة المساحة. يدعو الإطار الضخم المصنوع من الأنابيب ألواح أرضية أضيق ، ونسب مساحة أرضية قابلة للاستخدام أعلى ، ونسب رقة أعلى وبرامج معمارية جديدة لم تكن ممكنة من قبل. إنه يدعم تقنيات المصاعد التقليدية ، على الرغم من أنه قد تكون هناك حاجة إلى محاذاة منحنية و / أو مائلة للمصعد. يبدو هذا ممكنًا مع فهم وتقنية المصاعد في القرن الحادي والعشرين.

تستفيد أداة التثبيت المفصلية من مساحة المخطط المصغرة التي يوفرها الإطار الضخم للأنبوب. تشترك قطارات الممرات المفصلية في نفس المسارات والأعمدة والكابلات والمحركات ، مما يزيد من الكفاءة. من المأمول أن تسهل سرعة المروحة المفصلية عمليات إجلاء الركاب وتضيف فائدة في حالات الطوارئ.

تعتبر أداة النقل المفصلية مناسبة للمباني من جميع الارتفاعات. سيعمل التكوين ذو الحلقة الواحدة في مبنى يبلغ ارتفاعه 100 متر ويفيده. مع نمو الهيكل أطول ، يسمح المفهوم بتوسيع محطات إضافية إلى المدينة الرأسية. هذا مشابه لتمديد مترو أنفاق في مدينة أفقية. يعزز هذا النوع من الإستراتيجية الإشغال المبكر وما يرتبط به من تدفق نقدي مبكر.

النماذج الأولية ومقارنات البناء

لإثبات الكفاءات الكامنة في المروحة المفصلية والإطار الضخم الأنبوبي ، تم إنشاء نموذج أولي يبلغ ارتفاعه 620 مترًا ، ومبنى نموذجي يبلغ ارتفاعه 999 مترًا ، ومبنى نموذجي يبلغ ارتفاعه 800 مترًا ، ومبنى نموذجي يبلغ ارتفاعه 540 مترًا. المتقدمة. تمت مقارنة النماذج الأولية مع برج خليفة ، برج المملكة ، 1 دبي ، Ping An IFC ومباني Guangzhou IFC. لا تحاول المقارنات التوفيق بين جمال وعظمة هذه الأبراج ، بل تحاول عرض الابتكارات التي تبدو منطقية. تم فحص الابتكارات من قبل فريق من المهندسين المعماريين المشهورين عالميًا والمهندسين وشركات المصاعد وغيرها.

النموذج الأولي الذي يبلغ ارتفاعه 620 مترًا مستطيل به أربعة أعمدة مربعة ويصف أساسيات المروحة المفصلية والإطار الضخم ذي الأنبوب. المفاهيم ليست جديدة تمامًا ، لكن الأوقات تغيرت منذ الاقتراحات السابقة ، ونمت المباني الشاهقة من حيث العدد والارتفاع. يتطلب هذا الانفجار الابتكار إذا أردنا إدارة الوتيرة. تتم إدارة حركة الركاب بواسطة آلة النقل المفصلية والمصاعد التقليدية ، وهو أمر نموذجي في جميع الأمثلة. ينزلق المحمل المفصلي داخل الأعمدة المجوفة ، وهو أمر نموذجي أيضًا. يتم عرض محطات القطار الأفقية ، على الرغم من إمكانية وجود محطات عمودية أيضًا.

النموذج الأولي الذي يبلغ طوله 999 مترًا هو مثلث به ثلاثة أعمدة مربعة ويظهر أقصى درجات الابتكارات في الارتفاع والرشاقة. يتم وضع المصاعد المفصلية والمصاعد التقليدية داخل الأعمدة الكبيرة المجوفة الموجودة في محيط المبنى وتوجيه الركاب إلى الجزء العلوي من المبنى. يلهم القطار الجبلي المائل المفصلي الضغط في الشكل ، لأن القطارات تشترك في نفس الموارد. يؤدي هذا الضغط بشكل طبيعي إلى إطالة المبنى ونقل أعلى طابق مشغول إلى أعلى المبنى.

تم نحت النموذج الأولي الذي يبلغ ارتفاعه 800 متر بثمانية أعمدة صندوقية ويوضح الجوانب العملية للابتكارات. تقدم الخطط المفتوحة برامج معمارية لم تكن ممكنة من قبل - على سبيل المثال ، ردهات الطابق الأرضي المرتفعة وقاعات الحفلات الموسيقية ومراكز المؤتمرات وحمامات السباحة الكبيرة ودور السينما. الأمل هو إنشاء مدينة عمودية حقيقية مع مجموعة متنوعة من البرامج.

المبنى النموذجي الذي يبلغ ارتفاعه 540 مترًا بيضاوي الشكل مع ثمانية أعمدة صندوقية ويظهر جمال الابتكارات. يبحث الجمال المعماري عن حلول فعالة ، وتساعد الخطط البيضاوية في جلب ضوء النهار إلى المساحات الداخلية. يبدو المبنى خفيفًا جدًا ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى نسبة النحافة.

يتكون النموذج الأولي للمبنى الذي يبلغ ارتفاعه 225 مترًا من ثلاثة أبراج مائلة تدعم بعضها البعض وتوضح قوة ومرونة الإطار الضخم ذي الأنابيب. يعزز غياب اللب المركزي أشكال البناء الجديدة والبرامج المعمارية.

تمثل المنحنيات والمنحدرات تحديات مع سيناريوهات المصاعد التقليدية فقط. يدعم الإطار الضخم الأنبوبي المصاعد التقليدية بدون المفصلية في معظم المواقف. النموذج الأولي الذي يبلغ طوله 800 مترًا والنموذج الأولي الذي يبلغ طوله 620 مترًا والنموذج الأولي الذي يبلغ طوله 540 مترًا والنماذج الأولية بطول 225 مترًا هي أمثلة على ذلك. ومع ذلك ، قد تتطلب هذه المباني محاذاة مائلة و / أو منحنية للمصاعد ، والتي لا تُستخدم كثيرًا اليوم. الخط الرأسي المستقيم هو شكل هندسي سليم ، ولكن إذا كان مستقبلنا محدودًا ، فنحن في ورطة. إنه القرن الحادي والعشرون ، بعد كل شيء.

العلامات ذات الصلة
برعاية
برعاية
فريتز كينج ، ماتس لوندستروم ، سيربا سالوفارا وبيتر سيفيرين

فريتز كينج ، ماتس لوندستروم ، سيربا سالوفارا وبيتر سيفيرين

Fritz King هو مطور أعمال للهياكل الكبيرة والمعقدة في Tyréns AB ، وهي شركة هندسية سويدية. يتمتع King بخبرة دولية تبلغ 30 عامًا في تحليل وتصميم وبناء الهياكل الفولاذية والخرسانية المعقدة. تشمل خبرته المباني الشاهقة ومحطات الطاقة والساحات. حصل على درجة البكالوريوس في الهندسة المعمارية من جامعة كولورادو ودرجة الماجستير في الهندسة الإنشائية من جامعة كورنيل.

ماتس لوندستروم مهندس إنشائي في Tyréns AB وحاصل على درجة الماجستير في الهندسة الإنشائية من Lund Univer-sity في السويد. تتمتع Lundström بخبرة في مجموعة متنوعة من المباني في السويد ، بما في ذلك العديد من المباني الشاهقة (25-50 طابقًا) ، و Stockholm Arena ونظام بناء معياري جديد يتم تطويره للمساكن متعددة الوحدات المكونة من ستة إلى ثمانية طوابق في الأخشاب الجاهزة.

تتمتع سيربا سالوفارا بخبرة 20 عامًا في القضايا الاجتماعية والثقافية ، حيث عملت في جامعة ستوكهولم ، بيرلتز الدولية وسفارة مكتب السياحة المصري. تخصصها هو تطبيق الأفكار على واقع المجتمع. توفر رابطًا بين المهندسين والمخترعين والمؤلفين والأسواق المدفوعة اجتماعيًا ، وتساعد رواد الأعمال في تطوير وتنفيذ أفكار الملكية.

بيتر سيفيرين مهندس إنشائي في Tyréns AB. حصل على درجة الماجستير في الهندسة الإنشائية من المعهد الملكي للتكنولوجيا في ستوكهولم وعمل في العديد من المباني الشاهقة المصنوعة من الصلب والخرسانة المسلحة.

عالم المصاعد | غلاف أكتوبر 2013

دفتر صور متحركة

برعاية

عالم المصاعد | غلاف أكتوبر 2013

دفتر صور متحركة

برعاية