Строительство башни высотой 850 футов, от 570 до 600 миллионов долларов Башня Ренье-Сквер в Сиэтле оказывается испытательным полигоном для инноваций.
Алюминиевые компоненты печатаются на 3D-принтере, в результате чего получаются v-образные узлы и соединенные квадраты навесной стены, образующие резкий наклон от четвертого до 40 этаж. Помимо впечатляющей эстетики, этот метод производства также позволяет легче вносить изменения в последнюю минуту.
В структурном отношении дизайн высотного здания рекламируется как меняющий правила игры.
Структурный подход Инженер Magnusson Klemencic Associates (MKA) начал с планирования использования железобетонного ядра для здания, по словам генерального директора фирмы Рона Клеменчича, «как и в последних 100 зданиях, которые мы спроектировали». Однако примерно на полпути к реализации проекта стало ясно, что башня обойдется слишком дорого и ее строительство займет слишком много времени, что сделало ее экономически невыгодной для владельца здания, застройщика Wright Runstad & Co.
Клеменчич рассказал, что после примерно года вынесения проекта на рассмотрение, клиент спросил у проектных и строительных групп, есть ли у них какие-либо идеи, которые могли бы дать толчок проекту, не нарушая бюджет, и систему SpeedCore, а затем просто приблизительную концепцию того, что должно было произойти. пришел, покорил команду разработчиков.
Так началась миссия MKA в 2006 и 2007 годах по преобразованию технологии композитных сердечников из стальных пластин, которая использовалась в оборонной и атомной промышленности, в конструкцию, которая могла бы работа с высотным строительством. Университет Пердью помогал MKA, поскольку исследователи имели опыт работы с конструкциями такого типа.
«Мы пошли в лабораторию и начали проверять характеристики этих панелей в условиях высотного строительства», — сказал Клеменчич, — «потому что поведение стены (в этих условиях) принципиально отличается от того, как если бы это была короткая приземистая стена, например, для атомной электростанции».
В результате получилась заполненная бетоном сердцевина сдвиговой стены из композитных стальных пластин (CF-CPSW), которая начинается со сборных панелей, состоящих из двух пластин из конструкционной стали, удерживаемых на месте поперечно соединяющимися стержнями. По данным Американского института стальных конструкций (AISC), стяжки поддерживают каждую панель перед заливкой бетона в процессе монтажа. Стержни также оказывают давление на бетон, что повышает сейсмические характеристики.
«Скорость — деньги»
Используя эту систему, по оценкам AISC, монтажные бригады смогут добиться максимальной эффективности. примерно на 43% быстрее, чем если бы им пришлось строить традиционное ядро. По словам Лоуренса Крута, вице-президента AISC по проектированию и исследованиям, в проекте Rainier Tower Square использование SpeedCore позволило бригадам выполнить работу за 10 месяцев, что составляло примерно половину времени, отведенного в первоначальном графике.
По его словам, быстрые темпы также позволили владельцу сэкономить более 10 миллионов долларов, если принять во внимание снижение затрат на финансирование за счет более короткого периода строительства, снижение затрат на общие условия и возможность более быстрой сдачи здания в аренду. Экономия времени, по словам Крута, даже компенсирует затраты на использование большего количества стали, которая требуется для системы SpeedCore.
«Итак, скорость — это большая разница, — сказал он, — но скорость — это деньги. «
Однако для достижения такой скорости, — говорит Леонард Джозеф, директор офиса Торнтона Томасетти в Лос-Анджелесе, — важно, чтобы генеральный подрядчик, изготовитель и монтажник разработали стратегию и работали вместе, чтобы преодолеть необходимость обучения. кривая достаточно быстро, чтобы осознать экономию времени, которая оправдывает затраты дополнительных денег на сталь.
«Если на крыше здания говорят: «Теперь мы знаем…», это болезненно», — сказал Джозеф. «Если после второй или третьей истории они скажут: «Теперь мы знаем», то это здорово».
Помимо возможности сократить сроки, система SpeedCore предлагает и другие преимущества:
- Сила.Сборные стальные панели, заполненные бетоном, образуют прочную конструкцию, что неудивительно, поскольку, по словам Клеменчича, Министерство обороны США ценит их взрывозащитные качества, а атомная промышленность — их устойчивость к снарядам.
- Большая гибкость для адаптивного повторного использования. В системе SpeedCore нет скрытой арматуры, что делает структуру более предсказуемой во время проектов адаптивного повторного использования.
- Безопасность. Поскольку ход работ с системой настолько близок к процессу возведения пола, большая часть задач выполняется под стальным настилом, а это означает, что рабочие защищены от падающих предметов. .
Преодоление проблем
Несмотря на преимущества и экономию средств, есть некоторые проблемы, которые необходимо преодолеть, чтобы система SpeedCore когда-либо завоевала популярность во всей отрасли. .
Одним из потенциальных препятствий на пути внедрения SpeedCore является отсутствие руководства по проектированию и только один пример — Rainier Square Tower.
«Прямо сейчас вам нужно копать посредством исследования… а не следуя методу», — сказал Крут.
Однако AISC примерно на 30 % готов к работе с черновым руководством по проектированию, которое может помочь побудить тех, кто сомневается в отношении SpeedCore, проверить почву. . Кроме того, система не является собственностью, а это означает, что производители могут свободно воспроизводить систему по своему усмотрению.
Как только будет завершено больше проектов SpeedCore, сказал Клеменчич, это устранит большую часть неопределенности в отношении системы и обеспечит у других есть дорожная карта, которая более точно соответствует их проектам. «Поскольку это был проект № 1, — сказал он, — это был своего рода эксперимент».
Чтобы добиться успеха со SpeedCore, — сказал Джозеф, — каждый проект должен быть оценен на предмет убедитесь, что система подходит.
«Концептуально я понимаю, где это имеет смысл в проектах с очень сложной компоновкой стен, — сказал он, — особенно когда расположение стен меняется от этажа к этажу, потому что в высотном здании можно сделать простое бетонное ядро. (достаточно) эффективно, используя самоподъемные групповые формы и панельную арматуру».
Что может стать проблемой для некоторых производителей и монтажников стали, – сказал он, – это подбор сборных плит в полевых условиях.
«На площади Ренье впечатляет то, что они смогли решить эту задачу», — сказал Джозеф.
Подрядчикам следует иметь еще несколько примеров, на основе которых они смогут определить, подходит ли им SpeedCore, поскольку MKA разрабатывает шесть проектов в Калифорнии, которые включают эту систему — четыре в Сан-Хосе и два в Окленде.
Однако проект на восточном побережье, по словам Клеменчича, откроет более широкий рынок и продемонстрирует, что SpeedCore предназначен не только для землетрясений. — подверженных воздействию зон, но при этом устойчив к ветру и что панели можно соединить болтами, а не просто сварить, как это сделала команда в Сиэтле, для лучшего контроля поля при сборке.
Однако, Крут заглядывает в будущее. с оптимизмом смотрит на то, что SpeedCore найдет свое место в строительстве. «Мы постоянно получаем вопросы по этому поводу», — сказал он. «Люди в отрасли действительно хотят это попробовать».