Tüp (yapı) - Tube (structure)

John Hancock hizmetleri de Chicago , 1965 tasarlanmış ve 1969 bitmiş kafes boru yapısal tasarımının bir örneğidir

Olarak inşaat mühendisliği , boru karşı, bir sistemdir yanal yükler (rüzgâr, sismik, etki), bir binanın içi boş bir silindir gibi olacak şekilde tasarlanmıştır; dirsekli yere dik. Bu sistem Fazlur Rahman Khan tarafından Skidmore, Owings & Merrill (SOM) mimarlık firmasının Chicago ofisindeyken tanıtıldı . Tüpün kullanımının ilk örneği adını aldı 43 katlı Han tasarlanmış DeWitt-Kestane Apartmanı olduğu DeWitt üzerinde Plaza de, Chicago , Illinois , 1966 yılında tamamladı.

Sistem çelik , beton veya kompozit yapı kullanılarak inşa edilebilir (hem çelik hem de betonun ayrı kullanımı). Bu kullanılabilir ofis , daire ve karma kullanımlı binalar. 1960'lardan beri inşa edilen 40'tan fazla katlı binaların çoğu bu yapısal tiptedir.

konsept

Tüp sistem konsepti, bir binanın zemine dik içi boş bir konsol olarak tasarlanarak yanal yüklere dayanacak şekilde tasarlanabileceği fikrine dayanmaktadır . Tüpün en basit canlı örnek olarak, dış çevre derin ile birbirine bağlanmış yakından aralıklı sütunlardan oluşur Parapet momenti bağlantıları sayesinde kirişler. Kolon ve kirişlerin bu birleşimi, binanın dış kısmı boyunca yoğun ve güçlü bir yapısal duvara denk gelen sert bir çerçeve oluşturur.

Bu dış çerçeve, bina üzerindeki tüm yanal yüklere dayanacak kadar güçlü tasarlanmıştır, böylece binanın iç kısmının yerçekimi yükleri için basitçe çerçevelenmesine izin verir. İç sütunlar nispeten azdır ve çekirdekte bulunur. Dış ve çekirdek çerçeveler arasındaki mesafe, kirişler veya kafes kirişlerle kaplanmıştır ve kolonsuz olabilir. Bu, yapı içindeki yerçekimi yüklerinin bir kısmını kendisine aktararak çevre borunun etkinliğini en üst düzeye çıkarır ve yanal yükler yoluyla devrilmeye karşı direnme kabiliyetini arttırır.

Tarih

1963'te, gökdelen tasarımında ve yapımında yeni bir çerçeveli boru yapısal sistemi ortaya çıktı . Fazlur Khan , bir yapısal mühendisi Bangladeş (o adı Doğu Pakistan çalışmakta) Skidmore, Owings ve Merrill , üç, dört ya da muhtemelen daha fazla kare, çaprazlı çerçeve oluşan ", üç boyutlu bir alan yapısı olarak çerçeveli bir tüp yapısı tarif veya perde duvarlar, kenarlarında veya yakınında birleştirilmiş, temelden konsol yaparak herhangi bir yönde yanal kuvvetlere direnebilen dikey boru benzeri bir yapısal sistem oluşturmak için." Yakın aralıklı birbirine bağlı dış kolonlar boruyu oluşturur. Yatay veya yatay yükler (rüzgar, sismik, darbe) yapı tarafından bir bütün olarak desteklenir. Dış yüzeyin yaklaşık yarısı pencereler için kullanılabilir. Çerçeveli borular daha az iç sütun gerektirir ve bu nedenle daha fazla kullanılabilir zemin alanı sağlar. Garaj kapıları gibi daha büyük açıklıklara ihtiyaç duyulduğunda, yapısal bütünlüğü korumak için kullanılan transfer kirişleri ile boru çerçevesi kesilmelidir.

Khan'ın tüp konsepti , Bangladeş'in Dakka kentindeki memleketinden ilham aldı . Memleketinde üç kattan daha yüksek bina yoktu. Ayrıca 21 yaşına kadar ilk gökdelenini bizzat görmedi ve yüksek lisans için Amerika Birleşik Devletleri'ne taşınana kadar orta yükseklikteki bir binanın içine adım atmamıştı. Buna rağmen, Dakka'daki memleketinin çevresi daha sonra Dakka çevresinde filizlenen bambudan ilham alan tüp inşa konseptini etkiledi . Dakka'daki bambu gibi içi boş bir tüpün yüksek bir dikey dayanıklılık sağladığını keşfetti.

Tüp çerçeve konstrüksiyonu uygulayan ilk bina, Khan'ın tasarladığı ve 1963'te Chicago'da tamamlanan DeWitt-Chestnut Apartman Binası'ydı. Bu, kendi John Hancock Center ve Willis Kulesi ve Dünya Ticaret Merkezi , Petronas Kuleleri , Jin Mao Binası ve 1960'lardan bu yana, 2020 itibariyle dünyanın en yüksek binası olan Burj Khalifa dahil olmak üzere diğer birçok yüksek gökdelenin inşaatı .

Varyantlar

Tüp, konseptinden itibaren farklı yapısal ihtiyaçlara uyacak şekilde çeşitlendirilmiştir.

Çerçeveli

Dünya Ticaret Merkezi'nin İkiz Kuleleri, çerçeveli bir boru tasarımı kullanan ilk yapılardan bazılarıydı. Tüpün birçok sütunu, bu yatay kesitin dış çevresinde görülebilir. Kuleler, merkezde görülen hizmetler için bir çekirdeğe sahipti. Çekirdek, çekirdeğin kenarından ziyade nispeten eşit aralıklarla yerleştirilmiş 47 sütuna sahip olduğundan, tasarım tüp içinde tüp değildi.

Bu, tüpün en basit enkarnasyonudur. Kare, dikdörtgen, dairesel ve serbest biçim dahil olmak üzere çeşitli kat planı şekillerinde görünebilir. Bu tasarım ilk olarak Khan tarafından tasarlanan ve 1965'te tamamlanan Chicago'nun DeWitt-Chestnut Apartmanı'nda kullanıldı, ancak en dikkate değer örnekler Aon Center ve orijinal Dünya Ticaret Merkezi kuleleridir.

Kafesli veya çaprazlı

Kafes boru, aynı zamanda olarak adlandırılan çaprazlı tüp , basit bir boru değil, nispeten daha az sayıda ve daha uzak aralıklı dış sütunlu benzerdir. Daha az sayıda kolonu birbirine bağlayarak telafi etmek için dış duvarlar boyunca çelik destekler veya beton perde duvarlar yerleştirilir . Çelik takviye içeren en dikkate değer örnekler John Hancock Center, Citigroup Center ve Bank of China Tower'dır .

Gövde ve çekirdek

Bu yapılar, yapının içinde asansörü ve diğer hizmetleri tutan bir çekirdek boruya ve dış çevresinde başka bir boruya sahiptir. Yerçekimi ve yanal yüklerin çoğu, daha yüksek mukavemeti nedeniyle normalde dış boru tarafından alınır. 780 Third Avenue Manhattan 50 katlı betonarme çerçeve ofis binası kavranması için beton kesme duvarlar kullanır ve merkez dışı bir çekirdek kolonsuz iç izin vermek.

paketlenmiş

Dağılımı birlikte tüp yapısı içinde Willis Tower basitleştirilmiş kat planları ile.

Bir boru yerine, bir bina yanal kuvvetlere direnmek için birbirine bağlanmış birkaç borudan oluşur. Bu tür binalar, bina zarfı içine düştüklerinde boruların çevreleri boyunca iç kolonlara sahiptir. Dikkate değer örnekler Willis Tower , One Magnificent Mile ve Newport Tower'dır .

1973'te tamamlanan Willis Tower , paketlenmiş boru yapısal tasarımını tanıttı ve 1998'e kadar dünyanın en yüksek binasıydı.

Paketlenmiş boru, yapısal ve ekonomik olarak verimli olmasının yanı sıra, "mimari alanın çok yönlü formülasyonu potansiyelinde yenilikçiydi. Verimli kulelerin artık kutu gibi olması gerekmiyordu; boru birimleri çeşitli şekiller alabilir ve farklı şekillerde bir araya getirilebilirdi. çeşit gruplandırma." Paketlenmiş boru yapısı, "binaların artık görünüşte kutu gibi olmalarına gerek olmadığı: heykel haline gelebilirler" anlamına geliyordu.

hibrit

Melezler, temel boru kavramının kullanıldığı ve diğer yapısal destek(ler) ile tamamlanan çeşitli yapı kategorileri içerir. Bu yöntem, bir binanın çok ince olduğu ve bir sistemin yeterli mukavemet veya sağlamlık sağlayamadığı durumlarda kullanılır.

Beton

Khan'ın mühendisliğini yaptığı son büyük binalar , sırasıyla boru demeti ve kirişli boru sistemi tasarımlarını kullanan Şikago'daki One Magnificent Mile ve Onterie Center idi. Ağırlıklı olarak çelik olan önceki binalarının aksine, son iki binası betondu. 1963'te Chicago'da inşa ettiği daha önceki DeWitt-Chestnut Apartments binası da tüp yapılı beton bir binaydı. New York City'deki Trump Tower da bu sistemi uyarlayan bir başka örnek.

kafes kuleler

Bazı kafes kuleler , gergili Varşova Radyo Direkleri veya bağımsız 3803 KM kuleleri gibi çelik boru elemanlarına sahiptir .

Diyagram

Referanslar