Жаһандық деңгейде сәтті болат құрылымдар жобаларының мысалдары

Инженерлік жетістіктер: Масштаб пен дизайнды қайта анықтаған белгілі болат құрылыс жобалары

Эйфель мұнарасы мен Сидней опера үйі: Құрылымдық өрнектеу үшін ыстық дөңгелектелген болаттың ерте меңгерілуі

Эйфель мұнарасы 1889 жылы салынған кезде ол құрылыс әдістері үшін негізінен ойынды өзгерткен болатын. Олар қазір біз білетін құрылыс болаты деп атайтын, шынымен де құрылыс болатының алғышартын құрған, ерекше түрдегі темір — «қайнатылған темір» деп аталатын материалды қолданды. 300 метр биіктіктегі мұнара шамамен 18 000 әртүрлі бөліктен тұрды, олардың барлығы нақты бұрыштарда кесілген еді. Бұл жобаның маңыздылығы — ғимараттарды қазірдің өзінде таспен салу керегі жоқ екендігін барлыққа көрсетуінде болатын. Орнына металданған бөліктерді массалық түрде өндіріп, оларды құрылыс алаңында жинауға болатын еді. Ал 1973 жылға келсек, Сидней опералық театры пайда болды. Бұл объект өзіндік бетон қабықтарының ішіне ыстық дайындалған болатты енгізу арқылы тағы да бір қадам алға жасады. Нәтижесі қандай? 185 метрден астам ені бар таңғажайып көтерілген крыша аралықтары инженерлерді таң қалдырды. Барлық құрылымның қабырға тәрізді құрылымы порт негізіне шамамен 26 000 тонна салмақты таңғажайып тиімді тәсілмен таратып берді. Бұл екі белгілі құрылым бірігіп, болат туралы қабылданған қабылдауын — оның тек нәрселерді ұстап тұру үшін жеткілікті күшті болатын материал екендігінен, шектеулердің өзі құрылысшыларға шығармашылық шешімдер іздеуге итермелейтін, нақты шығармашылық құралға айналуына көмектесті.

Бурдж-Халифа және Токио Скайтри: Рекордты биіктік пен төзімділікке қол жеткізуге мүмкіндік беретін гибридті болат құрылымдық жүйелер

Бурж-Халифа (2010 жылдан бастап 828 метр биіктікте) және Токио Скайтри (2012 жылдан бастап 634 метр) сияқты ғимараттардың құрылымдарына қарағанда, инженерлер супербиік ғимараттар салған кезде үлкен қиындықтарға тап болғанда болатты басқа материалдармен қосу қаншалықты маңызды екенін көреміз. Бурж-Халифада берік болат арқалықтар мен темірбетонды араластыратын арнайы орталық құрылым бар. Бұл құрылым сағатына 240 километрден астам жылдамдықпен соғатын қатты шөл желдерін ұстап тұрады, сонымен қатар шамамен 4000 тонна болаттан жасалған әсерлі шпильді де ұстайды. Жер сілкінісі жиі болатын Жапонияда орналасқан Токио Скайтри үшін орталық болат бағанында жер сілкінісі кезінде тербеліс күшінің шамамен 90%-ын сіңіретін 300 арнайы демпфер орнатылған. Бұл ғимараттар болаттың тек тікелей ауырлық күшіне ғана емес, сонымен қатар табиғаттың болжанбайтын оқиғаларынан туындайтын көлденең күштерге де икемділікпен төтеп беретінін көрсетеді. Болат әлі де аспанға қарай өсуімізге қажетті негізгі материал болып қала береді.

Бұрыштық аймақтар мен нормалар бойынша болат құрылымдық шешімдердің аймақтық адаптациясы

Ұлыбритания, АҚШ, БАӘ және Жапония: Жер сілкінісі, жел және реттеуші талаптар болат құрылымдардың жобасын қалай пішіндейді

Балалық құрылымдардың жобалануы олардың тіршілік етуі керек болатын ортаның түріне, сондай-ақ барлық жергілікті ережелер мен нормаларға тәуелді. Мысалы, Жапонияда жер сілкіністері негізінен күндік өмірдің бір бөлігі болып табылады, сондықтан инженерлер жердің тербелісі кезінде сынбай иілуі мүмкін арнайы каркастармен ғимараттар салады. Олар сонымен қатар сталь басқа материалдарға қарағанда тербеліс кезінде энергияны жақсы қабылдайтындықтан, негізінің изоляциялану жүйелерін де қолданады. АҚШ-тың Мексика шығанағы жағалауында қатты дауылдар жиі болғандықтан, архитекторлар ғимараттың бүкіл құрылымының жел күштеріне қарсы бірлесіп жұмыс істеуіне назар аударады. Ғимараттың әртүрлі бөліктерінің арасындағы байланыстар 150 миль/сағаттан асатын желдерге төзуге тиіс — бұл сынақ стандарттарына сәйкес. Біршама басқаша жағдай Құрама Әмірліктерде, мысалы, температура тәулігіне 50 °C-тан астам ауытқуға ұшырайды. Сондықтан осындай радикалды температура айырмашылықтарын компенсациялау үшін ұлғайу шовларын қосу қажет. Тұзды ауадан коррозияға қарсы күресу үшін құрылысшылар ыстық батырма гальванизациясынан бастап фторполимерлі қаптамаларға дейін бірнеше қорғаныс қабатын қолданады; бұл ретте жылдық коррозия 0,04 мм-ден аз болады. Ал Ұлыбританияда қатал өрт қауіпсіздігі заңдары ғимараттарды 200 °C-тан жоғары қызған кезде ісітіп, көлемін ұлғайтатын арнайы интумесцентті материалдармен қаптауды талап етеді; бұл өрт екі сағат бойы жанғаннан кейін де құрылымның тұрақтылығын сақтауға көмектеседі.

Материалдық сипаттамалар осыған сай келеді:

Бұл адаптациялар Японияның Ғимараттардың Стандарттық Заңын, АҚШ-тың AISC 341 стандартын, Еурокод 3-ті және БАӘ-нің DM Граждандық Кодексін қамтитын, заңдық аумақтарға тән стандарттарға сәйкестікті қамтамасыз етеді; сонымен қатар дәл, контекстке негізделген материалды оптимизациялау арқылы тұрақты даму мақсатын іске асырады. Пайда болып келе жатқан климатқа реакция беретін қорытпалар қазір уақыт бойынша жылу өткізгіштігін реттейді, бұл аймақтық реакцияны одан әрі жетілдіреді.

Тұрақты болат құрылымдарын қолдану тәжірибелері: қайта пайдалану, қайта переработкалау және төмен көміртекті инновациялар

Еуропа мен Австралиядағы жаңарту жұмыстарында құрылымдық болаттың демонтажы және қайта пайдаланылуы

Қазіргі кезде Еуропа мен Австралияда жай ғана бұзу орнына конструкциялардың ыдырауына бағытталған тенденция ретінде қайта жабдықтау туралы адамдардың ойлауын өзгертуде. Ескі болат ғимараттар қазір тек қана сығылмайды немесе тасталмайды, бірақ арнайы құрылымдар — арқалықтар, бағаналар және фермалар сақталу үшін әрбір бөлігі бойынша ұқыпты түрде ажыратылады. Материалды зақымдамайтын сынақтар мен ұқыпты механикалық өңдеу жұмыстарынан кейін қайта өңделген болат өзінің алғашқы беріктігінің шамамен 98%-ын сақтайды және жаңа болатты нольден өндіруге қарағанда өндіріс кезіндегі көміртегі шығынын шамамен 95%-ға азайтады. Еуропадағы үкіметтер де осы тәсілді қолдауға кірісті. Мысалы, Ұлыбританияның мемлекеттік секторды көміртегісіздендіру бағдарламасы немесе Францияның RE2020 нормативтік құжаттарын алуға болады. Бұл саясаттар қазір мемлекеттік қаржыландырылатын құрылыс жобаларында қайта пайдаланылатын материалдардың минималды мөлшерін қажет етеді. Бұл өнеркәсіптегі қабылдануды жеделдетуге көмектесті және ресурстар қайта-қайта пайдаланылатын, біз «цикличті құрылыс экономикасы» деп атайтын жүйеде болаттың нақты орны бар екендігін көрсетеді.

Адаптивті қайта пайдаланудағы жеңіл салмақты болат құрылым (LGSF): энергияның тиімділігі, жылдамдық және нормативтік талаптарға сәйкестік

Жеңіл салмақты болат құрылымдар (LGSF) қазір көптеген ғимараттардың жаңартылуы үшін негізгі таңдау болып табылады, әсіресе жобаларды мүмкіндігінше тез орындау қажет болатын, ал маңайдағы тұрғындар мен бизнеске ең аз қиындық туғызатын тығыз қалалық аймақтарда. Бұл болат зауыттарда дайындалған гальванизацияланған бөліктер түрінде келеді; олар жылдық энергия шығынын 15 пайыздан 25 пайызға дейін азайтатын термиялық үзіліс қабықшаларын құрады. Дегенмен LGSF-тің ерекшелігі – оның орнатылуының қазіргі заманғы әдістерге қарағанда қаншалықты тез жүретіндігі. Жұмысшылар орындалатын жұмысты шамамен 40% тезірек аяқтайтынын хабарлайды, яғни олар қауіпсіздік стандарттарын, конструкциялық тұрақтылықты немесе өрт қауіпсіздігін қиыспастан, өте қатаң мерзімдерге сыйыпа үлгереді. Бұл жүйе қазіргі ғимараттардың нормативтік құжаттарымен де жақсы үйлеседі, соның ішінде сейсмикалық реттеулер мен өрт қауіпсіздігі талаптары да, тарихи маңызы бар ескі ғимараттарды қайта жаңартқан кезде де. Болат рамалар осы ескі ғимараттардың бастапқы негізіне артық күш түсірмейді, себебі олар өте жеңіл. Сонымен қатар, материалдың шамамен барлығы кейінірек қайта өңделуі мүмкін, сондықтан дамытушылар оны LEED 4.1 және BREEAM сияқты «жаңғыру» ғимараттарына сертификаттау талаптарын орындауға көмектесетінін байқайды; бұл қазір қоршаған ортаға қамқорлық көрсетуге бағытталған инвесторларды тарту үшін өте маңызды.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Эйфель мұнарасы мен Сидней опера үйі сияқты тарихи ғимараттарда болаттың қолданылуының маңызы қандай?

Бұл ғимараттар болаттың құрылыс және өнердегі құрал ретіндегі потенциалын көрсетті, бөлшектердің массалық өндірісін және инновациялық құрылыс шешімдерін қамтамасыз етті.

Бурж-Халифа мен Токио Скайтри сияқты супербиік ғимараттардың тұрақтылығына болат қалай үлес қосады?

Болаттың беріктігі мен икемділігі ғимараттардың биіктігін ұстап тұруға және шөл желдері мен жер сілкіністері сияқты табиғи әсерлерге төзімділік беруге өте маңызды.

БАӘ, Жапония және Ұлыбритания сияқты аймақтар үшін әртүрлі болаттың адаптациясы неге қажет?

Аймақтың климаты мен нормативтік талаптары коррозияға қарсы қорғау, сейсмикалық тұрақтылық және өрт қауіпсіздігі сияқты болаттың нақты адаптациясын талап етеді.

Құрылыста болаттың демонтажы мен қайта пайдаланылуы тұрақты дамуға қалай үлес қосады?

Бұл материалдың беріктігін сақтауға мүмкіндік береді және жаңа болат өндіруге қарағанда көміртегі шығынын әлдеқайда азайтады.

Жеңіл салмақты болат құрылым (ЖСБҚ) қайта жабдықтау кезінде қандай артықшылықтарға ие?

ЖСБҚ энергияны үнемдеуге, тез орнатуға мүмкіндік береді және ғимараттардың құрылыс нормаларына сай келеді, соның нәтижесінде «жаңылтпайтын» сертификаттарын алуға көмектеседі.