Тайбэй 101

Тайбэй 101 Строительство и реконструкция 5 сентября 2003 (№ 9) С. 51

Для такого гигантского небоскреба трудно было выбрать более неудачное место, чем город Тайбэй на острове Тайвань. Мало того, что этот город расположен в Тихоокеанском геосинклинальном поясе (пояс тектонических разломов земной коры, где примерно раз в 10 лет происходят серьезные землетрясения), к тому же он еще и стоит на пути продвижения огромного числа тайфунов, зарождающихся в Южно-Китайском море. Тем не менее, в конце этого года, когда будет закончено возведение его стен (строительство полностью завершится в 2004 г.), Тайбэй 101 отнимет звание самого высокого в мире здания у башен Петронас-тауэрс в малайзийской столице Куала-Лумпуре, обойдя их на 55 м и достигнув высоты 507,77 м.

Тайбэй 101 станет первым небоскребом, построенным в зоне землетрясений и сильных ветров. Это требует смелого проектировочного новаторства. Каждая из этих двух видов опасностей предполагает особое и, в некотором смысле, противоречивое конструкционное решение. Так, в сейсмических областях здания должны обладать упругостью и гибкостью для поглощения энергии колебаний, а для противостояния сильным ветрам им нужна жесткость. Для уравновешивания этих противоположных свойств проектировщики компаний В«Торнтон-Томазетти инжинирсВ» и В«Эвергрин консалтинг инжинирингВ» использовали в конструкции небоскреба Тайбэй 101 массу различных технических новшеств - от внешнего каркаса для защиты от землетрясений до гигантского висящего шара, именуемого демпфером, который не позволяет зданию слишком сильно раскачиваться под ураганными ветрами.

Помимо конструкторской мысли XXI века, этот небоскреб стоимостью $1 млрд. 640 млн. демонстрирует уважительное отношение к древним верованиям. Архитекторы местной компании В«Си-Уай Ли энд партнереВ» спроектировали башню из восьми отчетливых ярусов, возвышающуюся над 25-этажной базовой частью. Поднимаясь, каждый ярус расширяется и заканчивается открытой площадкой - в китайской культуре такая форма символизирует финансовое благополучие и вечную бодрость. Поскольку цифра 8 считается у китайцев особенно счастливой, каждый из этих восьми ярусов включает восемь этажей. Поэтому не удивительно, что в небоскребе Тайбэй 101 впоследствии разместятся Тайваньская фондовая биржа и многочисленные, стремящиеся к процветанию финансовые компании. Удача будет им всем очень кстати, когда неизбежно наступит время тайфунов и землетрясений.



Шпиль

В то время как большой, особым образов настроенный монолитный демпфер защищает основную часть сооружения, целостность 60-метрового шпиля башни обеспечивается двумя более мелкими демпферами, смягчающими почти постоянные удары ветра на высоте более 500 м. Оставленные без внимания, подобные колебательные движения уже через какие-то десятилетия привели бы к ослаблению металла и катастрофическому обрушению конструкции. В этом ограниченном пространстве на поперечные балки, окружающие внутренние колонны шпиля, помещены четырехтонные демпферы. Накопленная этими демпферами энергия колебаний шпиля передается и гасится с помощью расположенной ниже системы пружин.

800-тонный шар на 88-м этаже

Небоскребы в зонах землетрясений конструируются таким образом, чтобы они могли изгибаться для поглощения сейсмической энергии. Но стоит расположить такую гибкую башню в районе сильных ветров, и пребывание на ее верхних этажах напомнит качку на палубе морского судна - не слишком приятное ощущение, когда находишься на высоте около 450 м над землей. В данном случае специалисты решили проблему, установив крупнейший в мире пассивный монолитный демпфер, настроенный на колебания с определение частотой. Он представляет собой 800-тонный маятник, закрепленный на 92-этаже и играющий роль гасителя инерции здания. Когда дует сильный ветер, он раскачивается, зато небоскреб остается неподвижным. При нормальных условиях амплитуда колебаний этого шара стоимостью $4 млн., подвешенного на стропах из высокопрочных тросов, находится в пределах 10 см. На уровне горизонтальной средней линии к шару прикреплены восемь вязкостных демпфирующих устройств, похожих на гидравлические амортизаторы. Во время раскачивания демпфера из этих устройств через маленькие отверстия выдавливается вязкая жидкость, что и поглощает энергию ветра. В случае катастрофической силы землетрясения или тайфуна, что бывает примерно раз в сто лет, шар будет раскачиваться с амплитудой 1,5 м и встретит кольцо буфера-ограничителя, который снабжен восемью дополнительными вязкостными демпферами, именуемыми задержниками. Это будет первый особо настроенный монолитный демпфер, открыто включаемый архитектором в интерьер здания. Из зала ресторана и со смотровой площадки, соответственно, на 88-м и 89-м этажах, которые окружают декоративно оформленный шар диаметром 5,5 м, открывается панорама прилегающей местности. Доступ публики в этот ресторан (и к обслуживающему его высокоскоростному лифту) предполагается ограничить.

На чем он держится

Каркас небоскреба образован тремя отдельными группами элементов конструкции, каждая из которых сложным образом взаимодействует с другими и должна выдерживать свой особый вид нагрузки. Четыре пары сверхмощных колонн размером 2,4 x 3 м в поперечном сечении, по одной на каждую сторону, и сердцевина из 16 колонн вместе удерживают здание в вертикальном положении. Между 25-м и 77-м этажами эти сверхмощные бетонные колонны, взятые в стальной корпус, все более утончаются, а выше уровня 66-го этажа становятся сплошь стальными.

Словно огромная паутина, сверхмощные колонны окружает гибкая стальная решетчатая система, которая должна изгибаться во время землетрясения. Благодаря ей, обеспечивается наружный уклон стен здания и повторяется форма перевернутой пирамиды, никогда в современной строительной практике ранее не использовавшаяся.

Однако подлинным конструкторским новаторством является способ скрепления всех колонн. Через каждые восемь этажей идет специальный технический отсек, - где проходят мощные стальные стропильные фермы высотой в целый этаж. Эти фермы соединяют между собой колонны сердцевины и расположенные по периметру сверхмощные колонны, тем самым существенно расширяя площадь опоры здания и предотвращая возможность его опрокидывания. Подобное техническое решение напоминает использование лыжных палок - чем дальше друг от друга расположены опорные точки, тем труднее упасть.



Лифты

Вероятно, будет справедливо, если высочайший в мире небоскреб получит самые скоростные в мире лифты. Два лифта подобного типа (остальные 59 развивают близкую к рекордной скорость), разработанные фирмой В«Лерч, Бейтс энд эссошиэйтсВ» доставят людей к смотровой площадке на 89-м этаже всего за 39 сек. В течение примерно 10 сек пассажиры такого лифта будут подниматься со скоростью 16 м/сек, тогда, как при спуске скорость будет ограничена примерно 10 м/сек - ради того, чтобы избежать неприятных ощущений в ушах. Лифт фирмы В«БрутВ» также может двигаться с приличной скоростью, но главная задача заключается в управлении этой скоростью и выработке надежных мер безопасности. Лифты небоскреба Тайбэй 101, каждый из которых стоит более $2 млн., впервые будут иметь герметизированную кабину, керамические колодки экстренного торможения и трехцилиндровый телескопический амортизатор, который поможет смягчить удар при аварийном спуске кабины. Поскольку из-за перепадов температуры может произойти искривление направляющих рельсов лифта, компьютерная система управления демпферами на этом небоскребе также впервые будет в этом случае приводить в действие небольшие противовесы, исправляющие положение.

По материалам журнала В«Что новогоВ»