Proposals for the application of space structures in the design of the main support structures of tall buildings

• Autorzy: Rębielak J.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.16.182.5793

Warianty tytułu

PL

Propozycje zastosowania struktur przestrzennych w projektowaniu głównych systemów nośnych budynków wysokich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper contains several author’s propositions for the shaping of structural systems for the design of high-rise buildings. The author has developed these structural systems as special types of space structures. The main goal in the processes of shaping these structures was to strive to enhance their rigidity by relatively simple means. Additionally, there was the aim to incorporate alternative evacuation routes in cases of emergency rather than only by vertical transportation means, which are usually located only in the central cores of tall buildings. The proposed structural systems of aboveground floors need to be highly resistant to the maximum values of horizontal, vertical, thermal and earthquake loads. These structures for high-rise buildings can be constructed from steel, reinforced concrete or they can be compound systems. Applications of these systems will considerably enrich the scope of the architectonic views of the tall buildings in which they are incorporated. The safety of tall buildings is to a large extent determined by the stability of their foundation structure particularly when they are located in areas with subsoil of small load capacity or areas that are at risk of earthquake. The paper also presents some proposals for the shaping of the foundation systems devised by the author and indented for heavily loaded objects including high-rise buildings.

PL

W pracy przedstawiono kilka autorskich propozycji kształtowania systemów konstrukcyjnych dla potrzeb projektowania budynków wysokich. Autor opracował te systemy konstrukcyjne jako specyficzne rodzaje struktur przestrzennych. Głównym celem procesu projektowania takich systemów było dążenie do nadania im większej sztywności za pomocą stosunkowo prostych zabiegów projektowych. Ponadto dążono do zapewnienia dodatkowych dróg ewakuacji nie tylko za pomocą środków komunikacji pionowej, które najczęściej są umieszczone w trzonach centralnych budynków wysokich. Proponowane systemy konstrukcyjne kondygnacji nadziemnych muszą bezpiecznie przejmować maksymalne wartości obciążeń poziomych, pionowych, termicznych oraz sejsmicznych. Takie systemy konstrukcyjne mogą być wykonane jako konstrukcje stalowe, żelbetowe bądź kompozytowe, a ich zastosowanie pozwoli na znaczące wzbogacenie zakresu form architektonicznych budynków wysokich, w których zostaną one zastosowane. Bezpieczeństwo budynków wysokich jest w przeważającej mierze uwarunkowane stabilną konstrukcją ich fundamentów, szczególnie wtedy gdy są one posadowione na gruntach o małej nośności lub na obszarach sejsmicznych. W pracy przedstawiono także autorskie propozycje kształtowania systemów fundamentowania i przeznaczonych dla posadowienia obiektów silnie obciążonych w tym także budynków wysokich.

Słowa kluczowe

EN

space structure; high-rise building; structural system; foundation structure

PL

struktura przestrzenna; budynek wysoki; system konstrukcyjny; konstrukcja fundamentu

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Architektura
• Rocznik: 2016
• Tom: Y. 113, iss. 2-A
• Strony: 147--161
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., il.

Twórcy

autor

Rębielak J.

• Institute of Engineering Design, Faculty of Architecture, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Kowalczyk R.M., Sim R., Kilmister M.B. (eds.), Structural systems for tall buildings, Council on Tall Buildings and Urban Habitat, McGraw-Hill, New York 1993.
• [2] Thornton C.H., Tomasetti R.L. et al., The world tallest building – The Miglin Beitler Tower, Chicago, Illinois, Proceedings of the IV-th World Congress of Tall Buildings, Hong Kong 1990.
• [3] Mengeringhausen M., Raumfachwerke aus Staben und Knoten, Bauverlag, Wiesbaden, Berlin 1975.
• [4] Makowski Z.S., Space structures – a review of the developments within the last decade, Space Structures 4, Parke G.A.R., Howard C.M (eds.), Thomas Telford, London 1993, 1–8.
• [5] Robinson R., Malaysia’s Twins: High-rise, High Strength, Civil Engineering 7, 1994, 63–65.
• [6] Matso K., Lessons from Kobe, Civil Engineering, 4, 1995, 42–47.
• [7] Wiłun Z., Zarys geotechniki, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1987.
• [8] Biernatowski K., Fundamentowanie, PWN, Warszawa 1984.
• [9] Ledwoń A.J., Budownictwo na terenach szkód górniczych, Arkady, Warszawa 1983.
• [10] Moehle J., Bozorgnia Y. et al., Case studies of the seismic performance of tall buildings designed by alternative means, Report for the Tall Buildings Initiative, PEER Report 5, CSSC Report 11-02, Pacific Earthquake Engineering Research Center, College of Engineering, University of California, Berkeley, 2011.
• [11] Hart G.C., Huang S.C., Lobo R.H., Jain A., Van Winkle M., Earthquake response of strengthened steel special moment resisting frames, The Structural Design of Tall Buildings, 6, 1997, 37–58.
• [12] Sheu M.-S., Jong J.-H., Chang C.-C., Chou C.-H., Ting L.-C., Design and failure of high-rise building structures in Taiwan, Proceedings of IASS-APCS International Symposium on New Perspectives for Shell and Spatial Structures, Taipei, Taiwan, 2003, 8–9.
• [13] Pearsons C.A., Twist and Shout, Architectural Record, 10, 2015, 62–69.
• [14] Rębielak J., Space structures used in the construction of large span roofs and tall buildings, [in:] Space Structures 4, Proceedings of the Fourth International Conference on Space Structures, eds. G.A.R. Parke, C.M. Howard, Guildford, UK, 5-10 September 1993, Vol. 2, Thomas Telford, London 1993, 1581–1590.
• [15] Rębielak J., Some proposals of structural systems for long span roofs and high-rise buildings, Journal of the International Association for Shell and Spatial Structures, Vol. 40, No. 1, 1999, 65–75.
• [16] Gabriel J.F., Are Space Frames Habitable?, [in:] Beyond the Cube. The Architecture of Space Frames and Polyhedra, ed. Gabriel J.F., John Wiley & Sons, Inc., New York/Chichester/Weinheim/Brisbane/Singapore/Toronto, 1997, 439–494.
• [17] Rębielak J., Prismatic space frames as the main support structures for high-rise buildings, Lightweight Structures in Civil Engineering, Local Seminar of IASS Polish Chapter, Micro-Publisher Jan B. Obrębski Wydawnictwo Naukowe, Warsaw–Wroclaw, 7th December, 2001, 81–89.
• [18] Rębielak J., Fundament zespolony (Combined Foundation – in Polish), Wrocław University of Technology, Patent No. 149760, Patent Office of Republic of Poland, 1990.
• [19] Rębielak J., Systemowy fundament zespolony (System of Combined Foundation – in Polish), Patent No. 221971, Patent application No. P.394745, Patent Office of Republic of Poland, 2011.
• [20] Rębielak J., Combined form of structural system proposed for tall buildings, Proceedings of IABSE-IASS Symposium, London 2011, 308.
• [21] Rębielak J., Budynek o zespolonej formie systemu konstrukcyjnego, Czasopismo Techniczne, 2-A/2/2011, 303–308.
• [22] Rębielak J., Koncepcja systemu konstrukcyjnego budynku wysokiego, Inżynieria i Budownictwo, 1, 2012, 45–51.
• [23] Rębielak J., System of combined foundation for tall buildings, Journal of Civil Engineering and Architecture, Vol. 6, No. 12, December 2012, 1627–1634.