Bauingenieurwesen

Die höchsten Wolkenkratzer der Welt bestehen eigentlich aus "Vanity Height"

Die höchsten Wolkenkratzer der Welt bestehen eigentlich aus

Der Titel des höchsten Wolkenkratzers der Welt ist eine beispielhafte Leistung für Entwickler auf der ganzen Welt. Seit wir vertikal bauen, konkurrieren wir darum, wer die höchste Struktur bauen kann.

Wolkenkratzerhöhen sind in den letzten Jahren dank fortschrittlicher Technik und erneuter Geldinvestitionen explodiert. Die meisten der höchsten Gebäude der Welt verbergen jedoch ein schmutziges Geheimnis: Sie sind eigentlich nicht so hoch.

Was macht diese Gebäude so hoch?

Die höchsten Punkte der höchsten Gebäude der Welt erreichen tatsächlich erstaunliche Höhen, der eigentliche Gebäudeteil jedoch selten. Entwickler haben lange Türme oder Türme auf Wolkenkratzern platziert, um sich von der Konkurrenz abzuheben und den Titel des höchsten Gebäudes der Welt zu gewinnen. Diese Zinnen erhöhen oft die Höhe von Gebäuden um mehrere hundert Meter, und das alles zu relativ geringen Kosten. Sie reduzieren auch die Komplexität des Engineerings.

Der Rat für hohe Gebäude und städtischen Lebensraum, CTBUH, untersuchte alle höchsten Gebäude der Welt und fand einige interessante Daten. Sie entdeckten, dass fast 60% der höchsten Gebäude der Welt, sogenannte Supertalls, keine Supertalls wären, ohne zusätzlichen Platz wie Türme. Die Organisation nennt diese verschwenderische Höhe "Eitelkeitshöhe".

Ein genauerer Blick auf die Eitelkeitshöhen

Nehmen wir zum Beispiel den Burj Khalifa, den aktuellen Inhaber des höchsten Titels der Welt. Es steht bei 828 Meter hoch von der Basis bis zur Spitze des Turmes. Die höchste belegte Etage ist jedoch nur so hoch wie 585 Meter. Dies bedeutet, dass es gibt 244 Meter nicht besetzbarer Platz auf dem Wolkenkratzer, der ihn sonst so hoch macht. Dies entspricht ungefähr 29% der Struktur.

Der Turm der Bank of America in New York ist noch schlimmer. Diese Struktur steht 366 Meter hoch, eine ansonsten respektable Höhe für ein hohes Gebäude. Nutzbare Böden halten jedoch gerade bei 235 Meter, was bedeutet 131 von den 366 Metern Höhe bleiben unbrauchbar. Das entspricht 36% des gesamten Gebäudes. Das mag schlecht erscheinen, aber es ist nicht einmal das schlechteste Ergebnis in Bezug auf Platzverschwendung auf der Welt. Diese Ehre oder eher Enttäuschung geht an den Burj al Arab.

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Der Burj al Arab steht bei 321 Meter groß und ist das höchste Hotel der Welt. Sie haben wahrscheinlich Fotos von der markanten Konstruktion des Gebäudes gesehen, aber Sie werden feststellen, dass die Oberseite größtenteils aus architektonischen Flusen besteht. All dieser Flaum entspricht 124 Meter von nicht besetzbarem Raum - oder 39% der gesamten Struktur Höhe.

Sie können sehen, dass dieses Problem nicht nur auf diese Gebäude beschränkt ist, sondern auch in der folgenden Tabelle. 95 aus dem 360 Meter des Pinnacle-Gebäudes ist alles Eitelkeit oder 27%. Emirates Tower One hat 113 aus 355 Meter als Waschtisch oder 32%. Schließlich hat der 450 Meter hohe Zifeng-Turm 133 Meter von nicht besetzbarer Höhe oder 30% der gesamten Struktur. Dies ist ein unglaublich hartnäckiges Problem, wenn es um Supertall-Strukturen geht.

Diese Ergebnisse von CTBUH bedeuten, dass diese Strukturen zwar noch hoch sind, ihre Höhe jedoch nicht so beeindruckend ist. Der Bau dieser nicht besetzbaren Räume erfordert viel weniger Technik, und daher ist ihre Schaffung fast immer ein Trick, um den Titel des höchsten der Welt zu gewinnen.

Das Problem der Eitelkeitshöhe ist nicht unbedingt neu, aber es wird immer schlimmer. Das Chrysler-Gebäude ist 21% Eitelkeitshöhe und der Empire State ist 2% Waschtischhöhe. Dies waren einige der ersten Strukturen, die in den 1930er Jahren den Trend auslösten. In dieser Zeit begann sich der Wettbewerb um das höchste Gebäude der Welt zu erwärmen und beschleunigte sich erst im 21. Jahrhundert. Das Bestreben der Menschheit, das Größte und Höchste zu haben, bedeutet, dass Ingenieure manchmal Gebäude höher machen, als sie wirklich sein müssen.

Befindet sich irgendetwas in der Waschtischhöhe von Gebäuden?

Nachdem Sie den freien Platz oben auf den meisten modernen Wolkenkratzern kennengelernt haben, fragen Sie sich vielleicht, ob oben überhaupt etwas vorhanden ist. Die kurze Antwort lautet ja.

In den meisten modernen Wolkenkratzern befindet sich ein sogenannter TMD (Tuned Mass Dämpfer). Dieses Gerät hilft, die Höhe des Gebäudes zu stabilisieren, wenn es bei Wind oder Erdbeben schwankt.

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Es sollte jedoch beachtet werden, dass in Bezug auf die "Waschtischhöhe" die höchsten Strukturen der Welt in den meisten Fällen immer noch eine TMD haben würden, wenn sie nicht so viel Waschtischhöhe hätten. Das heißt, nur weil die sogenannte Waschtischhöhe etwas Nützliches enthält, ist die Höhe selbst eher unnötig.

In Anlehnung an abgestimmte Massendämpfer handelt es sich im Wesentlichen um riesige kugelähnliche Massen, die aufgehängt sind, um den dynamischen Kräften des Gebäudes entgegenzuwirken.

Der Dämpfer in jedem Gebäude ist auf diese bestimmte Struktur abgestimmt. Das heißt, wenn die strukturelle Frequenz des Gebäudes angeregt wird, beginnt der Dämpfer zu schwingen. Der Dämpfer schwingt jedoch perfekt außer Phase mit dem Gebäude. Wenn die Struktur nach rechts schwankt, schwankt der Dämpfer perfekt nach links. Diese Aktion wirkt dem Schwanken des Gebäudes entgegen und leitet die Trägheit des Dämpfers in die Struktur ab.

Das Konzept für abgestimmte Massendämpfer wurde erstmals in den frühen 1900er Jahren auf das Strukturdesign angewendet. Zunächst wurde die Idee jedoch auf die Struktur von Schiffen angewendet, um Rumpfgestein und Vibrationen zu mildern. Erst um die Mitte des Jahrhunderts wurden abgestimmte Massendämpfer erstmals in Bauwerken eingesetzt.

Zunächst wurden sie eingesetzt, um Kräften entgegenzuwirken, die nur in sehr hohen Gebäuden zu finden waren. Dynamische Lasten wie Tausende von Menschen, die sich gleichzeitig nach innen bewegen, oder große Windkräfte, die auf die große Oberfläche von Wolkenkratzern drücken. Bis Ende 1950 wurden diese Massendämpfer eingesetzt, um Erdbebenkräften entgegenzuwirken.

Der beste Weg, um darüber nachzudenken, wie abgestimmte Massendämpfer funktionieren, ist diese harmonische Schwingung. Indem Sie die Art und Weise einstellen, in der die große physische Masse an Ort und Stelle gehalten wird, können Sie sie so bewegen, dass sie perfekt mit den Bewegungen des Gebäudes harmoniert. Dadurch wird die Bewegung des Gebäudes nicht vollständig aufgehoben, aber die Gipfel und Täler werden weniger intensiv.

Wenn es um strukturelle Belastung geht, ist dies eine gute Sache. Scharfe, schnelle und große Kräfte können ein Gebäude schnell zerstören. Wenn Sie jedoch den Einfluss dieser Kräfte über einen längeren Zeitraum verlangsamen, kann das Gebäude absorbieren und sich nach Bedarf bewegen. Dies ist in vielerlei Hinsicht wie Knautschzonen in einem Auto.

Der abgestimmte Massendämpfer ist die Knautschzone von Wolkenkratzern, die intensive Kräfte aufnimmt und verteilt, damit sich das gesamte Gebäude nicht so stark bewegt oder reagiert.

Oben auf diesen superhohen Gebäuden befinden sich riesige, abgestimmte Massendämpfer und möglicherweise einige mechanische Geräte. Zum größten Teil ist ihr Design jedoch das der Eitelkeit. Immerhin ist der Titel des höchsten Gebäudes der Welt eine ziemliche Errungenschaft.


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