تاريخ تطوير الهياكل الفولاذية في المباني متعددة الارتفاع

في تاريخ البناء البشري ، استخدم البشر أولاً مواد طبيعية مثل الأرض والحجر والخشب كمواد بناء. مع تقدم العلوم والتكنولوجيا في المجتمع البشري ، تم إنتاج الحديد والصلب على نطاق واسع ، مما يجعل مادة قوية وعالية الأداء للبناء ، مما يجعل من الممكن بناء مباني أطول وأكثر أمانًا.

طورت صناعة الحديد والصلب في العالم في أوروبا الأقدم ، وبالتالي فإن المباني الحديد والصلب في أوروبا هي أيضًا أقرب تطبيق. 1720 بدأت أوروبا في الإنتاج على نطاق واسع للحديد الخنزير ، 1784 كانت إنتاج الحديد الناضج ، وبدأت هذه الفترة من الوقت في استخدام الحديد لبناء الجسور ، في نهاية القرن الثامن عشر ، بدأت مطاحن القطن البريطانية في استخدام الأعمدة الحديدية ، وعوارض الحديد الأولى (1772) ، وأول أعمدة الحديد ، وأول أعمدة الحديد ، وأول أعمدة الحديد ، أو أول ظهور للذات الحديد ، أو أول ظهور للذات الحديد ، ودروس الأعمدة ، أو أول ظهور للذات الحديد ، ودروس البناء في العالم. (1793) تم بناء أول مبنى كامل هيكل الإطار الحديدي (1797) في بريطانيا.

إن الإنتاج الضخم لملفات تعريف I-Iron في أوروبا في عام 1854 ، والتي كانت أكثر ملاءمة لأغراض البناء ، وإنتاج الفولاذ الطري في عام 1864 ، والذي كان له خصائص أفضل ، أدى إلى استخدام أوسع للمباني الفولاذية ، ويعتبر مصنع الشوكولاتة يسمى Me-Nier (الشكل 1-1) ، الذي تم بناؤه بالقرب من باريس في عام 1872. تم بناء المبنى بحتة من هيكل عظمي من الصلب ، مع وجود عوارض وأعمدة متصلة بشكل صارم ومستقر لتحمل أحمال الرياح ، وهو نظام هيكلي لا يزال شائعًا في المباني الصلب الحديثة متعددة الطوابق.

الشكل 1-1

تم إدخال هيكل العمود الحديدي في الولايات المتحدة في أوائل القرن التاسع عشر ، حتى نهاية القرن التاسع عشر ، مع تسارع عملية التحضر في الولايات المتحدة ، ومباني الصلب متعددة الشاهقة في الولايات المتحدة إلى التنمية السريعة للولايات المتحدة. تم الانتهاء من عام 1885 في الولايات المتحدة الأمريكية في شيكاغو فيما يعتبر أول مبنى في العالم من الصلب-10 طابق ، ويبلغ ارتفاعه 55 مترًا (الشكل 1-2). يستخدم المبنى عوارض الصلب وأعمدة الحديد الإطار ، ولا يزال جدار الطوب الخارجي يحمل الحمل. استخدم بناء Rand Manally الذي يبلغ ارتفاعه 37 طابقًا ، والذي تم بناؤه في شيكاغو في عام 1889 ، إطارًا من الفولاذ ، مما أدى إلى التخلص من جدران الحمل ، وكان في الواقع أول مبنى حقيقي في الإطار الصلب الشاهق في العالم.

الشكل 1-2

في القرن العشرين ، مع تحسين طريقة تصميم هيكل الصلب ، دخل بناء هيكل الصلب في الولايات المتحدة لأول مرة في عصر "ناطحة سحاب". 1900 حول الانتهاء من مبنى بارك بارك بارك بارك بارك في نيويورك في نيويورك ، كان أطول مبنى في العالم في ذلك الوقت. عام 1907 في نيويورك أكملت مبنى المغني ، ارتفاعه 47 طابقًا 187 مترًا ، هو أول هرم حديث في العالم من ارتفاع طويل القامة المصري. في عام 1918 ، أكملت نيويورك المبنى الذي يبلغ ارتفاعه 60 طابقًا والذي يبلغ ارتفاعه 242 مترًا ، وهو أطول مبنى في العالم في ذلك الوقت. وفي عام 1931 في نيويورك أكملت مبنى Story State State الذي يبلغ طوله 381 طابقًا (الشكل 1-3) ، وهو علامة فارقة في عالم المباني الشاهقة ، هذا المبنى للحفاظ على أعلى سجلات البناء في العالم لمدة 40 عامًا.

الشكل 1-3

في عام 1965 ، قدم الدكتور فازلور الرحمن خان ، وهي مهندسة هيكلية شهيرة لشركة سوم (Skidmore ، Owings و Merrill) في الولايات المتحدة ، أولاً مفهوم بنية الصومعة ، واستنادًا إلى هذا المفهوم الهيكلي الجديد (الجدول 1-1) ، وتشغيل الميكانيكا الهيكلية الحاسوبية السريعة في الستينيات ، ومصممة عدة مباني من الصواريخ الفائقة (الجدول 1-1) برج سيرز (الشكل 1-5). استنادًا إلى هذا المفهوم الهيكلي الجديد والتطور السريع للميكانيكا الهيكلية الحسابية في الستينيات ، صممت الولايات المتحدة وصنعت عدة مباني أسطواني شاهقة للغاية (الجدول 1-1) ، بما في ذلك مركز التجارة العالمي المعروف (الشكل 1-4) وبرج سيرز (الشكل 1-5).

الشكل 1-4

الشكل 1-5

بالإضافة إلى الولايات المتحدة ، تعتبر اليابان البلد الذي يحتوي على المزيد من المباني الفولاذية الشاهقة ، والسبب الذي ، بالإضافة إلى صناعة الحديد والصلب المتطورة ، هناك سبب مهم آخر للنظر في مقاومة الزلزال. نظرًا لأن اليابان دولة متعددة الأرض ، حتى عام 1963 ، لا يُسمح لمدونة البناء اليابانية فقط بتجاوز 31 مليون أحكام عالية. في القضايا الزلزالية والنيران والرياح وغيرها من القضايا العلمية والتكنولوجية على سلسلة من الاختراقات البحثية الرئيسية ، أعلنت اليابان في عام 1964 عن مرسوم بناء جديد ، تم إلغاؤه على قيود ارتفاع المبنى ، الذي تم الانتهاء منه في عام 1965 ، وهو أول مبنى من الفولاذ المرتفع الذي يبلغ ارتفاعه 22 طابقًا في طوكيو ، ونيو أوتاني. منذ ذلك الحين ، كانت المباني الفولاذية الشاهقة في اليابان هي التطوير السريع لمبنى Kasumigaseki الذي يبلغ ارتفاعه 36 طابقًا البالغ عدده 36 مترًا تم بناؤه في عام 1968 كرمز ، ودخلت اليابان بالفعل فترة تطوير هيكل الصلب الشاهقة. بحلول الثمانينيات من القرن الماضي ، كان إجمالي عدد المباني الشاهقة الصلب في اليابان في المرتبة الثانية بعد أن حقق الولايات المتحدة ، وفي البحث العلمي لهيكل الفولاذ الشاهق ، حقق تطوير الصلب ، وتحسين تكنولوجيا الإنتاج والتركيب ، وما إلى ذلك ، نتائج رائعة ، وتجربة غنية متراكمة ، وشكلت خصائصها تقنيًا. في الوقت الحاضر ، تعتمد الغالبية العظمى من المباني الشاهقة الجديدة التي تتجاوز 20 طابقًا في اليابان هيكل فولاذي.

المملكة المتحدة هي أعلى نسبة من مباني هيكل الصلب في أوروبا ، وفقًا للمنطقة ، فإن حوالي 50 ٪ من المباني في المملكة المتحدة تستخدم هيكل الصلب ، في أوائل الثمانينيات من القرن الماضي ، المباني البريطانية متعددة الشاهقة من المواد الهيكلية المختلفة للمواد. استفاد الاستخدام الشائع لهيكل الصلب في المباني الشاهقة في المملكة المتحدة من الدعم والاستثمار على المدى الطويل للصلب البريطاني (فيما بعد ليصبح كوروس) في البحث النظري والتنمية التكنولوجية وتعليم هيكل الصلب.

جنوب شرق آسيا هي لاتكومية للتنمية الاقتصادية العالمية ، وبدأت المباني الشاهقة في أعداد كبيرة في هذه المنطقة بعد السبعينيات ، ولكن معظمها هياكل خرسانية معززة. ومع ذلك ، بعد دخول التسعينيات ، أصبح استخدام هيكل الصلب في المباني الشاهقة أكثر شيوعًا ، وقد زاد عدد مباني الهيكل الفولاذي المرتفع الفائقة على مدار عام 31 طابقًا يبلغ ارتفاعه 450 مترًا من البرج الصيني المدمج في هونغ كونغ في عام 1988 (الشكل 1-6). 1-7).

الشكل 1-6

الشكل 1-7

بالإضافة إلى بناء مركز تايبيه المالي الذي يبلغ ارتفاعه 101 طابقًا ، يبلغ ارتفاعه 508 مترًا (الشكل 1-8) الذي تم الانتهاء منه في تايبيه ، يمثل المباني الفولاذية المرتفعة الشاهقة.

الشكل 1-8

الشكل 1-9

لأسباب تقنية واقتصادية ، تم بناء مباني هيكل الصلب الشاهقة في الصين منذ منتصف الثمانينات. ومنذ ذلك الحين ، مع الإصلاح والانفتاح في الصين والتنمية الاقتصادية ، تم بناء عشرات من مباني الهيكل الصلب الشاهق في شنغهاي ، بكين ، شنتشن ، قوانغتشو ، داليان ، شيامين ، شنيانغ ، تيانجين ، إلخ. برج جين ماو (الشكل 1-9) ، الذي يعد حاليًا أطول مبنى في الصين البر الرئيسي ، مدرج في القائمة الثالثة في العالم. في عام 1998 ، تم بناء برج Jinmao الذي يبلغ ارتفاعه 421 طابقًا (الشكل 1-9) ، وهو حاليًا أعلى مبنى في الصين في البر الرئيسي والثالث في العالم ، مما يمثل أن المباني الشاهقة في الصين دخلت صفوفًا متقدمة في العالم.