Gekromde hoogbouw

Gekromde hoogbouw

Wiersma, M.J.

Vambersky, J.N.J.A. (mentor)
Bijlaard, F.S.K. (mentor)
Mihl, H. (mentor)

Civil Engineering and Geosciences

Design and Construction

2006-03-01

In een afstudeeronderzoek uit 2003 [15] is een ontwerp gepresenteerd voor een hoog gebouw dat in één richting om zijn as slingert. Hierbij is als hoofddraagconstructie een stijve kern toegepast, die zowel voor de stabiliteit als voor de afdracht van verticale belasting moet zorgen. Doordat de kern volledig verticaal opgetrokken is, zijn er plekken in het gebouw waar de kern en de gevel elkaar zo dicht naderen dat er weinig tot geen bruikbaar vloeroppervlak overblijft. De aanleiding en doelstelling van het onderzoek dat voor u ligt is het onderzoeken van een mogelijkheid een vergelijkbare ebouwvorm te krijgen, zonder dat de bruikbaarheid van het gebouw in het gedrang komt. De benodigde dimensies van conventionele draagstructuren voor hoogbouw worden vaak niet eens zozeer gedomineerd door het grote gewicht van het gebouw, als wel door de grootste veroorzaker van vervormingen: wind (op aardbevingen na). De zijwaartse verplaatsingen van de hoogste delen van het gebouw door windbelasting, als ook de snelheid en versnellingen waarmee dit gepaard gaat, zijn maatgevend voor de benodigde stijfheid van het gebouw. De hoofddraagconstructies van hoge gebouwen worden dan ook zodanig vormgegeven dat ze voldoende weerstand bieden tegen deze zijwaartse belastingen. Bekende systemen zijn de stijve kern (al dan niet met outriggers), de gevelbuis en de megastructure. Na enige omzwerving langs diverse varianten van deze systemen is gebleken dat niet alleen de vervormingen door de windbelasting maar ook de vervormingen, die het gebouw ondergaat onder invloed van verticale belasting, in grote mate bepalend zijn voor de afmetingen van de dragende elementen. Bij toepassing van een ‘standaardoplossing’ treden buigende momenten op, veroorzaakt door de excentriciteit van het gebouwvolume van elk uitkragend deel. Deze buigende momenten leiden tot vervormingen, die op hun beurt al snel leiden tot een onbruikbaar gebouw, omdat de constructie zó fors zou moeten zijn om deze vervormingen te beperken, dat het bruikbare vloeroppervlak buitengewoon klein zou worden. Van de drie bekeken systemen (in het onderzoek de basisconcepten genoemd) bleek dat één van de varianten van de megastructure nog redelijk aanvaardbare resultaten gaf. Dit was het gevolg van de werking van de megastructure, die het gewicht van een ‘bol’ deel van het gebouwvolume in evenwicht brengt met eenzelfde gebouwdeel dat, gespiegeld in een verticale lijn, hetzelfde volume had. Dit bleek de sleutel te zijn voor een concept voor de hoofddraagconstructie dat speciaal toegespitst is op de problematiek van een hoog gebouw dat in één richting om zijn as slingert.

http://resolver.tudelft.nl/uuid:11e4672a-72eb-455b-905f-f8e19d957bd8

Student theses

master thesis

(c) 2006 Wiersma, M.J.