Història del desenvolupament d’estructures d’acer en edificis multi-alçades

En la història de la construcció humana, els humans van utilitzar per primera vegada materials naturals com la Terra, la Pedra i la Fusta com a materials de construcció. Amb l’avanç de la ciència i la tecnologia a la societat humana, el ferro i l’acer es van produir a gran escala, aportant un material fort i d’alt rendiment a la construcció, cosa que permet construir edificis més alts i més segurs.

La indústria siderúrgica del ferro i el ferro del món a Europa va desenvolupar els edificis més antics i, per tant, els edificis de ferro i acer a Europa és també la primera aplicació. 1720 Europe began large-scale production of pig iron, 1784 has been the production of mature iron, this period of time Europe began to use iron to build bridges, the end of the 18th century, the British cotton mills began to use iron columns, iron beams to replace the original wooden columns and beams, in order to get a larger production of openings and floor loading capacity, the world's first iron column buildings (1772), the first iron column L’edifici de diversos pisos (1793) i el primer edifici complet d’estructura del marc de ferro (1797) es van construir a Gran Bretanya.

La producció massiva de perfils I-IRON a Europa el 1854, que eren més convenients per a la construcció, i la producció d'acer suau el 1864, que tenia millors propietats, va provocar un ús més ampli d'edificis d'acer i una fàbrica de xocolata anomenada Me-Nier (figura 1-1), construïda a prop de París el 1872, es considera que era el primer edifici d'acer multiestoris, que es trobava a la continència europea. L'edifici estava construït purament amb un esquelet d'acer, amb bigues i columnes connectades rígidament i fixades per suportar les càrregues de vent, un sistema estructural que encara s'utilitza habitualment en edificis d'acer moderns de diversos pisos.

Figura 1-1

L’estructura de la columna de ferro introduïda als Estats Units a principis del segle XIX, a finals del segle XIX, amb l’acceleració del procés d’urbanització als Estats Units, edificis d’acer multi-alçada als Estats Units per al ràpid desenvolupament dels Estats Units. El 1885 als Estats Units d'Amèrica a Chicago es va completar en el que es considera el primer edifici d'acer de gran alçada del món: edifici d'assegurances de la llar de 10 pisos, 55 m (figura 1-2). L'edifici utilitza bigues d'acer i columnes de ferro Estructura del marc, la paret de maó externa continua essent portant la paret. L'edifici Rand Manally de 9 pisos, de 37 metres d'alçada, construït a Chicago el 1889, va utilitzar un marc de tot acer, eliminant les parets de càrrega i va ser en realitat el primer veritable edifici d'acer de gran alçada.

Figura 1-2

Al segle XX, amb la millora del mètode de disseny de l'estructura de l'acer, la construcció d'estructures d'acer als Estats Units va entrar per primera vegada a l'era "gratacels". 1900 Al voltant de la finalització de l'edifici de la fila de l'acer de 36 pisos a Nova York, va ser l'edifici més alt del món en aquell moment. El 1907, a Nova York, va completar l'edifici de Singer, de 47 pisos de 187 m d'alçada, és la primera piràmide moderna del món que la alta alçada egípcia. El 1918, Nova York va completar l’edifici de 60 pisos de 242 metres d’alçada, l’edifici més alt del món en aquell moment. I el 1931 a Nova York va completar l’edifici de 102 pisos de 381 m d’alçada (figura 1-3), és una fita en el món dels edificis alts, aquest edifici per mantenir els registres d’edificació més alts del món durant 40 anys.

Figura 1-3

El 1965, el doctor Fazlur Rahman Khan, un famós enginyer estructural de SOM (Skidmore, Owings i Merrill), firma arquitectònica als Estats Units, va plantejar en primer lloc el concepte d’estructura de sitja i basat en aquest nou concepte estructural i la ràpida elaboració computacional estructural de la mecànica dels anys 1960, els Estats Units dissenyats i construïts a diversos edificis de silo-alçades super-alçades (taula 1-1), inclòs el centre mundial conegut (Figura 1-4) i el centre del món 1 ( La torre Sears (figura 1-5). A partir d’aquest nou concepte estructural i del ràpid desenvolupament de la mecànica estructural computacional a la dècada de 1960, els Estats Units han dissenyat i construït diversos edificis cilíndrics super alts (taula 1-1), inclòs el conegut World Trade Center (Fig. 1-4) i la torre Sears (Fig. 1-5).

Figura 1-4

Figura 1-5

A més dels Estats Units, el Japó és el país amb edificis d’acer més alts, la raó per la qual, a més de la indústria siderúrgica ben desenvolupada, hi ha una altra raó important per considerar la resistència al terratrèmol. Com que el Japó és un país multimèdia, fins al 1963, el Codi de l'edifici japonès només va revisar l'edifici no pot superar els 31 milions d'altes disposicions. En problemes sísmics, de foc, vent i altres coses científiques i tecnològiques en una sèrie de grans avenços de la investigació, el Japó el 1964 va anunciar una nova ordenança d’edificis, cancel·lada en les limitacions d’alçada de l’edifici, completades el 1965, el primer edifici d’alçada d’acer de 22 pisos d’alçada a Tòquio, Tòquio, el nou Hotel Otani. Des de llavors, els edificis d’acer d’alçada al Japó han estat el ràpid desenvolupament de l’edifici Kasumigaseki d’acer de 36 pisos d’alçada de 147 m construït el 1968 com a símbol, el Japó va entrar realment al període de desenvolupament d’estructures d’acer alçades. A la dècada de 1980, el nombre total d’edificis d’alçada d’acer al Japó va ser segon només al dels EUA, i en la investigació científica de l’estructura d’acer d’alçada, el desenvolupament de l’acer, la millora de la producció i la tecnologia d’instal·lació, etc., han aconseguit grans resultats, han acumulat una experiència rica i han format tècnicament les seves característiques. Actualment, la gran majoria dels nous edificis alts per sobre de 20 pisos del Japó adopten l'estructura de l'acer.

El Regne Unit és la proporció més alta d’edificis d’estructura d’acer a Europa, segons la zona, al voltant del 50% dels edificis del Regne Unit utilitzen l’estructura de l’acer, a principis dels anys 1980 els edificis britànics multi-alçades de diferents materials de composició estructural. L’ús comú de l’estructura d’acer en edificis alts al Regne Unit s’ha beneficiat del suport i la inversió a llarg termini de l’acer britànic (més tard per convertir-se en corus) en la investigació teòrica, el desenvolupament tecnològic i l’educació de l’estructura de l’acer.

El sud-est asiàtic és un latecomer del desenvolupament econòmic mundial, els edificis alts van començar a construir-se en gran quantitat en aquesta regió després dels anys 70, però la majoria són estructures de formigó armat. Tot i això, després d’entrar a la dècada de 1990, l’ús de l’estructura d’acer en edificis alts s’ha fet cada vegada més comú, i el nombre d’edificis d’estructura d’acer ultra-alçades ha augmentat any rere any, com ara la riba de 369 metres d’alçada de 369 metres d’alçada 1997 (Fig. 1-7).

Figura 1-6

Figura 1-7

A més de l'edifici del Centre Financer Taipei de 101 pisos, de 508 m d'alçada (figura 1-8) completat a Taipei són representatius d'edificis d'acer ultra alçada.

Figura 1-8

Figura 1-9

A causa de raons tècniques i econòmiques, els edificis d’estructures d’acer altes s’han construït a la Xina des de mitjan anys vuitanta. Des d’aleshores, amb la reforma i l’obertura i el desenvolupament econòmic de la Xina, desenes d’edificis d’estructures d’acer altes s’han construït a Xangai, Beijing, Shenzhen, Guangzhou, Dalian, Xiamen, Shenyang, Tianjin, etc. La torre Jin Mao de 421 m d'altura (Fig. 1-9), que actualment és l'edifici més alt de la Xina continental, figura com a tercer del món. El 1998, es va construir la torre Jinmao de 88 pisos de 421 metres d’alçada (figura 1-9), que actualment és l’edifici més alt de la Xina continental i la tercera del món, marcant que els edificis alts de la Xina han entrat a les files avançades del món.