Stomval & Produktionsteknik - En studie om höga konstruktioner
Naib Woldemariam
Avdelningen för Konstruktionsteknik Lunds Tekniska Högskola Lunds Universitet, 2010
Rapport TVBK - 5190
Stomval och produktionsteknik f r h ga konstruktioner SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Avdelningen f r Konstruktionsteknik Lunds tekniska H gskola Box 118 211 00 Lund
Department of Structural Engineering Lund Institute of Technology Box 118 211 00 Lund Sweden
Stomval och produktionsteknik - En studie om h ga konstruktioner
Structural system and production technique - A study of high-rise structures
Naib Woldemariam, 2010
Abstract Actors in the Swedish building industry have shown interest to build tall buildings in Sweden. It has historically been very few high rises and skyscrapers built and therefore the experience and traditions of high rise buildings are limited in Sweden.
The aim of this thesis was to collect and present experiences from high-rise buildings, both from national and international high rise projects. The information was mainly collected from interviews with stakeholders in various high rise projects and studies of popular science articles.
The design of a high rise structure is more complex in comparison with a low-rise building. The completed design must meet high standards because of its tall structure and because the buildings are used as offices and residential space.
In regions where high-rise buildings are common, the methods for constructing this type of structure are well established. The structural system and production method are chosen specifically for each project where the most influential factors are the design height, geographical location (city center, climate, etc.) and design loads (wind loads, earthquake, etc.).
Historically, high constructions have been built with a steel frame. The development of concrete’s properties and its production management has led to the prevalence of concrete frames for high rises. Concrete has many properties that make the material suitable for high-rise structures. The weight of the concrete gives good resistance to horizontal loads and the material is good from an acoustic point of view. One of the most desirable properties of concrete is the ductility that offers a widespread area of usage.
I
Stomval och produktionsteknik f r h ga konstruktioner SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Never before have so many skyscrapers been completed, despite the international financial crisis. The reason is that the production of this type of construction is complex, time consuming and expensive. Consequently, most building projects of this kind are initiated in a time of good economic health, but completion may take several years and thus projects are finished during the following recession.
According to articles (Ali & Armstrong, 2008), a certain proportion of the population will be concentrated around established cities. This trend is primarily seen in developing countries which can be compared to the development in the U.S in the late 1800s. This fact means that there will be urban city centers with a dense population on a relatively small area. Thus, the need for large living space with a small footprint is created. Skyscrapers are often a good solution to such situations and that’s why the market is promising.
Sweden's housing market does not offer sufficient land prices for skyscrapers to be economically feasible (except in central Stockholm). It has been speculated that several high-construction projects all over Sweden and the indication is clear. There will be built high rises but no skyscrapers i.e. house which is 100 meters and less.
The construction industry in Sweden has a great knowledge about concrete and precast concrete, thus it seems natural for the industry to use concrete in apartment housing.
Rapport TVBK-5190 ISSN 0349-4969 ISRN: LUTVDG/TVBK-10/5190+58p
Examensarbete Handledare: Johan Hellqvist Examinator: Sven Thelandersson December 2010
Copyright © Naib Woldemariam Avd Konstruktionsteknik LTH
II
Stomval och produktionsteknik f r h ga konstruktioner SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Förord Jag vill b rja med att tacka Karl-Johan Laag fr n SWECO Structures, f r att han f reslog mnet f r mitt examensarbete. Vidare vill jag tacka min handledare fr n SWECO, Johan Hellqvist, f r hans tid och f r alla intressanta diskussioner. Jag vill tacka alla medarbetade p SWECO Structures Malm , som har bist tt med hj lp i alla vardagliga situationer.
Jag vill ven tacka min examinator Sven Thelandersson och min handledare Fredrik Carlsson fr n konstruktionsteknik p LTH, f r deras tankar och synpunkter p utvecklingen av examensarbetet.
Jag r v ldigt tacksam f r all st d jag har f tt fr n min familj och mina v nner, ert st d har varit v ldigt upplyftande och det har gett mig mycket inspiration.
Sist vill jag ven visa min tacksamhet f r alla personer som har st llt upp p intervjuer eller bist tt med hj lp fr n annat h ll, er hj lp har inte varit obem rkt…
N.Woldemariam
III
Stomval och produktionsteknik f r h ga konstruktioner SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
IV
Stomval och produktionsteknik f r h ga konstruktioner SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH Sammanfattning Akt rer i Sveriges byggbransch har visat intresse f r att bygga h ga byggnader i Sverige. Det har historiskt sett byggts ett f tal h ga hus och skyskrapor i Sverige, f ljaktligen r erfarenheterna och traditionerna kring h ghusbyggande ringa.
Syftet med arbetet var att samla in och redovisa erfarenheter fr n h ghusbyggnationer b de fr n nationella och internationella byggprojekt. Informationen har i huvudsak samlats in fr n intervjuer med akt rer i olika h ghusprojekt och studie av popul rvetenskapliga artiklar.
Vid byggande av h ga konstruktioner blir projekteringen mer komplex i j mf relse med ett ”l ghus” projekt. Den f rdigst llda konstruktionen m ste uppfylla h gre st llda krav med h nsyn till konstruktionens h jd och utformning.
I de regioner d r h ghusbyggande f rekommer i stor utstr ckning finns v letablerade metoder f r hur konstruktioner av denna typ skall utf ras. Stomsystem och produktionsval anpassas f r det g llande projektets f ruts ttningar. De mest tongivande faktorerna vid best mmande av de ovann mnda omst ndigheterna r konstruktionens h jd, geografiskt omr de(stadsk rna, klimatf rh llanden m.m.) och dimensionerande laster (vindlaster, jordb vning m.m.).
Historiskt sett har h ga konstruktioner uppf rts med st lstomme. Utvecklingen av betongens egensaker och produktionshantering har medf rt en utbredning av betong som stommaterial. Betong har flera egenskaper som g r att materialet l mpar sig f r h ghuskonstruktioner. Betongens tyngd ger god motst ndskraft mot horisontella laster och goda akustiska egenskaper. En av de mest eftertraktade egenskaperna r betongens formbarhet som erbjuder anpassning till flera anv ndningsomr den.
Aldrig f rr har s m nga skyskrapor f rdigst llts, trots den internationella finans krisen. Fenomenet beror p att uppf randet av denna konstruktionstyp r komplex, tidskr vande och framf rallt kostsam. F ljaktligen p b rjas de flesta byggprojekt av detta slag under en h gkonjunktur men f rdigst llandet kan ta flera r och d rmed avslutas projekten ofta under f ljande l gkonjunktur.
Enligt studerade artiklar (Ali & Armstrong, 2008) kommer befolkninge§n att koncentreras kring befintliga st der. Denna trend ses fr mst i utvecklingsl nder och kan j mf ras med utvecklingen USA gick igenom sent 1800-tal. Detta inneb r att det kommer att skapas stadscentra d r inv narantalet r h gt p en f rh llandevis liten yta. S ledes kommer behovet av stor boyta p ett litet ”fotavtryck” vara n dv ndigt. Skyskrapor r i m nga fall ett bra alternativ till s dana situationer, f ljaktligen r marknaden lovande.
Sveriges bostadsmarknad erbjuder inte tillr ckliga tomtpriser f r att skyskrapor ska vara ekonomiskt f rsvarbara (f rutom i Stockholms innerstad). Det har spekulerats kring flera h ga byggnadsprojekt runtom i Sverige och indikationen r tydlig. Det kommer byggas flera h ga hus men inga skyskrapor d.v.s. hus som r 100 meter och l gre. Byggbranschen i Sverige har ett stort kunnande kring betong, s ledes f refaller naturligt f r branschen att utnyttja betong vid h ghus byggande.
V
Stomval och produktionsteknik f r h ga konstruktioner SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Ordlista Branschspecifika ord som f rekommer i rapporten presenteras och f rklaras h r f r att underl tta f r l saren
A Axiell riktning – detsamma som ett elements l ngdriktning
B Betongseparation – separation av betong orsakad av sedimentering B jsp nning, B jmoment – moment eller sp nning som orsakar b jning i ett element
E Egentyngd - tyngden orsakad av elementet sj lvt dvs elementets tyngd.
F Fastinsp nd – insp nningsvariant som kan hantera moment, normal- och tv rkraft
H H llfasthet - ett materials f rm ga att motst formf r ndring Horisontallaster – en last som verkar i horisontell riktning t ex vindlast
J Just-in-time – begrepp inom logistik d en leverans ankommer i precis r tt tid
K Klimatskal- husets ytterh lje, det vill s ga v ggar, golv och tak. I klimatskalet ing r f rst s ocks husets f nster och ytterd rrar
L Last- (numera bl. fys. l. tekn.) allm nnare: ngt som uppb res av (o. nedtynger) ngt annat, b rda, tyngd, belastning, "motst nd"
M Murverk - byggnadsdel av mursten
P Plastisk deformation – omformning av material som inte terg r till dess ursprungliga utseende Pendelpelare – pelare som endast hanterar vertikalkrafter och r fri till att rotera i b da ndarna Produktionsteknisk l sning – En id om hur produktionen skall utf ras
S Struktursystem, b rande Stomme, Stomme se avsnitt 2,1 Skjuvv ggar – b rande v ggelement som kan hantera horisontallaster
U Utkragande element – element som sticker ut fr n huskroppen alt fr n en konstruktion.
V Vindlast – last orsakad av vind
VI
Stomval och produktionsteknik f r h ga konstruktioner SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Innehållsförteckning
1 INLEDNING 1
1.1 SYFTE 1 1.2 AVGRÄNSNINGAR 1 1.3 METODIK 1 1.4 MÅLGRUPP 1 1.5 DEFINITION AV HÖGHUS, SKYSKRAPA & SUPER-HÖG KONSTRUKTION 2 1.6 HISTORIA 4 1.6.1 FORNTID OCH 1800-TAL 4 1.6.2 1900-TALET 4 1.6.3 2000-TALET 7
2 KONSTRUKTIONSPRINCIPER 9
2.1 STOMSYSTEM 9 2.1.1 STÅL 10 2.1.2 BETONG 11 2.1.3 INVÄNDIGT BÄRSYSTEM 12 2.1.4 UTVÄNDIGT BÄRSYSTEM 14 2.2 PRODUKTIONSTEKNIK 18 2.2.1 BETONGPUMPNING 18 2.2.2 BETONGFORMAR 19 2.2.3 LOGISTIK 20 2.2.4 VERTIKAL TRANSPORT 21
3 INTERVJUER OCH FALLSTUDIER 23
3.1 STOMVAL 23 3.1.1 PROJEKTLEDARE 23 3.1.2 KONSTRUKTÖRER 23 3.1.3 LEVERANTÖRER 24 3.1.4 ARTIKLAR 24 3.2 PRODUKTIONSTEKNIK 27 3.2.1 PROJEKTLEDARE 27 3.2.2 KONSTRUKTÖRER 27 3.2.3 LEVERANTÖRER 28 3.2.4 ARTIKLAR 28 3.3 FALLSTUDIER 32 3.3.1 TURNING TORSO, MALMÖ,SVERIGE 32 3.3.2 EMPIRE STATE BUILDING, NEW YORK, USA 34 3.3.3 ALA MOANA HOTEL, HONOLULU, HAWAII 35
VII
Stomval och produktionsteknik f r h ga konstruktioner SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
4 DISKUSSION 37
4.1 VAD KOMMER ATT SKE I FRAMTIDEN FÖR HÖGHUS? 37 4.2 FRAMTIDENS MATERIALVAL 38 4.3 PRODUKTIONSTEKNIK FÖR ATT ÅSTADKOMMA DESSA 38 4.3.1 FRÅGAN BESTÅR, VILKET MATERIAL SKALL MAN VÄLJA VID BYGGNATION AV HÖGHUS? 39 4.3.2 PLATSGJUTEN ELLER PREFABRICERAD BETONG? 40 4.3.3 FINNS DET NÅGRA INTRESSANTA ALTERNATIV TILL KONVENTIONELLA BYGGMETODER? 40
5 SLUTSATS 41
5.1 VAD INNEBÄR DETTA FÖR SVERIGE? 41
6 REFERENSER 43
6.1 LITTERATUR 43 6.2 POPULÄRVETENSKAPLIGAARTIKLAR 43 6.3 INTERNET 44 6.4 INTERVJUER 45 6.5 FIGURER 46
7 APPENDIX 49
7.1 FRÅGEFORMULÄR FÖR INTERVJUER 49 7.1.1 PROJEKTLEDARE 49 7.1.2 KONSTRUKTÖRER 49 7.1.3 LEVERANTÖRER 49
VIII
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 1 Inledning
1.1 Syfte Syftet med rapporten r att m ta intresset f r h ga hus i Sverige. Det finns akt rer som har visat ett starkt intresse f r att bygga h gt i Sverige men det finns ingen tradition av h ghusbyggande i Sverige. D rf r studeras i denna rapport vilka som r de avg rande faktorerna vid byggande av h ghus. F r att i slut ndan g ra en terkoppling till den svenska marknaden och se vilka m jligheter som f religger.
M let r att kunna precisera vilket stomval och vilken produktionsmetod som r l mplig vid byggande av h gre hus i Sverige. Dessutom ge en helhetsbild kring h ghusprojekt d.v.s. allt ifr n hur man g r tillv ga f r att g ra dem ekonomiskt f rsvarbara till att komfortkraven r uppfyllda.
Fr gest llningar: ”Hur g rs stomvalet och hur har h ga hus byggts fram till idag?” ”Vilka id er och framtida tekniker v ntar?”
1.2 Avgr nsningar M let r att rapporten skall terspegla h ghusbyggande i Sverige. Litteraturs kningen utf rs d rf r med detta i tanke, genom att j mf ra vad som r m jligt ur ett globalt perspektiv och vad som finns tillg ngligt p den svenska marknaden. Under intervjuerna har fr gest llningarna att anpassats f r byggnader med h jden 150 - 200 m.
1.3 Metodik En omfattande litteraturstudie har gjorts f r att f rfattaren skall l sa in sig p mnet och f djupare f rst else. Informationen inh mtas fr n b de den svenska och internationella byggindustrin. Detta g rs genom intervjuer med nyckelpersoner som varit involverade eller ledare av h ghusprojekt. Erfarenheterna sammanst lls i rapporten och varvid en analys g rs och slutsatser formuleras.
1.4 M lgrupp Denna rapport riktar sig mot m nniskor som r eller har varit aktiva inom byggbranschen och fr mst mot projektledare, konstrukt rer och leverant rer av stommaterial (st l, betong). Men f r att underl tta f r vriga l sare har en ordlista bifogats ver branschspecifika ord.
1
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 1.5 Definition av h ghus, skyskrapa & super-h g konstruktion Ett h gt hus eller en skyskrapa r enligt definitionen ”Ett hus som str cker sig m rkbart h gre n sin omgivning” (Eisele & Kloft, 2003). Trots den givna definitionen finns det inga internationellt vedertagna m tt p vad som r ett h gt hus och vad som r en skyskrapa. Eftersom arkitekturen skiljer sig mellan olika st der blir ett h gt hus i Stockholm, t ex Kista Science Tower (117,2 m), ett i m ngden i en stad som Chicago.
Ordet skyskrapa anv ndes f rst i den marina v rlden och antydde d p masten i segelb ten. Betydelsen av ordet r att konstruktionen i fr ga r s pass h g att den anses ”skrapa skyn” d rav namnet skyskrapa (Britannica, 2009).
Definitionerna nedan h mtas fr n Emporis och CTBUH’s1 databaser:
H ga hus (High-Rise Building eng) avser byggnader med h jd i intervallet 35 – 100 m, i de fall d h jden r ok nd definieras en byggnad som ett h gt hus d r v ningsantalet minst r 12 och maximalt 40. Att ange v ningsantalet som m tt h jden anses vara ett s mre alternativ, d v ningsh jden kan variera och att v ningsplanen kan b rja under markniv (Emporis, 2009;CTBUH, 2009).
H jden beh ver inte alltid vara avg rande f r att en byggnad skall betraktas som ett h gt hus. Det kan vara tillr ckligt att betydande delar av stommen r utformade p ett s tt som r specifikt f r h ga hus. F rh llandet mellan h jden och bredden kan ocks vara avg rande, d ett traditionellt h g hus r mycket slankt i f rh llande till sin l ngd. Det finns dock hus som inte r speciellt h ga men tillr ckligt slanka f r att betraktas som h ga hus eftersom de dimensionerande lasterna i konstruktionen r av samma typ som f r h ga hus (CTBUH, 2009).
Skyskrapa (Skyscrape eng.) r en flerv ningsbyggnad som r beboelig och vars h jd verstiger 100m (Emporis, 2009). Eftersom byggnaderna blir h gre och h gre har man inf rt en ny definition n mligen ”Supertall”. Denna kategori har dock ingen motsvarighet p svenska och ben mns d rf r som ”Super-h ga” i detta arbete. Definitionen f r en konstruktion av detta slag r att den reser sig mer n 300m ovan mark och det f religger inga krav p att konstruktionen skall vara beboelig (CTBUH, 2009).
De som fastst ller den offentliga h jden p en byggnad r organisationen CTBUH. Det r der meningsskiljaktigheter kring vilken h jd p konstruktionen som r dess officiella h jd, d rf r r CTBUH tvungna att fastst lla h jden enligt flera kategorier (se figur 1).
1Council on Tall Buildings and Urban Habitat 2
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Markniv till h gsta punkt p Markniv till h gsta anv nda v ningsplan
konstruktionen inklusive spiror men inomhus exklusive service ytor
exklusive antenner och flaggst nger
Markniv till h gsta punkt p konstruk- tionen inklusive spiror, antenner och flaggst nger
Figur 1, De tre figurerna ovan illustrerar CTBUH’s h jdkategorier
3
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 1.6 Historia 1.6.1 Forntid och 1800-tal Arkeologiska fynd har visat att h ga byggnader har funnits redan innan Kristus f delse. De bakomliggande faktorerna d var annorlunda, m nniskan str vade efter att komma n rmare Gud med t ex Babylons Torn (Eisele&Kloft, 2003).
Under senare delen av 1800-talet skedde en stor utveckling av h ga hus i USA. Detta berodde p m nga faktorer, fr mst urbaniseringen av st der som Chicago och New York. Detta ledde till att behovet av bost der blev enormt, vilket st llde stora krav p stadsplanerarna. Dessa var tvungna att skapa mycket bostadsyta p relativt liten plats. Uppfinnandet av hissen, vilket skedde under denna tidsperiod, gav en f rl sande effekt p byggandet av h ga hus. Tidigare hade det inte varit m jligt att bygga mer n ett par v ningar, d v ningsantalet begr nsades av m nniskans f rm ga att bestiga trappor (CTBUH, 1980).
Figur 2, The Equitable Life Assurance Building, New York 1870 & Home Insurance Building, Chicago 1885
Med den nyfunna kunskapen byggdes v rldens f rsta byggnad med passagerarhissar i New York, The Equitable Life Assurance Building, se figur 2. Det tekniska genombrottet som hissen innebar m jliggjorde att det kunde byggas nnu h gre, detta presenterade dock andra byggtekniska besv r. Det huvudsakliga bekymret var f ranlett av att man anv nde sig av murverk som b rande stomme. Murverkets egentyngd i kombination med lasterna p konstruktionen medf rde att v ggtjockleken kunde bli upp till 2 m (Schueller, 1977).
Det beh vdes material med en markant l gre egenvikt med bibeh llen h llfasthet, alternativen som presenterades var st l och betong. Fram till denna tidpunkt hade konstrukt rerna fr mst f rt ned lasterna i ytterv ggarna. N r man nu stod inf r en ndring av byggnadsmaterial var man tvungen att anpassa stommen efter de nya materialens egenskaper, vilket resulterade i att man f rde ned lasterna genom ett b rande skelett i st l. F rsta byggnaden att byggas p detta s tt var Home Insurance Building 1885 i Chicago se figur 2. Denna byggnad blev ven kallad v rldens f rsta skyskrapa och stomtypen blev kallad f r ”Chicago Skeleton”. F rdigst llandet av Home Insurance Building utgjorde startskottet f r den moderna byggteknologin (Schueller, 1977).
1.6.2 1900-talet Under tidigt 1900-tal var framst llningsprocesserna av st l och betong fortfarande v ldigt kostsamma och energikr vande. Det f rekom exempelvis att betongen blandades p byggplatsen eftersom betongen annars riskerade att separera vid transporten fr n fabriken (Ali, 2001).
4
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
N r man anv nde murverk som b rande stomme blev vindlasterna sm i f rh llande till egenvikten p stommen. F rh llandena m jliggjorde att stommen betraktades som styv och d rmed f rsummades vindlasterna. Ingenj rskonsten som framtr tt medf rde att vindlasterna blev st rre i f rh llande till egenvikten p den b rande stommen. Den nya situationen som upptr tt kan betraktas som en milstolpe f r ingenj rerna. De blev tvungna att dimensionera konstruktionen f r horisontallaster, f ljaktligen var st legenskaperna och konstruktions- l sningarna tvungna att f rfinas och f rb ttras (Schueller, 1977).
N r industrialiseringen tog fart utvecklades standardiserade framst llningsmetoder f r st l vilket s nkte kostnaderna f r st lhantering och byggandet kunde ta fart. Under f rsta halvan av 1900- talet byggdes husen i synnerhet med st lstomme, exempelvis byggdes 103-v ningsbyggnaden Empire State Building i New York r 1931, se figur 3 (Schueller, 1977).
Figur 3, Empire State Building, New York 1931
5
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Efter andra v rldskrigets slut f ljde en god v rldsekonomisk period, h ga hus och ven skyskrapor b rjade v xa fram p olika kontinenter. Denna tidsperiod ses som ”Den andra eran av h ghus byggande”. L ga energikostnader och arkitekters samf rst nd att framh va h ga byggnader som ett glasprisma pr glar denna tidsperiod. Vilket innebar att arkitekterna ville skapa byggnader med stort ljusinsl pp. F r att det skulle vara m jligt beh vdes s.k. ”Curtain Walls”, se figur 4.
”Curtain Walls” blev f rst framtagna vid ett tidsskede d byggv rlden inte var redo. N r branschen kom ikapp med utveckling av luftkonditionering, fluorescerande ljuss ttning och syntetisk gummi kunde metoden anv ndas i st rre utstr ckning. ”Curtain Walls” metoden inneb r att ytterv ggarna h nger likt gardiner kring byggnaden och fungerar enbart som ett klimatskal utan n gon b rf rm ga (Britannica, 2009).
Figur 4 , t.v. f rsta byggnaden med ”Curtain Walls”, Hallidie Building, San Fransisco 1918 t.h. V rldens h gsta byggnad 1973-1997, Willis ”f.d. Sears” Tower, Chicago 1973
Genoms att ”Curtain Walls” b rjade anv ndas utvecklades ven stomsystemen. En mycket framst ende ingenj r som ofta refereras till som ”konstruktionsteknikens Einstein” r Fazlur Khan. Han var ingenj ren som utvecklade de s.k. ”Tub -systemen”. Han rangordnade olika struktursystem beroende p vilken h jd de var mnade f r (se figurer 6,8,9,11).
Den nya stomstrukturen kom att revolutionera byggandet av h ga hus. En av effekterna som var v ldigt gynnsam f r byggandet av h ga byggnader var att materialanv ndningen blev mycket effektivare. Exempelvis var st l tg ngen p 60 v ningsbyggnaden, Chase Manhattan Bank Building (1961), som byggdes med en vanlig st lstomme ca 275 kg/m2. J mf rt med 100- v ningsbyggnaden, John Hancock (1969), som utf rdes med ett ”tub-system” kr vde ca 145 kg/m2. Fazlur Khan var ven ingenj ren bakom bl. a Sears Tower, som ven den utformades med ett tub-stomsystem och den kom att bli v rldens h gsta hus i inte mindre n 24 r, se figur 4 (Ali, 2001).
6
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 1.6.3 2000-talet Dagens skyskrapor har b rjat v xa fram i andra delar av v rlden, d r Asien har visat framf tterna med v rldens tv h gsta f rdigst llda skyskrapor, Taipei 101, Taiwan 2004 och Burj Dubai, F renade Arabemiraten 2010. Burj Dubai tog ver titeln fr n Taipei 101 med sina 828 m h, vilket r en m rkbar h jning p ca 300 m.
Det som har m jliggjort vidareutvecklingen r bl. a utvecklingen av h llfastare och l ttare byggnadsmaterial, dessutom har datorkraften utvecklats enormt de senaste decennierna. Datorernas otroliga utveckling har medf rt att modellering av komplicerade struktursystem har blivit enklare att hantera (Krog, 2008). M jligheten att optimera enskilda konstruktionsdelar s att en h gre utnyttjandegrad erh lls och p s s tt skapa en effektivare material tg ng har framkommit. Produktionstekniken har ven den f rb ttrats med t ex ”top-down” metoden som m jligg r byggande p tv h ll vilket minskar den totala byggnadstiden, f r mer ing ende beskrivning se avsnitt 3.2.4 (H weler, 2003).
Det finns planer p super-h ga byggnader som exempelvis Nakheel Tower, vilka p st s spr nga 1000 meters barri ren. Dessa har dock inte p b rjats n utan f rslagen har lagts fram och i skrivande stund ordnar man med finansiering, (Trade Arabia Business, 2009).
Under historiens g ng har det flera g nger spekulerats kring att skapa en konstruktion med m jligheten att ers tta en hel stad. P senare tid har politiker i samr d med ingenj rer i Tokyo gjort allvar av dessa spekulationer och b rjat ta fram handlingar f r en konstruktion som kallas ”Sky City 1000”. Bakgrunden r att fastighetspriserna i Tokyo r skyh ga och att tr ngseln b rjar bli outh rdlig. ”Sky City 1000” r f reslagen att n 1000 meters h jd och husera inte mindre n 36 000 bost der och 100 000 arbetsplatser. Byggnaden skall motsvara en vanlig stad med m jlighet f r utbildning, shopping, gr nomr den m.m. (Ali & Armstrong, 2008).
Figur 5, Nakheel Tower, Dubai (F rdigst llande ej k nt)
7
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
8
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 2 Konstruktionsprinciper I detta avsnitt efterstr var f rfattaren att presentera den huvudsakliga teorin kring stomsystem och produktionsteknik f r h ga hus.
2.1 Stomsystem Stomsystemet, ven ben mnt ”stommen” i talspr k, r ryggraden i huset d.v.s. den del av huset som b r upp byggnaden. Kraven som stomsystemen skall uppfylla r m nga, de fr msta kraven kommer fr n den enskilda m nniskan d r god komfort efterfr gas. Vilket bl. a betyder goda akustiska och vibrationsd mpande egenskaper. Beroende p nskade egenskaper p huset som h jd, form, arkitektonisk utseende m.m. v ljs olika typer av stomsystem. Dessutom skall stomsystemet bibeh lla sin b rande f rm ga vid of ruts gbara h ndelser som jordb vningar, explosioner och terrorattacker (Ali & Moon, 2007).
Evolutionen av stomsystemen har blivit en f ljd av viljan att effektivisera material tg ng, utnyttjad areaandel och att ka byggnadens h jd. D rf r har stomsystemens utnyttjandegrad optimerats och kommer att forts tta att optimeras i framtiden med st ndigt utvecklande av nya material med b ttre egenskaper. Att optimera utnyttjandegraden av stomsystemet betyder att best ndsdelarna i stomsystemet r belastade till den kapacitetsniv som r maximal enligt st llda krav. Materialets h llfasthet kan till ta h gre belastning men s kerhetsf reskrifter f rbjuder en h gre belastningsgrad (Eisele & Kloft, 2003).
Eftersom h ga hus i h g utstr ckning str cker sig h gre n sin omgivning blir de utsatta f r h gre vindtryck n sin omgivning, d rav blir horisontella laster dimensionerande (Ali & Moon 2007).
De stomsystem som har dominerat och dominerar just nu kan delas in i fyra grupper St l –, Betong –, Inv ndigt– och Utv ndigt b rsystem (Eisele & Kloft, 2003).
9
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 2.1.1 St l Som tidigare n mnts, i kapitel 1.2 Historia, anv ndes murverk vid utf randet av h gre byggnader kring sent 1800-tal. Eftersom ekonomin och viljan att maximera boytan var drivande faktorer blev st l ett alternativ (Eisele & Kloft, 2003).
St l i form av fackverk med vertikala och horisontella element gjorde att ingenj rerna och arkitekterna kunde uppn h gre h jder med sina konstruktioner. Byggnadens stabilitet berodde inte l ngre p byggnadsmaterialens h llfasthet, snarare blev styvheten i stomsystem dimensionerande, d.v.s. hur elementen i stomsystemen ”samarbetade”( Ali & Moon, 2007).
Detta resulterade i en vidareutveckling av det befintliga pelare-balksystemet till ett antal olika system. I figur 6 illustreras ett urval av stomsystem som r utformade i st l (Eisele & Kloft, 2003).
Figur 6, Stomsystem i st l rangordnade efter deras rekommenderade byggh jd
10
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 2.1.2 Betong N r betong b rjade anv ndas i b rjan p 1900-talet utformades det att efterlikna ett fackverkssystem i st l. Detta gjorde att betongen inte hade en tillr ckligt h g utnyttjandegrad, d rf r blev st l premierat framf r betong. N r betongegenskaperna studerats och metoderna justerats efter betongens egenskaper blev materialet ett vedertaget byggmaterial. Ingenj rerna ins g betongens styrka i att hantera stora trycklaster och g llande dess svaghet, dragh llfastheten, f rseddes betongen med armering. Anledningarna till att betong har haft en stor genomslagskraft r m nga. Betong kan anpassas till m nga olika former, installationer kan ”g mmas” i betong, betong har ven goda brand-, akustik- och vibrationsd mpande egenskaper.
Eftersom betong r ett kompositmaterial d r best ndsdelarna kan anpassas, blir anv ndningsomr det stort. Nedan illustreras ett urval av stomsystem i betong som kan anv ndas vid byggande av h gre konstruktioner (Ali, 2001).
Figur 7, Stomsystem i betong rangordnade efter rekommenderad h jd
Betong kan med f rdel utformas som b rande skjuvv ggar vid stabilisering av konstruktioner, eftersom skjuvv ggar kan hantera stora horisontella laster och har goda brandegenskaper. Dessutom ger v ggarna en stor flexibilitet d de vid behov kan sammankopplas via balkar och/eller via bj lklagen f r att g ra diverse ppningar som d rr-, f nster- och installationsh l. Denna v ggtyp r inte l mplig i seismiskt aktiva omr den, d v ggarna har d liga plastiska deformationsegenskaper (Schueller, 1977;CTBUH, 1980; Eisele&Kloft, 2003).
Den innovation som har varit mest betydelsefull f r h ghus-byggande r m jligheten att pumpa betongen till extrema h jder. Historiskt sett har de flesta super-h ga byggnaderna varit utformade i st l, men under 2000-talet har trenden brutits. Betongkonstruktioner har blivit ett alternativ f r superh ga byggnader. En av de bakomliggande orsakerna r att enskilda betongelement har blivit slankare och d rmed f tt en l gre egenvikt, dessutom har pumpning av betong n tt nya h jder (606 m, Burj Dubai). Ytterligare en bakomliggande faktor r utvecklingen av det kombinerade stomsystemet med en betongk rna och utspridda skjuvv ggar, se figur 9 (Outrigger structure) (Ali, 2001; Putzmeister, 2009).
11
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 2.1.3 Inv ndigt b rsystem Inv ndigt b rsystem definieras som ett system vars huvudsakliga b rverk ligger inne i konstruktionen och r dolt p fasaden. Det r dock m jligt att delar av b rverket r synligt p fasaden. Ett par exempel p inv ndiga b rsystem r s.k. MRF-system (Moment Resisting Frames), skjuvv ggar och stomsystem med en stabiliserande k rna f rsedd med utkragande element (Outrigger structure eng, fig 9). Det sistn mnda systemet anv nds i stor utstr ckning v rlden ver vid byggande av superh ga byggnader d ribland Jin Mao Building (Shangai, Kina) och Taipei 101 (Taipei, Taiwan) (Ali & Moon, 2007).
Figur 8, Inv ndiga b rsystem rangordnande efter rekommenderad h jd
12
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
2.1.3.1 K rna med utkragande element Uppbyggnaden av systemet best r av en stabiliserande k rna som str cker sig genom hela konstruktionens h jd. K rnan placeras antingen i mitten p konstruktionen eller i ena nden med element som str cker sig till fasaden. K rnan kan liknas vid en j ttelik pelare som r fast insp nd, eftersom k rnan f r ned alla horisontella laster kan b jsp nningarna i k rnans inf stning bli v ldigt stora. F r att l sa detta har man element som kragar ut fr n k rnan som skall sprida lasten fr n k rnan till pendelpelare i fasaden. P detta s tt minskas b jmomentet som annars hade verkat p pelarfoten.
De horisontella lasterna som uppkommer vid fasaden f rs in till k rnan via utkragande elementen. De utkragande elementen kan utformas b de i fackverk av st l eller v ggar av betong (illustration ges av figur 9). Dessa kr ver normalt v ldigt mycket utrymme, varf r man placerar dem p v ningsplan som inte r beboeliga tillsammans med diverse installationer. Detta stomsystem har blivit popul rt, eftersom det g r att uppn h ga h jder med stomsystemet samtidigt som det ger arkitekten stora m jligheter (Ali & Moon, 2007).
Figur 9, K rna med utkragande element p fasadpelare, d r pelarna r b de tryckta och dragna
13
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 2.1.4 Utv ndigt b rsystem Ett stomsystem som i huvudsak hanterar lasterna via en konstruktion som r synlig p fasaden s gs vara ett utv ndigt b rsystem. Vid byggande av h ga konstruktioner blir motst ndskraften mot horisontella laster mer v sentlig. Detta eftersom vindlasterna och d rmed de horisontella lasterna kar mer n dubbelt per l ngdenhet. Ett av de mest effektiva s tten att hantera situationen r att utnyttja fasaden.
Denna utformning till ter ett ppet interi rt landskap, samtidigt begr nsas m jligheterna f r fasadens utseende. Stomsystem som r utformade att upptr da p detta s tt r tub-system, triangul rt fackverksystem (diagrid-system eng.) och super-stomme (super frame eng.) f r att n mna ett par. I figuren nedan ges exempel p hur dessa stomsystem kan vara utformade (Ali & Moon, 2007).
Figur 10, Konstruktioner med utv ndigt stomsystem rangordnade efter rekommenderad h jd
14
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 2.1.4.1 Tub-system Den f rsta ingenj ren som utnyttjade fackverken i tre dimensioner var Fazlur Khan, n r han utvecklade det s.k. ”tub-systemet”. Systemet g r att konstruktionen kan liknas vid en ih lig pelare med en fast insp nd nde. I den enkla varianten av systemet f rs alla horisontella laster ned i det yttre h ljet av konstruktionen. Det yttre h ljet best r av pelare med ett kort inb rdes avst nd, dessa pelare r sedan sammanfogade med balkarna genom momentstyva inf stningar (Ali, 2001).
Denna l sning g r att den inre delen av konstruktionen endast beh ver hantera vertikala laster. D rmed blir de element som skall b ra lasterna v ldigt f och v ningsplanen blir flexibla och kan anpassas f r olika anv ndningsomr den. Denna konstruktionsform ger arkitekten stor m jlighet att arrangera kontorslandskap. En gynnsam effekt r att konstruktionen kan utformas i fler former n det vanliga kvadratiska eller rektangul ra tv rsnittet (Schueller, 1977;Ali, 2001).
Genombrottet med tubstommen medf rde att metoden till mpades vid olika f rh llanden och att olika varianter p stomsystem utvecklades. En av de f rsta varianterna r den enkla tubvarianten med diagonalstag i fasaden. Denna modifikation m jliggjorde att f rre pelare i fasaden var n dv ndiga eftersom diagonalen kunde f ra ned de horisontella lasterna till grunden. En av f rdelarna med denna tubvariant r att materialanv ndningen blir v ldigt effektiv. Det tydligaste exemplet p denna konstruktionstyp r John Hancock Building, 1970 Chicago, se figuren nedan (Ali, 2001).
Figur 11, John Hancock Building, 1970 Chicago
En tredje variant p tubstommen r en konstruktion som best r av flera mindre tuber som r sammanfogade. Dessa tuber slutar sedan vid olika h jder vilket generar att byggnaden blir l ttare och omf ngsarean blir mindre desto h gre konstruktionen blir. Detta i sin tur blir gynnsamt d basen p konstruktionen blir v ldigt stabil (Eisele & Kloft, 2003).
15
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Figur 12, Enkel tub-stom, m tub-i-tub, t.h. sammanfogade tuber
Den enkla tubstommen kan utvecklas till tub-i-tubsystem,vilket betyder att det yttre h ljet f rst rks genom en inre k rna som klarar av horisontella laster. Sammanfogningen av den inre k rnan och det yttre fackverket kan g ras via bj lklagen. De tubstommar som r n mnda r de vanligaste. Det f rekommer att stomsystem utformas som en kombination av flera olika tub- varianter eller tub-system med ett annat stomsystem. Detta f r att utnyttja f rdelarna av de olika systemens styrkor och skapa ett optimalt stomsystem(Eisele & Kloft, 2003.
16
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 2.1.4.2 Triangul rt fackverksystem Ett stomsystem som f rst utvecklades p 1970-talet har blivit inf rlivat p nytt. Det s.k. ”diagrid- system”, triangul rt fackverksystem p svenska. Systemet har ett yttre h lje i form av ett fackverk, men stomelementen i fackverket r snedst llda. P detta s tt skapas ett triangul rt fackverk. Det geniala med systemet r att b de vertikala laster och horisontella laster kan f ras ned effektivt i fasaden. Eftersom fackverket r snedst llt belastas de ing ende elementen axiellt av de horisontella lasterna. Eftersom b rf rm gan f r elementen r st rre axiellt kan st rre laster hanteras. I andra stomsystem belastas elementen i b jriktningen och d rmed blir belastnings kapaciteten l gre (Ali & Moon, 2007).
F r att stabilisera systemet ytterligare kan k rnan engageras, h rmed kan konstruktioner bli nnu h gre. Det triangul ra fackverket ger konstruktionen ett v ldigt s rpr glat yttre, en k nd byggnad som har denna stomme r 30 St Mary Axe, London. Systemet kan utf ras b de i st l och i betong, byggnaderna kommer dock att f vitt skilda arkitektoniska utformningar, vilket sk dligg rs i figurerna nedan (Ali & Moon, 2007).
Figur 13, t.v. 30 St Mary Axe, London, “diagrid-system” i st l; t.h. COR - Building, Miami, “diagrid-system” i betong.
17
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 2.2 Produktionsteknik En generellt avg rande faktor inom byggindustrin r projektets byggbarhet, d.v.s. ”hur komplicerad/enkel r konstruktionen att uppf ra?” . I ett tidigt skede i projekteringen m ste diverse produktionstekniska l sningar beaktas. Ibland kan dessa bli avg rande, i synnerhet vid h ghusbyggande. Hur stora element r m jliga att transportera?, vilken arbetskraft finns att tillg ?, hur h gt kan betongen pumpas? r alla exempel p fr gor som m ste beaktas i produktionsfasen. Dessutom m ste utformningen av varje enskilt element anpassas s att produktionen underl ttas (Eisele & Kloft, 2003).
Som tidigare n mnt r det en rad tekniska genombrott som har visat v gen f r h ghusbyggande. M nga av dem har varit avg rande produktionstekniska l sningar. Dessa utvecklas n idag och kommer att forts tta att utvecklas f r att skapa en effektivare, s krare och mer ekonomisk produktionsprocess (Eisele & Kloft, 2003).
2.2.1 Betongpumpning Betongens utveckling tog verklig fart d den blev ett erk nt byggnadsmaterial. Till en b rjan f rvarades betongingredienserna p bottenplan av konstruktionen, f r att blandas f r hand och sedan lyftas upp via kran till n dv ndigt v ningsplan. N r betongtransporten f rst utvecklades f rflyttades betongen i vanliga lastbilsflak. Eftersom komponenterna separerades under f rden var det alltid n dv ndigt att blanda betongen p nytt vid ankomst till byggplatsen. N r den roterande lastbilen introducerats blev materialet mer tillg ngligt, ven vid h ghusprojekt. Idag har utvecklingen n tt s l ngt att pumpning r ett alternativ vid sm husbyggnationer (Ali, 2001).
Det som begr nsar betongens pumph jd r dess plastiska egenskaper, pumpkapaciteten och tillg ngliga r rledningar. V rldsrekordet i vertikal pumpning f r en byggnad och en frist ende konstruktion innehas i skrivande stund av Burj Dubai, p 606 m (Ali, 2001; Putzmeister, 2009).
18
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 2.2.2 Betongformar Det finns en uppsj av olika formalternativ f r platsgjuten betong. Det r v ldigt viktigt att v lja r tt typ vid h ghusbyggen f r att minimera anv ndningen av kranar. D anv ndning av kranar utg r en av de mest kritiska flaskhalsarna i produktionen, med en sj lvlyftande form minskas behovet och kranarna anv ndas f r att flytta annat material.
De vanligaste formtyperna som anv nds vid gjutning av k rnan i h ghusbyggen r Glid- och Kl tterformen. Glidformen r det snabbaste alternativet, men den stora nackdelen r att gjutningen inte kan avbrytas d.v.s. allt m ste gjutas i en etapp. Kl tterformen tar v sentligt mycket mer tid n glidformen, men gjutningen kan utf ras etappviss och bekymmer med skarvar undviks.
Det anv ndes en kl tterform (se figur 15) vid byggandet av Turning Torso, Malm . Formen lyfter sig sj lv till n sta v ningsplan n r betongen p det befintliga v ningsplanet uppn tt nskad mognadsgrad. Formen lyfter sig via hydrauliska armar som r f sta i betongen p l gre v ningsplan som uppn tt tillr cklig h llfasthet. (Ali, 2001; Hedin, 2009; Burj Dubai, 2009)
Figur 14 Kl tterformen som anv ndes vid Turning Torso
19
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 2.2.3 Logistik Genom en v lintegrerad logistik l sning kan produktionen underl ttas mycket d.v.s. ett logistiksystem som till ter produktionsfasen att fortg utan hinder som t ex materialbrist. Det finns stora vinster att h mta b de kostnadsm ssigt och tidsm ssigt. Det g ller att identifiera vilka faktorer som har de f rl sande effekterna och hantera dem ingenj rsm ssigt (Hagman, 2009).
Vid byggnationen av en skyskrapa r situationen extrem ur flera synvinklar. Material- och m nniskofl det r st rre n vid sm husprojekt. Det stora fl det av yrkesarbetare som skall till sina arbetsstationer p olika v ningsplan och byggnadsmaterial som skall flyttas osv, g r att alla fl dena r i stora kvantiteter p en f rh llandevis liten yta. Allting m ste planeras ut i minsta detalj f r att produktionen skall fungera, i huvudsak f r att den vertikala transporten r begr nsande. Dessutom brukar h ghus utformas mitt i stadsk rnor vilket begr nsar arbetsytan ytterligare. F ljaktligen kr vs det ytterligare samordning mellan leverant rer och best llare (Eisele & Kloft, 2003).
Tomten d r konstruktionen uppf rs kan betraktas som en ”levande” yta, d r utformningen av byggplatsen kan anpassas beroende p vilket skedde projektet befinner sig i. P detta s tt uppn s en h gre flexibilitet och koordineringen underl ttas (Adbelrazaq et al, 2008).
F r att angripa dessa bekymmer vid byggnationen av Turning Torso fanns det uppr ttat en hall d r materialet anl nde senaste tv dagar innan det skulle monteras p konstruktionen. Det var logistiksamordnarens uppgift att se till ”Just-in-Time” leveranserna fungerade. Materialen k rdes ut fr n lagerhallen till byggnationen under kv llstimmarna d yrkesarbetarna slutat f r dagen (Hedin, 2009).
20
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 2.2.4 Vertikal transport Den vertikala transporten kan bli en stor flaskhals ifall transporten inte projekteras med stor noggrannhet. D rf r m ste koordineringen mellan m nnisko- och materialfl de vara utf rd p ett tillfredsst llande s tt (Adbelrazaq et al, 2008). F r att transportera material anv nds i huvudsak kranar, hissar och liftar.
Figur 15 Bygghiss (t.v.) och Tornkran (t.h.) som anv ndes vid Turning Torso
2.2.4.1 Kranar Behovet av kranar r varierande beroende p vilken typ av stomsystem konstruktionen r baserad p och/eller konstruktionens h jd. Den krantyp som anv nds vid h ghusbyggen r prim rt tornkranen (se figur 15). F rdelarna med denna krantyp r att den tar ytterst liten plats, den kan t.o.m vara byggd p konstruktionen. Dessutom har tornkranen en stor r ckvidd, stor lastkapacitet och kan rotera 360 grader (Lieberr, 2009).
2.2.4.2 Hissar Som underst d t tornkranarna kan hissar byggas upp i eller kring konstruktionen. Dessa kan d fungera som persontransport och ven transportera mindre material. P detta s tt blir anv ndningen av tornkranarna effektivare och transportm jligheterna st rre (Hedin, 2009). Under byggnation av b de Turning Torso och Burj Dubai har det funnits en kombination av tornkranar och liftar, det ans gs vara den mest l mpliga kombinationen (Abdelrazaq Et al, 2008; Hedin, 2009).
21
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
22
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 3 Intervjuer och fallstudier I detta avsnitt beskrivs den information som har samlats in genom litteraturstudie och intervjuer.
3.1 Stomval De intervjuade har kommenterat vilket stomsystem som de tror kommer att dominera framtiden, svaren ses som spekulationer om framtiden.
3.1.1 Projektledare Kent Hedin, NCC, menade att han hade valt en stabiliserande k rna i platsgjuten betong d r bj lklagen r av h ld ckselement med p gjutning. Pelarna och balkarna skulle ha varit utformade i st l med m jligheten att anpassas efter behov.
John Parker, WSP, s ger att i dagens byggbransch blir det v ldigt sv rt f r andra material att konkurrera med betong vid byggande av h ga hus. Det finns utarbetade metoder och konkurrenskraftiga priser som g r att betongen dominerar. Vidare finns det m nga andra f rdelar med betong d ribland formbarheten, akustikegenskaperna, minimering av konstruktionsh jden p element m.m. D rf r ser John att h ghuskonstruktioner kommer b de idag och i framtiden att stabiliseras av en betongk rna. Resterande elementen kan utf ras i betong, men b r anpassas med h nsyn till projektens f ruts ttningar.
Projektledarna som blev intervjuade r inte verksamma i samma land, men deras f ruts gelser om framtida stomsystem var ganska samst mmiga. De p talar de stora f rdelarna med betong som ett stabiliserande material. Det finns m nga vinster som kommer indirekt med anv ndningen av betong s som goda brandegenskaper, akustik m.m.
3.1.2 Konstrukt rer Sven Thelandersson, professor vid LTH, under intervjun med Sven framkom det att stomsystem i st l dominerade vid f rra sekelskiftet, i synnerhet vid h ghusbyggande. Efter andra v rldskriget har det skett en enorm utveckling av betongtekniken. Sven ber ttar att n r ett platsgjutet hus skulle produceras var man tvungen att hissa upp betongen i hinkar, idag kan man pumpa betongen till flera hundrameters h jd. I Sverige r kunskapsomr det kring betong stort, d rf r anser Sven att stomsystemen utf rda i betong har en viss f rdel.
Sten Forsstr m, SWECO, menade att h ga konstruktioner genererar stora trycksp nningar i den l gre delen av stomsystemet. D rf r l mpar sig armerad betong vid h ghuskonstruktioner. Dessutom r traditionerna i byggande med platsgjuten betong sv rslagen i Sverige
Karl-Johan Laag, SWECO, menade att traditionen i ett land har stor betydelse f r hur man bygger. I Sverige finns inget utbrett tillv gag ngss tt f r hur man utformar h ga hus. En platsgjuten betongk rna med st lpelare och platsgjutna bj lklag ger stor flexibilitet, som ofta r eftertraktad hos best llaren. Rent konstruktionstekniskt ger anv ndningen av betong flera f rdelar t ex att det motverkar lyft, genererar mindre accelerationer m.m. Karl-Johan menar att det finns starka traditioner i Sverige att bygga med prefabricerade element. Vilket kan komma att p verka h ghusbyggnationen mot prefabricerade betong element.
Fredrik Carlsson, LTH, s ger att det r sv rt att avg ra vad som kommer att h nda i framtiden. Fredrik tror p ett centralt b rande hisschakt med bj lklag som f r in vindlasterna till k rnan. I Sverige r traditionerna som s att betong r det huvudsakliga materialet som anv nds.
23
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 3.1.3 Leverant rer Christer Isgren, OtB - Concrete, summerar intervjun med att betong antagligen inte kommer att f rlora sin dominans. Anledningen r att utvecklingen av betongen g r fram t, det uppn s hela tiden nya h llfastheter samt att pumpm jligheterna konstant f rb ttras. D rf r tror Christer ocks att fler och fler h ghus kommer att utformas med en betongk rna och resterande konstruktionsdelar kan komma att variera.
3.1.4 Artiklar Utveckling av ny teknik kommer n r ett s dant behov uppst r. Fram till idag har utvecklingen varit riktad mot effektivisering av material tg ngen. M let var att uppn en v ldigt styv konstruktion med stor motst ndskraft mot horisontella laster (Ali & Moon, 2007). Evolutionen har p senare tid bytt riktning ifr n att effektivisera det enskilda materialet till att effektivisera hela stommen. Detta g rs genom s.k. ”aerodynamisk” utformning av konstruktionen. Begreppet inneb r att konstruktionen anpassas f r att generera sm vindlaster, detta g rs genom att fasaden utformas med olika m nster som bryter vinden och minskar turbulensen. F ljden blir att vindlasterna minskar trots att konstruktionen uts tts f r samma vindhastighet (Ali & Moon, 2007).
24
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Aerodynamisk utformning r h gaktuell vid byggande av dagens skyskrapor exempelvis Burj Dubai. Den superh ga konstruktionen r utformad som ett Y (sett ovanifr n), med en gemensam k rna och tre grenar. Varje gren best r av flera sammansatta tuber, dessa tuber upph r p olika h jder (se figur 16) och bildar avsatser. Dessa avsatser r till f r att effekten av vindst tar skall minska d.v.s. att virvlarna inte tr ffar konstruktionen med full kraft utan avleds av avsatserna. Y- formen ger konstruktionen ytterligare stabilitet mot vindlaster, d den alltid har ett st djeben vid anbl sning (Krog, 2008).
Figur 16, Burj Dubai principskiss sett ovanifr n
25
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Nya tider inneb r nya utmaningar, i takt med att datorkraften har utvecklats och civilingenj rer har f tt tillg ng till ny mer kraftfull programvara har arkitekter sett nya m jligheter f r sina skapelser. Ett praktexempel p den nya teknologins framg ng r Sveriges Turning Torso. Med dess vridna kropp r Turning Torso en f reg ngare till vad som kan v ntas komma. Arkitekter i n ra samarbete med civilingenj rer utnyttjar materialegenskaper och skapar konstruktioner som antar en m ngd olika former (se figur 18). Det finns en utm rkande trend vid utvecklande av konstruktioner med komplicerad form, n mligen att stomsystemet ”diagrid-system” anv nds (Krog, 2008), se avsnitt 2.1.4.2.
Figur 17, t.v. Chicago Spire, Chicago USA, m. The Sail, Marina Bay Singapore, t.h. The Phare Tower, Paris Frankrike
26
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 3.2 Produktionsteknik Vid intervjuerna har det varit fokus p vilka faktorer som r de avg rande vid produktion av h ghus. Det framkom i intervjuerna att dessa (se illustration nedan) var viktiga.
Logistik
Stomsystem
Finansiering
Lyckat höghus-projekt
Figur 18 Illustration av vilka faktorer som m ste beaktas vid h ghusbyggande
3.2.1 Projektledare Kent Hedin, NCC, anser att det vore irrationellt att platsgjuta ett helt h ghus, men vid byggnation av Turning Torso hade man inte m nga alternativ. Dess komplexa stomme erbj d inte fler metoder.
John Parker, WSP, s ger att internationellt sett finns det utarbetade metoder f r hur h ga hus skall produceras. En av teknikerna som anv nds r den s.k. ”top-down” metoden. Vid ”top-down” metoden bygger man p tv h ll samtidigt. Detta erbjuder kortare produktionstid och d rmed sparar man pengar.
Gunnar Hagman, Skanska, menar att en fungerande logistik r l sningen till ett lyckat h ghusprojekt. D rf r m ste de ing ende akt rerna arbeta i ett gott samf rst nd. Om t ex konstrukt rerna kunde beakta m jligheten f r repetitivt arbete vid utformning av elementen skulle det fr mja produktionen, som en konsekvens skulle byggtiden minskas. Vilket resulterar i l gre kostnader. ”Det r viktigt att se till helheten”.
3.2.2 Konstrukt rer Sven Thelandersson, LTH, anser att framtida h ghus prim rt kommer att utformas i platsgjuten betong i kombination med prefabricerade element upptill 150m. Priset p material r inte dimensionerande, d remot r arbetbarheten, h llfastheten och flexibiliteten tre mycket viktiga faktorer.
Sten Forsstr m, SWECO, tror mycket p platsgjuten betong. Som tidigare n mnt blir det stora trycksp nningar i botten och d r armerad platsgjuten betong att f redra.
Karl-Johan Laag, SWECO, s ger att det finns f r- och nackdelar med de olika byggmetoderna. Det finns inga sj lvklara alternativ. Men f r att produktionen skall vara s enkel som m jlig ur hans synvinkel som konstrukt r r platsgjuten betong att f redra. D den platsgjutna betongen f r likadana egenskaper verallt.
27
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Ifall Fredrik Carlsson, LTH, hade m jligheten att prova hade en st lstomme med v l utformade detaljl sningar varit l sningen. St lstommen hade utformats s att det byggs ihop som ett mekano. Det hade medf rt att de tunga lyften som man f r med betongelement hade eliminerats.
3.2.3 Leverant rer Christer Isgren, Otb-Concrete, menar att det typiska f r h ghusprojekt r att krankapaciteten r dimensionerade f r vertikaltransporten. En platsgjuten betongk rna minskar beroendet av kranen och diverse lyftanordningar. Kl tterform anv nds vanligen f r h ghus (London), dessa kan anv ndas kontinuerligt i 9 – 12h. N r man bygger i ett t tbefolkat omr de b r man inte anv nda kl tterformarna under natten d det kan st ra de boende i det n rbel gna omr det.
Den vertikala transporten och s kerheten r tv viktiga faktorer vid h ghusbyggande. Under produktionen m ste byggnadsarbetarna erbjudas alternativa flyktv gar ifall en brand skulle bryta ut. Material som r bel get p h gre v ningsplan m ste s kras ordentligt n r det inte anv nds, annars kan det stadkomma stor skada p omkringliggande byggnader eller p l gre v ningsplan p den egna konstruktionen. Praktiska bekymmer man kan st ta p vid produktionen kan t ex vara att tornkranen lyfter material utanf r byggplatsen och riskerar d skada n rliggande byggnader. I den situationen m ste man kontakta fastighetssk taren och f deras tillst nd att lyfta.
3.2.4 Artiklar H ga hus byggs oftast i stadsk rnor, vilket medf r att byggarbetsplatsen och tilltr det till arbetsplatsen blir v ldigt begr nsat. Faktumet att byggnationen r begr nsad kan undvikas genom alternativa metoder till produktionen. Problem som man kan st ta p vid traditionellt h ghusbyggande i stadsk rnor:
- otillr ckliga lagerutrymmen/parkeringsplatser - svaga grundl ggningsf rh llanden - risk f r skador p n rliggande byggnader
Produktion utf rd med konventionella metoder tenderar att kr va mycket tid. F ljaktligen har det utvecklats alternativa metoder som kr ver st rre koordinering men erbjuder en kortare produktionstid. En av dessa r ”top-down”-metoden:
28
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
A B C D Figur 19, Principskiss av top-down metoden
Vid grundl ggning enligt denna princip utf rs arbetet i flera steg. F rsta steget r att skjuta st lplank, spontar (se figur 21), runt om arbetsplatsen s att marken stabiliseras. N r spontarna r placerade skjuts vertikala b rverk ner till berggrunden, dessa kan exempelvis vara pelare av st l, se figur 19 A. Dessa b rverk kommer sedan att b ra konstruktionen ovan mark, detta m jligg r att byggandet ovan och under mark kan fortg simultant. De resterande k llarplanen gjuts efterhand som schaktningen fortg r. sI figur 19 kan man se hur konstruktionen v xer p h jden samtidigt som k llarplanen v xer fram. Den st rsta f rdelen med denna princip r att den kan spara upp till 20 % av produktionstiden (Swaddiwudhipong & Lee, 2004).
Vid f rdigst llandet av Burj Dubai har den varit en n dv ndighet att anv nda den senaste teknologin f r byggande av skyskrapor. Med anledning av detta har f rfattaren valt att presentera produktionsmetoden f r projektet.
Burj Dubai r i nul get f rdigst lld, produktionsfasen har varit en extraordin r situation f r byggarna d flera v rldsrekord har slagits. Grunden i den lyckade produktionsfasen har varit god planering, f rstudie och utf rande (Adbelrazaq et al, 2008).
Konstruktionen best r av armerad platsgjuten h gpresterande betong. Det gjordes flera grundliga tester innan betongen kunde godk nnas f r anv ndning, d det skulle pumpas upp till ca 600m. Den vre delen av konstruktionen r en st lkonstruktion, f r att minska byggnadens vikt. Tidsplanen var lagd till 48 m nader, f r att det skulle vara m jligt att uppfylla tidsplanen var f ljande n dv ndigt: - tredagarscykel f r stommen per v ningsplan - ett h ghastighets transportsystem - ett sofistikerat logistiksystem som anpassades under projektets olika skeden
29
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
- tillhandah llning av en flexibel betongform (m jligt att anpassa till skillnader i utformning) F r att en tredagarscykel skulle vara m jlig beh vdes f ljande: - kl tterform (betongk rna) - prefabricerad armering - h gpresterande betong - avancerad pumpteknologi - betongform som upp – och nedmonterades snabbt
Innan produktionsfasen p b rjades genomf rde entrepren ren omfattande studier och kvalitetskontroller. Allt f r att best llarens krav skulle uppfyllas. Exempelvis utf rdes det en rad viktiga tester p betongen eftersom betongen var i en kritisk komponent i byggandet. Kontrollerna utf rdes av en objektiv tredje part.
Armeringen prefabricerades p markniv . Detta hade flera positiva effekter, m ngden yrkesarbetare som skulle transporteras i h jdled minskade och kvalitetskontrollen p armeringen kunde utf ras mer noggrant. Fler positiva effekter var att armeringen f r tv v ningsplans kunde f rtillverkas simultant, vilket sparade b de tid och krankapacitet (Adbelrazaq et al, 2008).
Pumpningen var ett av de sv raste momenten i produktionen, d det aldrig hade pumpats till dessa h jder f rut. Det utf rdes ett horisontellt pumptest d r ledningsl ngden motsvarade h jden betongen skulle pumpas till. Det visade sig att man inte kunde tillgodor kna sig testet till fullo eftersom man var tvungen att beakta flera faktorer vid en vertikal pumpning exempelvis klimatskillnader. Utifall den vertikala pumpningen skulle fallera fanns det en ers ttningspumplinje redo(Adbelrazaq et al, 2008).
Den vertikala transporten utf rdes av tre kranar som monterads p kl tterformen vilket medf rde att de reste sig med formen. Vidare fanns det tre stycken lyftanordningar som skulle underst dja kranarna (Adbelrazaq et al, 2008).
30
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 3.2.4.1 Prefabricerad betong i h ghus Det finns stora vinster att g ra vid byggande med prefabricerade element. F rdelarna finns i produktionstid, kostnad och milj skadande utsl pp. Vid en traditionell byggnation med platsgjutenbetong i en stadsk rna, kan f ljande scenario m las upp: - stora produktionskostnader (m nga yrkesarbetare & transporter, mycket material m.m.) - minskad v rdeskapande tid vid transport av yrkesarbetare & material vid rusningstrafik - transportbehovet skapat av ovan givna h ndelser inneb r en st rre belastning p ett redan belastat trafikn t - vid byggnation i stadsk rna r fastighetspriserna h ga och d rmed r arbetsytan f rh llandevis liten och konsekvensen blir att lagringsutrymmena r f och transport- behovet stort - arbetet kring en konventionell byggarbetsplats genererar en del ol genheter f r n rliggande fastigheter (oljud, smuts, damm, oreda m.m.)(Yee, 2001)
M nga av de presenterade bekymmer som r f renade med en byggarbetsplats med konventionell betongteknologi kan hanteras p ett f rdelaktigt s tt genom till mpning av prefabricerad betong. F rdelarna med prefabricerade element r m nga, nedan presenteras de som p verkar h ghus: - tillverkas i fabrik (kontrollerade former, komplicerade geometrier, h gre precision) - behovet av yrkesarbetare minskar d produktionen f rflyttas till fabriker - transporteras endast en g ng - f rsp nning i fabrik medf r mindre dimensioner - besparingar i materialanv ndning medf r milj besparingar - besparingar i formar eftersom samma form kan anv ndas flera g nger
De fr msta orsakerna till att prefabricerad betong inte f tt en stor utbredning r dess beroende av kranar och sv righeterna med att uppn tillr cklig styvhet i dess knutpunkter. Elementens tyngd g r att de inte l mpar sig f r h ga lyft, vilket r n dv ndigt vid byggnation av en skyskrapa. Dessutom r det sv rt att skapa styvhet och samverkan i knutpunkterna mellan elementen (Yee, 2001).
31
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 3.3 Fallstudier I detta kapitel har f rfattaren valt att presentera tre projekt. Projekten r utformade efter skilda byggmetoder och produktionsprinciper. Platsgjuten betong, st l och prefabricerad betong r de tre olika principerna som presenteras. Principerna presenteras f r att ge en inblick i vilka f rdelar och nackdelar som f rekommer.
3.3.1 Turning Torso, Malm , Sverige
3.3.1.1 Konstruktion Turning Torsos vridna konstruktion gav inte m nga m jligheter f r dess utformning, se figur 20. Konstruktionen best r av en k rna utformad som en cylinder vars tjocklek minskar med h jden. Bj lklagen kragar ut fr n k rnan och de gj ts med en liten f rskjutning p 1,6 grader gentemot varandra. F rskjutningen mellan bj lklagen skapar den vridna formen p konstruktionen (Hedin, 2009).
Konstruktionen r uppdelad i nio kuber och varje kub best r av fem bj lklag. Det monterads st lpelare l ngs fasaden, detta medf rde att bj lklagen inom varje kub deformerades p samma s tt vilket var n dv ndigt f r montering av fasadelementen. P utsidan av konstruktionen monterades ett st lfackverk f r att ge stadga t konstruktionen vid stor vindp verkan (Hedin, 2009).
Figur 20, Turning Torso, Malm 2005 3.3.1.2 Produktionen Inf r att schaktet skulle gr vas ur slogs flera hundra sponter ner i en cirkel kring omr det. Spontarna slogs 15 meter ner i marken och ytterligare 3 meter ner i kalkberget. Spontv ggarna beh vdes stagas ytterligare p grund av det stora marktrycket, stagningen utf rdes med betongbalkar. Hela bottenytan av schaktet injekterades med betong f r att t ta och stabilisera inf r gjutningen av grundkonstruktionen (Hedin, 200).
Figur 21, t.v. St lplanken skjuts ner i berggrunden t.h. Gjutning av k llarplanen vid Turning Torso
Grundkonstruktionen utg rs av en cirkelformad betongmassa med 30 meter i diameter och 7 meters h jd. Gjutningen av grunden kr vde ca 5100 betong vilket motsvarar en halv fotbollsplan med 1 meters gjuth jd. Det gick t ca 850 betonglastbilar som kom kontinuerligt under tre dygn f r att gjuta grunden.
32
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
N r resterande del av konstruktionen skulle gjutas anv ndes en s.k. kl tterform. Formen var sj lvlyftande och gjutningen utf rdes i etapper. Kl tterformen anv ndes f r gjutning av k rnan, v ggarna till trapphuset och hisschaktet. Bj lklagen hade egna prefabricerade formar som var uppdelade i bitar som p minner om t rtbitar. T rtbitarna monterades ihop till ett komplett bj lklag, varp gjutningen kunde ske. N r gjutningen av bj lklaget var klar kunde kl tterformen h jas till n sta niv och proceduren fortsatte p detta vis. Bj lklagen f rankrades i k rnan genom en stor m ngd armering, armeringen prefabricerades i en n rliggande lokal och lyftes sedan p plats (Hedin, 2009).
Det yttre st lskelettet bestod av 18 diagonala och 20 horisontella element vilka v gde mellan 8 och 20 ton (se figur 22). St lskelettets placering gjorde att man efterstr vade ett s litet underh ll som m jligt, d rf r skedde en omfattande m lning som skydd mot korrosion (Hedin, 2009).
Figur 22 Dubbellyft av st lelement vid byggande av Turning Torso
Den vertikala transporten under byggtiden skedde genom en KONE – Jumplift. Denna byggdes upp tempor rt i hisschaktet, efterhand som hisschaktet blev h gre kunde hissen h jas. Vid f rdigst llande av produktionen ersattes den tempor ra bygghissen med en konventionell hiss. Resterande vertikal transport utgjordes av tv stycken tornkranar med 15 tons lyftkapacitet vardera (Hedin, 2009; Forsstr m, 2009).
33
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 3.3.2 Empire state Building, New York, USA
3.3.2.1 Konstruktion Byggnadens stomsystem r ett fackverksystem helt i st l. Dessutom anv ndes f ljande material och i angivna m ngder f r resterande del av konstruktionen:
- 48 000 m3 betong - 200 000 m2 kalkstensfasader
- 6500 st f nster
- 60 000 ton st l, stommen utg rs av en fackverkskonstruktion i st l - 73 st hissar - 10 miljoner tegelstenar 3.3.2.2 Produktion Det mest anm rkningsv rda med produktionen av Empire State Building var att konstruktionen f rdigst lldes p rekordtid. Mannen bakom projektet var v ldigt m n om produktionstiden och att konstruktionen skulle bli h gre n Chrysler Building (314 m). Entrepren ren var tvungen att vara v ldigt innovativ f r att klara av projektet p utsatt tid, d rf r till mpades f ljande metoder:
- Produktionen p b rjades innan projekteringen var klar Figur 23, Empire State - Alla byggnadsprocesser verlappade varandra (diverse Building, New York 1931 installat rer p b rjade sitt arbete p insidan innan exteri ren var klar) - 3500 man som jobbade totalt sju miljoner mantimmar p projektet, i skift dygnet runt under hela produktionsfasen - Grundl ggningen p b rjades innan demoleringen av den tidigare byggnaden var klar - V l strukturerat logistiksystem, st lelementen var monterade p plats 80 timmar efter att de kommit ut fr n fabriken i Pittsburgh. - Det byggdes r ls p byggarbetsplatsen f r att underl tta transporten av material - Projektet hade en rsbyggtakt p 85 v ningar
Med hj lp av alla n mnda punkter lyckades entrepren ren att f rdigst lla projektet under budget och snabbare n tidsplanen. Projektet var planerat till 18 m nader men det tog endast 1 r och 45 dagar att f rdigst lla. En bidragande orsak till projektet blev s framg ngsrikt var att USA genomgick en djup l gkonjunktur, vilket gjorde att priserna kunde pressas ytterligare (Moore, 2009; Toolanen, 2009).
34
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 3.3.3 Ala Moana Hotel, Honolulu, Hawaii
3.3.3.1 Konstruktion 38-v ningsbyggnad, uppf rdes med f rsp nda prefabricerade betongelement. F ljande element var prefabricerade: - pelare
- bj lklag
- balkonger - r cken
3.3.3.2 Produktion År 1970 byggdes denna konstruktion och redan d kunde man bygga varje v ningsplan p 3 dagar. En av anledningarna till att Figur 24, Ala Moana Hotel, projektet kunde fortskrida med den hastigheten var att det hade Honolulu, Hawaii (1970) inr ttats kameror p byggarbetsplatsen. Kamerorna m jliggjorde identifiering av flaskhalsar p byggarbetsplatsen och efter en tredjedel av produktionsfasen kunde uppl gget p arbetsplatsen effektiviseras. Vilket medf rde att byggtiden f r ett v ningsplan f rkortades med en och en halv dag (PCI Journal, 1973).
F rmannen, Robert Yee, ins g att knutpunkterna var v ldigt kritiska varf r han utformade element som sammankn ts mitt p elementstyckena ist llet f r i verg ngssegmentet. Överg ngen fr n exempelvis bj lklag till pelare tillverkades p fabrik och anslutningen till n sta element gjordes i mitten p pelaren. Dessa element kunde liknas vid ett H, se figur 24 (Concrete Products, 1970).
H-elementen gjorde att tjockleken p verg ngarna minskade j mf rt med platsgjutning. F r att elementen skulle framst llas beh vdes: - speciella st lformar - elementen gj ts st ende (f r att underl tta f r diverse installationer och ursparningar) - detaljl sningar d.v.s. inf stningspunkterna utformades f r att klara jordb vningar
Figur 25, Prefabricerade H-element
35
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
36
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 4 Diskussion 4.1 Vad kommer att ske i framtiden f r h ghus? ”H ga tomtpriser en n dv ndighet f r att bygga h gt.”
”Svenska staten har gett en antydan till att premiera h ghusbyggen.”
”H ga markpriser r en f ruts ttning, dessa kan f rslagsviss vara kring stadsk rnan och brof stena i Stockholm.”
”…har med tomtpriserna att g ra, just nu r det l nsamt att bygga l gt i Sverige.”
Ur ett globalt perspektiv ser marknaden lovande ut. Det finns fortfarande en marknad f r h ghusbyggande trots den globala recessionen. Under 1930-talets USA byggdes flera skyskrapor d r framg ngsreceptet var billig arbetskraft. P detta s tt stimulerades den nationella ekonomin och landet kunde h mta sig ur den djupa recessionen. Traditionellt sett brukar skyskrapor projekteras under h gkonjunktur och byggas under efterf ljande l gkonjunktur, eftersom det finns en viss fasf rskjutning p grund av l ng och kr vande projektering, vilket illustreras i figur 26 (Oldfield& Wood, 2009).
Figur 26, Illustration ver antal f rdigst llda skyskrapor i f rh llande till v rldsekonomin.
Det r dock inte enbart stimulans av v rldsekonomin som r moroten bakom viljan att bygga h gt. Globalt sett kommer befolkningsgraden att ka och dessutom koncentreras kring etablerade samh llen. Detta g ller fr mst i utvecklingsl nder som har st der med en population som verstiger 15 miljoner. F r att s dana st der verhuvudtaget ska kunna verleva m ste h llbarhetsfr gorna beaktas idag. Att bygga hus med stor boarea p en f rh llandevis liten markyta r d rf r v ldigt aktuellt. Detta kan till mpas f r redan etablerade samh llen som tidigare har v xt p bredden och stadsstorleken b rjat bli olidligt stor (Ali & Armstrong, 2008). De n mnda argumenten r goda grunder till att bygga h gt. Konsekvensen av att bygga h gt blir att m nga m nniskor kan bos tta sig p en mindre yta, vilket minskar utbredningen av en stad som London och skapar mer yta f r gr nomr den. Dessutom finns m nga synergieffekter n r man bygger kompakt, behovet av biltrafik minskar samt att kollektivtrafiken blir smidigare. De presenterade effekterna r f rdelaktiga b de ur ett ekonomiskt och klimatbevarande perspektiv.
37
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 4.2 Framtidens materialval Precis som murverk fasades ut som byggnadsmaterial i b rjan p 1900-talet till f rdel f r st let, har det nu skett en materialv xling fr n st l till betong. Generationsv xlingarna representerar ofta en ny era i byggandet eftersom de oftast r en konsekvens av nya metoder och ny teknik. Det som utm rker den senaste generationen r framf rallt denna tidens utveckling av datorkraft och framst llningen av h gpresterande betong som kan pumpas till h ga h jder. Detta ger arkitekter och ingenj rer helt nya f ruts ttningar f r att utforma den nya tidens byggnader.
Byggnadsmaterialen utvecklas kontinuerligt, det h ller i nul get p att g ras unders kningar kring ett nytt material, kolfiber, som skall ers tta armeringsj rnen. Kolfiber s gs vara mer h llfast n armeringsj rn och dessutom l ttare. En s dan utveckling ger n stan obegr nsade m jligheter f r framtidens stomsystem, anledningen till att kolfiber inte har f tt ett st rre genomslag r att v ldigt dyrt och komplicerat att framst lla (Ali & Armstrong, 2008).
Burj Dubai, F renta Arab Emiraten; Trump Tower, Chicago; Shanghai Financial Center, Shanghai; The Shard of Glass, London; Turning Torso, Malm och Petronas Twin Towers, Kaula Lumpur r alla exempel p skyskrapor/super-h ga hus som har f rdigst llts det senaste decenniet. Sett till det senaste decenniets utveckling r der det ingen tvekan om att betong r det material som dominerar.
4.3 Produktionsteknik f r att stadkomma dessa Ett faktum som r v ldigt anm rkningsv rt r att det p 1930-talet kunde byggas en skyskrapa (381m) p 13 m nader vilket med dagens teknik kr ver ca det tredubbla. Vid byggnation av Empire State Building, NY, var byggherren v ldigt noggrann med planeringen och logistiken vilket gjorde att byggnadens uppf rdes p rekordtid. Trots att produktionsmetoderna var s mre, kunde byggnationen slutf ras p rekordtid. Detta exempel kan vara en fingervisning f r dagens entrepren r att det finns stora m jligheter att effektivisera produktionsfasen.
Det g r dock inte att j mf ra byggtiderna rakt av eftersom materialet som anv ndes d och idag inte har samma egenskaper och har d rf r inte heller samma h lltider. Budskapet som skall f rmedlas r att produktionsfasen r den absolut dyraste fasen och det finns stora m jligheter att g ra besparingar. Sett ur ett st rre perspektiv kan detta p verka fastighetsekonomin, d byggnaden f rdigst lls i ett tidigare skede kan hyresg sterna flytta in tidigare. P detta s tt kan investerarna f sitt kapital tillbaka snabbare och h ghusen blir mer tillg ngliga p marknaden.
Vilka produktionstekniker som skall anv ndas r inte sj lvklara, de beror i allra h gsta grad p f rh llandena f r varje projekt. I projekten som har presenterats p tr ffades ”Top-Down”- metoden. Den verkar vara en metod som tar sitt kliv in i h ghusbranschen d den tidigare har anv nts vid anl ggningsprojekt.
38
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Figur 27, Vilket material skall man v lja vid byggande av h ghus i framtiden?
4.3.1 Fr gan best r, vilket material skall man v lja vid byggnation av h ghus? Efter analys av framkommet material i intervjuer och popul rvetenskapliga artiklar p mnet r indikationerna tydliga. Framtidens stomsystem kommer till stor grad att utformas med betong som k rnmaterial, st l kan eventuellt anv ndas som komplement. Betraktar man material- egenskaperna hos st l och betong kan det fastst llas att materialen r konkurrenskraftiga gentemot varandra. H r listas n gra egenskaper:
St l Betong
F rdelar F rdelar + prefabriceras helt, monterklar vid ankomst + formbarhet + h g dragh llfasthet vid litet tv rsnitt + tryckh llfasthet + snabbt att montera upp + goda akustikegenskaper + tyngden ger god stabilitet Nackdelar + mycket goda brandegenskaper - underm liga brandegenskaper - utmattning Nackdelar - l g dragh llfasthet - kr ver mycket transporter
Synar man egenskaperna r det inte stor skillnad mellan materialen. En av de fr msta orsakerna till att betong f redras f r h ghusbyggande r tyngden den ger en konstruktion. Med r tt tyngd i konstruktionen motverkas lyftverkan och man erh ller st rre motst ndskraft mot horisontella laster. Dessutom har betong v ldigt goda brandegenskaper vilket r st lets st rsta svaghet. Den senaste tidens forskning har dessutom f rb ttrat betongens egenskaper s som m jligheten att pumpa, h llfastheten etc. D rf r ser branschen fler m jligheter med betong n med st l, betongen tros kunna utvecklas nnu mer och d rmed erbjuda nnu b ttre egenskaper (Ali & Moon, 2007).
I Sverige finns det en v letablerad betongindustri d rmed r kunskapsomr det v ldigt stort kring betong. Det f refaller sig naturligt f r byggbranschen att utnyttja sin kompetens (Thelandersson, 2009).
39
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
4.3.2 Platsgjuten eller prefabricerad betong? En j mf relse produktionstyperna emellan har gjorts under avsnitt 3.2.4.1. Det som kan fastst llas d rifr n r att prefabricerad betong r en god konkurrent mot platsgjuten betong. Det finns fler f rdelar med prefabricerad betong gentemot platsgjuten. De fr msta orsakerna till att platsgjuten betong r s utbredd r traditionen i svenska byggindustrin. Med h nsyn till detta inser man att det finns utarbetade metoder, kompetenta yrkesarbetare m.m.
Produktion med prefabricerad betong r ingen ny byggmetod, den har till mpats nda sedan tidigt 1970-tal. Det som talar mot prefabricerade element vid byggande av h ga hus r sv righeterna att skapa kontinuitet och styvhet i knutpunkter. Ur en konstrukt rs synvinkel r platsgjuten betong enklare att anv nda d man erh ller en konstruktion som r isotrop d.v.s. en konstruktion med likadana egenskaper i alla riktningar. (Laag, 2009).
4.3.3 Finns det n gra intressanta alternativ till konventionella byggmetoder? Utvecklingen av produktionsmetoder har f reslagit m nga alternativ till dagens metoder. ”Automated Building Construction System for High-rise Steel structure buildings” sticker ut ur m ngden, detta byggnadss tt riktar sig mot h ghus i st l. Metoden som f resl s g r ut p att en tempor r fabrik byggs upp p byggarbetsplatsen. Fabriken skall sedan bygga konstruktionen uppifr n och ner d.v.s. byggandet b rjar med det versta v ningsplanet. Efterhand som v ningsplanen f rdigst lls hissas de upp och n sta v ningsplan kan byggas upp under (en illustration av fabriken ses i figur 28). Denna procedur fortskrider sedan till konstruktionen r f rdigst lld (Ikeda & Tsunenri, 2004). ABCS-systemet togs fram f r att minska behovet av vertikaltransport, v der, jobb som utf rs p h g h jd, och kompetenta yrkesarbetare.
F rdelarna r m nga, fabriken erbjuder en s ker arbetsmilj , byggnaden uppf rs i ett inomhusklimat, kad produktivitet m.m.
Denna produktionsmetod har anv nts fyra g nger med framg ng sedan den togs fram 1989 (Ikeda & Tsunenri, 2004).
ABCS-systemet r ett mycket intressant alternativ till framtida konstruktioner. Om metoden infriar de p st dda f rdelarna r motargumenten f . Det som skulle kunna hindra att ABCS f r en stor utbredning i byggbranschen r att marknaden r fokuserad mot betong anv ndning. Om metoden vore till mpbar f r betongkonstruktioner finns det i teorin en stor m jlighet f r ABCS att sl igenom.
Figur 28, Principskiss av ABCS
40
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 5 Slutsats Efter granskning av en m ngd artiklar och analys av utf rda intervjuer kan det enbart s gas att betong dominerar h ghusbyggandet i branschen just nu. Åtskilliga stomsystem har utformats och materialets egenskaper har f rb ttrats.
Byggandet av h ghusprojekt g rs ofta f r att statuera ett exempel. H ghusen bidrar med ett nytt signum f r sin region popul rt kallat ”Name Branding”, se p Turning Torso f r Malm Regionen, Empire State f r New York eller Sears/Willis Tower f r Chicago. Alla p verkade sin region och satte st derna p v rldskartan. D rf r vill man bygga husen p ett utm rkande s tt mer n att bygga hus som uppfyller en funktion likt ”miljonprogrammet”. D rf r beh ver ingenj rer till mpa ett material som r flexibelt och formbart som betong.
Betong som byggnadsmaterial har gjort en otrolig resa fr n det att det introducerades tills idag. Materialets egenskaper har f rfinats och f rb ttrats likas har stomsystemen f rb ttras och utvecklats. Vilket har f ranlett att st l har blivit utkonkurrerat fr n h ghusmarknaden och betong har blivit det sj lvklara materialet. Stomvalet g rs utefter de efterfr gade estetiska kraven p varje projekt och det r d rf r sv rt att fastst lla vilket stomval som r det mest l mpliga generellt sett.
Val av produktionsmetod r ocks baserad p enskilda projekts f ruts ttningar, d r ett projekt bel get i en stadsk rna har helt olika betingelser j mf rt med en skyskrapa i utkanten av staden. Men en gemensam faktor f r alla h ghusprojekt r koordinering av den vertikala transporten. Eftersom h ghusprojekt r v ldigt begr nsade och beroende av sin vertikala transport blir vikten av att logistiken fungerar nnu st rre.
En trend som r verrepresenterad i produktionen av skyskrapor i en stadsk rna r den s.k. ”Top- Down”- metoden. Som tidigare n mnt i rapporten kan denna metod minska produktionstiden och d rmed minska kostnaden f r projektet.
En av de st rsta nackdelarna med skyskrapor eller h ghus r att kostnaden per ytenhet r avsev rt h gre n l ga hus. F r att konstruktionerna skall vara ekonomiskt f rsvarbara m ste de byggas d r det r der h ga markpriser d.v.s. i stadsk rnor av miljonst der. Eftersom lokalerna d kan hyras med h gre hyror och p s s tt generera en vinst f r investerarna.
5.1 Vad inneb r detta f r Sverige? Sammanfattningsvis kan f ljande s gas, det finns ett stort intresse f r att bygga h gt i Sverige. De som har blivit intervjuade har alla sagt sig vara intresserande av att bygga h gt men r tveksamma till att det finns en marknad f r det. Endast fastighetspriserna i Stockholms innerstad r tillr ckliga f r att konstruktionerna skulle kunna vara ekonomiskt f rsvarbara. Det som m jliggjort Turning Torsos framg ng r dess unika utformning d den anses vara en ”beboelig skulptur” snarare n en konventionell byggnad.
Det har dock kommit indikationer fr n statlig niv p att premiera byggande av h ghus, i kombination med en effektiv produktionsfas kan totalkostnaden f r ett h ghus byggnationen minskas. Skulle detta ske finns en smal chans att det blir ekonomiskt f rsvarbart att bygga h gt och d rmed skulle m jligheten f r h ghus byggande ka i Sverige.
41
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
42
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 6 Referenser 6.1 Litteratur Council on tall buildings and urban habitat, CTBUH.1980 “Monograph on planning and design of tall buildings; Vol. SC, Tall building systems and concepts”. American Society of Civil Engineers. ISBN 0-87262-239-8, s35,
Eisele, J &Kloft E. 2003 “High-Rise Manual”. Birkenh user –Publisher for architecture. ISBN 3-7643-0274-7 s85
H weler, Eric. 2003 “Skyscraper – Design of the recent past & for the near future”. Universe Publishing.
Schueller, Wolfgang. 1977 “High-Rise Building Structures”. John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-01530-X, s72, s 86-89
6.2 Popul rvetenskapliga artiklar
Adbelrazaq, A, Jun Kim, K & Ho Kim, J. 2008 ”Brief on the Construction planning of the Burj Dubai Project” CTBUH Conference, Dubai 2008, s1-10
Ali, Mir A. 2001”Evolution of Concrete Skyscrapers: from Ingalls to Jin mao” Journal of Structural Engineering, Vol 1, No 1 (2001), s 2-14
Ali, M & Armstrong P. 2008 “Skyscrapers defining cities: New Trends in Supertall Buildings and Urban Design” AIA Convention, Boston, MA, May 2008
Ali, Mir A& Moon, Kyoung S. 2007 ”Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and Future Prospects”Architectural Science Review, Volume 50.3, s 205-223
Andersson, Roger. 2009 ”Londons osannolika byggen” Betong, nr 6 /(09), s16 – 21
Baker, W, Stanton, K & Novak, L. 2008 “Engineering the World’s Tallest – Burj Dubai” CTBUH Conference, Dubai 2008, s1-10
Forsstr m, Sten. 2008 ”Turning Torso - H jdargjutning” Betong, nr 4/(08), s63-65
Ikeda, Y &Tsunenori H. 2004 “The Automated Building Construction System for High-rise Steel Structure Buildings” CTBUH- Conference, Seoul, Korea, October 10-13, s707-713
Krog, Tommi B. 2008”Husen v xer upp genom molnen”Illustrerad Vetenskap, nr 17/2008, s28-35
Oldfield, P & Wood, A. 2009 “Tall Buildings in the Global recession: 2008, 2020 and beyond” CTBUH-Journal, 2009 Issue 1, s20 - 26
Swaddiwudhipong, S & Lee, S L. 2004 "Up-down construction of reinforced concrete tall building." Proceedings, CTBUH 2004 Seoul Conference: Tall Buildings in Historical Cities-Culture & Technology for Sustainable Cities, (2004): 824-831. Seoul, Korea. (Invited Speaker).
Toolanen, Bengt. 2009 ”Byggandets produktionsutveckling i skenet av Empire State Building” Samh llsbyggaren, nr 4, s62-65
43
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
6.3 Internet
Burj Dubai” – Interview with the Chief Engineer http://www.burjdubai.com/, Facts and figures/Articles & Interviews Bes kt 090923
Burj Dubai Artiklar – “Burj Dubai continues long climb into record books” http://www.burjdubaiskyscraper.com/articles/burjinfo.html Bes kt 090923
Council on Tall Buildings and Urban Habitat, CTBUH http://www.ctbuh.org/HighRiseInfo/TallestDatabase/Criteria/tabid/446/language/en- US/Default.aspx Bes kt 091012
Emporis Standards http://standards.emporis.com Bes kt 090824
Encyclop dia Britannica- ett engelskspr kigt encyklopedi S kord: Building construction http://www.britannica.com/EBchecked/topic/83859/building-construction/60143/High-rise- construction-since-1945 Bes kt 090825
Liebherr - krantillverkare http://www.liebherr.com/cc/en/products_cc.asp?menuID=106087!832-0 Bes kt 090923
Moore, Bob. 2009 ”Empire State Building – A Case Study in Succesful Commercial Construction Management” http://www.constructioncompany.com/historic-construction-projects/empire-state-building/ Bes kt 091221
Putzmeister – Concrete Pumps 20.04.2008“606 m world record pumping height at BurjDubai - Concrete pump operation is completed” http://www.putzmeister.it/cps/rde/xchg/SID-3C6E00FC-DAB7B97A/pmi/hs.xsl/5751_ITA _HTML.htm Bes kt 090923
Trade Arabia Business News Information. 2008 “Nakheel to build 1km-high new tower” http://www.tradearabia.com/news/REAL_150270.html, Bes kt 090831
44
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 6.4 Intervjuer
Forsstr m, Sten. M.Sc, Sweco Infrastructure 2009-11-06
Hagman, Gunnar. M.Sc, Regionchef, Skanska 2009-12-02
Hedin, Kent. M.Sc, NCC 2009-11-27
Isgren, Christer. M.Sc, Betongexpert, OtB – Concrete 2009-12-22
Karlsson, Fredrik. M.Sc, Univ. Lektor, Lunds Tekniska H gskola 2009-09-22
Laag, Karl-Johan. M.Sc, inriktning H ga hus, Sweco Structures 2009-11-06
Parker, John. M.Sc, Structural Coordinator, WSP 2009-11-11
Thelandersson, Sven, Professor Konstruktionsteknik, Lunds Tekniska H gskola 2009-10-12
45
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 6.5 Figurer Figur 1, Beskrivning av de olika h jdkategorierna www.ctbuh.org H mtad 091215
Figur 2, The Equitable Life Assurance Building http://www.endex.com/gf/buildings/liberty/libertyfacts/king/Equitable.x.jpg H mtad 090826
Home Insurance Building http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/38/Home_Insurance_Building.JPG H mtad 101213
Figur 3, The Empire state Building http://www.ultrapdx.com/zero/wp-content/uploads/2008/10/empire.jpg H mtad 090831
Figur 4, tv Hallidie Building http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b3/Hallidie_Building.jpg H mtad 090831
Figur 4, th Willis Tower (f redetta Sears Tower) http://jeffreimer.files.wordpress.com/2009/04/searstower.jpg H mtad 090831
Figur 5, Nakheel Tower http://cheeju.files.wordpress.com/2008/11/tower4.jpg H mtad 090831
Figur 6, Stomsystem i st l rangordnade efter h jd rekommendation Ali, Mir A& Moon, Kyoung S. 2007 ”Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and Future Prospects”Architectural Science Review, Volume 50.3, s 208
Figur 7, Stomsystem i betong rangordnade efter rekommenderad h jd Ali, Mir A& Moon, Kyoung S. 2007 ”Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and Future Prospects”Architectural Science Review, Volume 50.3, s 208
Figur 8, Inv ndiga b rsystem rangordnande efter rekommenderad h jd Ali, Mir A& Moon, Kyoung S. 2007 ”Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and Future Prospects”Architectural Science Review, Volume 50.3, s 211
Figur 9, K rna med utkragande element p fasadpelare, d r pelarna r b de tryckta och dragna Ali, Mir A& Moon, Kyoung S. 2007”Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and Future Prospects”Architectural Science Review, Volume 50.3, s 212
Figur 10,Konstruktioner med utv ndigt stomsystem rangordnade efter rekommenderad h jd Ali, Mir A& Moon, Kyoung S. 2007 ”Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and Future Prospects”Architectural Science Review, Volume 50.3, s 211
46
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Figur 11, John Hancock Building, 1970 Chicago http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5d/Hancock_tower_2006.jpg H mtad 100420
Figur 12, tv Enkel tub-stom, m Tub-i-tub, th sammanfogade tuber Schueller, Wolfgang. 1977 “High-Rise Building Structures”, John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-01530-X, s 72, s 86-89
Figur 13, tv 30 St Mary Axe http://www.rankopedia.com/CandidatePix/11485.gif H mtad 090918
Figur 13, th The COR – Building http://www.archicentral.com/wp-content/images/360.jpg H mtad 091007
Figur 14, Kl tterformen som anv ndes vid Turning Torso Kent Hedin, Presentation Turning Torso
Figur 15, tv Bygghiss som anv ndes vid Turning Torso t.v. http://www.designbuild-network.com/contractor_images/alimak/4-modular- 450- range.jpg H mtad 091218
Figur 15, th Tornkran som anv ndes vid Turning Torso Kent Hedin, Presentation Turning Torso
Figur 16, Burj dubai principskiss sett ovanifr n Baker, W, Stanton, K & Novak, L. 2008 “Engineering the World’s Tallest – Burj Dubai” CTBUH Conference, Dubai 2008, 7
Figur 17, Chicago Spire, Chicago USA (t.v.) http://thechicagoartblog.files.wordpress.com/2008/06/chicagospire-004.jpg
The Sail, Marina Bay Singapore (m) http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/14/TheSail%40MarinaBay-Singapore- 20071128.jpg
The Phare Tower, Paris Frankrike (t.h.) http://www.dallasnews.com/sharedcontent/dws/img/01-08/GLmayne_phare.jpg
H mtade 091214
Figur 18, Illustration av vilka faktorer som m ste beaktas vid h ghusbyggande NaibWoldemariam, egenfigur.
Figur 19, Princip skiss av Top Down metoden, Baker, W, Stanton, K & Novak, L. 2008 “Engineering the World’s Tallest – Burj Dubai” CTBUH Conference, Dubai 2008, 7
47
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH
Figur 20, Turning Torso http://www.woonq.com/uploaded_images/TurningTorso11.jpg H mtad 091219
Figur 21, tv St lplanken skjuts ner i berggrunden, th gjutning av k llarplanen vid Turning Torso Kent Hedin, Presentation av Turning Torso
Figur 22, Dubbellyft av st lelement vid byggande av Turning Torso Kent Hedin, Presentation av Turning Torso
Figur 23, Empire State Building http://www.ourenglish.org/World/USA/usempire-state-building.jpg H mtad 091218
Figur 24, Ala Moana Hotel http://www.ascehawaii.org/ymf/images/ala_moana_hotel.jpg H mtad 091221
Figur 25, Prefabricerade H-element Prestressed Concrete Institute Journal (PCI), May-June 1973, volume 18, no. 3, s
Figur 26, Illustration ver antal f rdigst llda skyskrapor i f rh llande till v rldsekonomin Oldfield, P & Wood, A. 2009 “Tall Buildings in the Global recession: 2008, 2020 and beyond” CTBUH-Journal, 2009 Issue 1, s22
Figur 27, Vilket material skall man v lja vid byggande av h ghus i framtiden? Naib Woldemariam, Egen figur.
Figur 29, Principskiss av ABCS Ikeda, Y &Tsunenori H. 2004 “The Automated Building Construction System for High-rise Steel Structure Buildings” CTBUH- Conference, Seoul, Korea, October 10-13, s708
48
Stomval & produktionsteknik f r h ga byggnader SWECO Structures Naib Woldemariam Konstruktionsteknik, LTH 7 Appendix
7.1 Fr geformul r f r intervjuer
7.1.1 Projektledare Hur definierar du ett h gt hus? Hur skulle ni g tillv ga f r att bygga? Har Skanska riktlinjer f r hur ett h ghus skulle utformas? Hur skulle produktionen kunna utf ras? Hur skulle logistiken hanteras vid byggande i stadsk rna? Vad tror du om st l som stommaterial, med leverant rer och kostnader i tanke? Vad tror du om h ga hus i Sverige? I vissa st der som t ex London bygger man h gt f r att komprimera staden och skapa fler gr na ytor. Skulle det vara en m jlighet f r t ex Sthlm?
7.1.2 Konstrukt rer Vilka r de specifika egenskaperna som f r en konstruktion att betraktas som ett h gt hus? Vilka r dina erfarenheter av h ghus-projekt? (Subjektiva och objektiva sikter) Hur g r produktionen till? (krantyp etc) Pumpning av betong? Formtyp? Varf r? Logistiken? (M nnisko – och Materialfl de) Vilka stommar anv nds idag? Vilka stommar kommer att anv ndas i framtiden, I Sverige, Internationellt? Vad fungerar b st f r h ga hus? Bara stomme i tanke Hela stomsystemet, med produktionen i tanke? Hur skulle du utforma ett h ghus i Sverige idag? (ca 100 – 150 m, kontor) Hur p verkas konstruktionens utformning av den slutgiltiga byggnadens anv ndningsomr de? (Boende, Aff rsverksamheter, Kontor, Parkering)
7.1.3 Leverant rer Vilka r era erfarenheter av h ga hus byggande? Skulle projekten byggts p samma s tt idag? Varf r? Skulle det vara m jligt att bygga en hel konstruktion endast i det material ni erbjuder? Hur skulle ni utforma ett h g hus? (beh ver inte beakta ekonomin) Vilken r er syn p prefabricerade betong element i h ghus konstruktioner? Begr nsningar, F ruts ttningar, f rdelar/nackdelar Vad h ller framtiden f r h ghus?
49