Wie Ingenieure bauen Wolkenkratzer, die physisch unmöglich erscheinen

Stephen DeSimone, Präsident von DeSimone Consulting Engineers in New York, ist eine neue Art des Wolkenkratzers engineering. Er arbeitet an Strukturen anders als alles andere auf der Welt: Superhohe Gebäude mit ungewöhnlich kleine Fußabdrücke.

Ein riesigen Bauboom läuft entlang ein paar Blocks von Midtown Manhattan. Ein perfekter Sturm der wirtschaftlichen Verhältnisse produzieren sehr hohe Gebäuden, die auch sehr, sehr dünn sind. Und dieses Jahr hat fühlte sich wie ein Rennen zu sehen, welche unverschämt teuer Superhohe Gebäude könnte das teuerste Penthouse zu verkaufen. DeSimone ist eine der wenigen Firmen, die daran arbeiten, diese seltsame Exemplare Ingenieur, jeweils das Ergebnis einer komplexen Reihe von Verhandlungen unter Einbeziehung Rückschlag Gesetze, Luftrechte Angebote und Markt zwingt.

Gerade jetzt, die Firma konzentriert sich auf ein Gebäude, entworfen von dem Architekten Robert A.M. Stern: 220 Central Park South. Die Penthouse könnte das teuerste Penthouse jemals verkauft in New York, bei $ 175 Millionen, während $ 1,1 Milliarden-Wert von Eigentumswohnungen sind bereits in den Rohbau verkauft werden.

Für DeSimone hat was wirklich unglaublich über 220 nichts zu tun mit der lächerlichen Economics der Marktkräfte, die es erstellt. Da schaut man sich die Bilanz des 950-Fuß hohen Gebäudes, Sie feststellen werden, dass es nur 53 Fuß breit ist. Das ist ein Seitenverhältnis von 18:1, eine strukturelle Herausforderung, die außer auf der Strecke von Immobilien ziemlich beispiellos ist.

Gebäude im Windkanal

Am Gebäude ist so groß und dünn, die Art und Weise, die der Wind auf die Fassadengestaltung reagiert, genauso wichtig wie alles andere über die Struktur. "Was die Leute nicht verstehen, dass Gebäude nicht aerodynamisch, sein wollen", sagt DeSimone. Wenn die meisten von uns an hohen Gebäuden denken, stellen wir uns schlanke Glasfassaden umströmenden Luft. Aber Gebäude, die aussehen wie Segeln oder Flügel haben die knifflige Tendenz zu, wie sie handeln Aufzug und gefährliche strukturelle Kräfte zu generieren. Auf hohen, dünnen Gebäude wie 220, das Ziel ist, den Wind zu brechen – fangen sie auf Ecken, Ritzen und Ornamente es langsam nach unten.

Bilder: DeSimone Consulting Engineers.

Das bedeutet, dass DeSimone und sein Team tatsächlich Prototypen Teile des Gebäudes bauen und anschließend in einem Windkanal testen. Dort können Architekten im intensiven Rausch der Wind, die Kräfte simulieren, die ihre Kreationen jeden Tag pummel wird. "Wir haben Projekte vor, wo wir dort im Windkanal mit den Architekten und der Klebepistole sitzen getan", sagt er. Hier trifft sich die architektonischen Entwürfe tatsächlich Realität. An diesem Punkt haben die Ingenieure, die Führung zu übernehmen. "Es nicht unbedingt darum, was die Architekten wollen," sagt DeSimone. "Es geht darum: hören, das ist, wie wir gehen, damit es funktioniert."

Beim Betrachten der neoklassischen Kalkstein-Fassade von 220 Windkanäle nicht das erste, was in den Sinn. Aber das ist, wo dieses nüchterne Gebäude sein Leben begann. "Das war ein Prozess, den wir begonnen, bevor wir sogar Stift zu Papier zu bringen", sagt DeSimone.

Alles ist ein Prototyp

Die Architekten, mit denen DeSimone zusammenarbeitet sind oft abwertend als "Stararchitekten." bezeichnet Sie sind Promi-Designer, die kleinen Geschäfte, mehr Boutique als Kaufhaus laufen. DeSimone der Aufgabe ist es, nehmen ihre phantasievollen Bildern und Ideen aufzugreifen und in Mathematik. Hart ist, dass jedes Gebäude einzigartig ist. "In unserem Geschäft alles, was wir tun ist eine einmalige Prototyp" DeSimone sagt. "Eine Menge Dinge, die diese Architekten versuchen, zu tun haben nie zuvor – sie benutzen Materialien in einer Weise, die noch nicht verwendet wurde."

Gehrys IAC Building auf der Westseite von Manhattan zu nehmen – ein Gebäude, wo jede einzelne Spalte ist schräg abfallend. Dieses neuartige Design tatsächlich die Struktur noch stabiler gemacht. "Wir lernten schnell, dass diese Spalten abfallend, Sie erstellen eine enorme Menge an Horizontalkraft," sagt DeSimone. Dann gibt es Neil Denaris HL23, ein Wohnturm, der buchstäblich über die High Line hängt. Um diese Arbeit zu machen, musste DeSimone Team spindeldürren Stahlskelett Queraussteifung auf seinem Gesicht, auskragenden es so über den Park zu bauen.

IAC durch C-Monster/cc; HL23 von Forgemind ArchiMedia/cc

Ein weiteres ihrer Kunden, Zaha Hadid, ist einen 62-Turm genannt 1000 Museum Tower in Miami jetzt Gebäude. Es dauerte zwei Jahre, um die Struktur des Gebäudes erarbeiten. Ursprünglich waren die geschwungene Metall Arme, die rund um die Fassade zu kräuseln rein kosmetischer Natur – das Gebäude war ziemlich normal, aber es sah aus wie eine außerirdische Lebensform mit ein Exoskelett.

DeSimone herausgefunden, eine Möglichkeit, diesen dekorativen Exoskelett Teil der Statik des Gebäudes zu machen. Sie sind aus hohlen Fertigverkleidungen (produziert in Dubai) gemacht, die dann mit Zement gefüllt werden, wenn sie installiert sind. Es impliziert eigentlich ein Exoskelett, nur Hadids Design ist von Anfang an.

Obwohl jedes Gebäude eine einzigartige, einmalige Anomalie ist, aufbaut wissen. Sie können dies in der Evolution des Verdrehens der Gebäude sehen. Was begann mit Gehrys IAC Building – wo jeder einzelnen Spalte abfallenden — machte seinen Weg in eine Verdrehung Turm in Abu Dhabi die Regent-Emirates Perle.

Die Arbeit an diesen Projekten hast DeSimone jetzt hilft ihm ein paar Türme in Miami der dänische Architekt Bjarke Ingels Verdrehen zu bauen. Jedes der Gebäude als Quadrat beginnt und dreht sich dann in ein größeres Rechteck als es steigt – ein Effekt DeSimone ruft "Gestaltwandlung." Diese Dehnung in den oberen Etagen ist für einen ganz einfachen Grund: Top-Geräten für mehr verkaufen. Vergeuden Sie Raum im Erdgeschoss Einheiten, wenn jeder eine Penthouse will? Das Verdrehen, unterdessen jede Einheit ideale Aussicht gewährt.

Es sieht unglaublich architektonisch, aber es ist auch ein rücksichtsloser Entwickler Traum und DeSimone einen Weg gefunden, die Sache noch schärfer zu machen. Die meisten Hochhäuser in Miami sind mit massivem Beton gebaut, die wertvolle Bodenfläche in hohen Gebäuden einnimmt. Gebäude mit zusammengesetzten Stahlwände verwaltet die Ingenieure, die Dicke dieser tragenden Wände um die Hälfte zu reduzieren. Es war kurzfristig teurer, aber der zusätzliche Speicherplatz auf jedem Grundriss bezahlt desto teurer Stahl selbst.

Wenn Architekten Provisionen gewinnen, der Erfolg ihrer Arbeit hängt nicht nur auf ihre Designer, sondern von ihren Partnern – von lokalen Unternehmen, die der Beratende Ingenieure wie DeSimone on-the-Ground Service in fremden Städten anzubieten, die die Physik hinter der Architektur herausfinden muss. Es ist eine relativ undankbare Aufgabe – immerhin ist es selten, dass Sie hören, dass den Statiker erwähnt.

"[Architekten] sind die Prominenten, und es ist unsere Aufgabe, die Arbeit hinter den Kulissen und helfen sie diese Vision zu verwirklichen", sagt DeSimone. Aber er ist in Ordnung mit ihm – Kredit ist nicht die einzige Belohnung. Es gibt auch der Nervenkitzel der Herausforderung. "Egal, wie groß das Gebäude, an denen, dem Sie heute arbeiten, gibt es immer eine höhere kommen."

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