I denna artikel presenterar Anders Lindvall resultaten från SBUF-projektet Produktionsteknik för höga byggnader i betong. Bakgrunden till projektet är ett ökat intresse för byggnation av höga byggnader i Sverige. läs hela artikeln här som pdf.
Internationellt har byggnader överstigande 100 m uppförts under lång tid. Fram till slutet av 1800-talet rörde det sig främst om monumentalbyggnader. Det bärande systemet i dessa byggnader bestod av bärande ytterväggar, vilket också begränsade höjden på byggnaderna. Under andra halvan av 1800-talet började en ny typ av höga byggnader uppföras, betecknade ”skyskrapor”, där det bärande systemet bestod av en stomme av betong och stål. Med en bärande stomme gick det att uppföra betydligt högre byggnader än med enbart bärande ytterväggar. I dagsläget finns det minst 4 900 byggnader i världen som har en höjd som överstiger 150 m (enligt The Skyscraper Center). Den högsta byggnaden i Sverige just nu är Turning Torso som är 190 m hög och har 54 våningar.
Fokus i projektet har varit på produktionsteknik för höga byggnader, där speciellt tre områden har studerats:
- Materialfrågor, där det under de senaste 40 åren har skett en omfattande utveckling av materialet betong, t.ex. genom användning av moderna tillsatsmedel och tillsatsmaterial. Detta har medfört att allt högre byggnader har kunnat uppföras i betong.
- Produktionstekniken på arbetsplatsen. Det har skett en omfattande utveckling inom exempelvis formsystem där moderna formsystem medfört ett allt mer effektivt byggande. Vilken typ av formsystem som används beror exempelvis på utformningen av det bärande systemet och höjden på byggnaden samt valda betongkvaliteter.
- Materiallogistik till/från och på arbetsplatsen, som är av stor vikt för att få ett effektivt byggande. Många gånger uppförs höga byggnader i stadskärnor där möjligheterna att lagra material på arbetsplatsen är begränsade vilket gör att planering av materiallogistiken är viktig.
BYGGNATION AV HÖGA BYGGNADER – KORT HISTORIK
En förutsättning för att kunna uppföra höga byggnader är utvecklingen av modern armerad betong, som började användas från mitten av 1850-talet. Under andra halvan av 1800-talet utvecklades den armerade betongen och byggnader började uppföras i materialet.
Den första höga byggnaden i armerad betong, var Home Insurance Building (42 m hög) som uppfördes 1884 i Chicago och revs 1931. Den första riktiga skyskrapan som uppfördes med armerad betong var The Ingalls Building (64 m hög) som uppfördes 1903 i Cincinnati, Ohio. En bidragande faktor till att Ingalls Building kunde uppföras var användningen av E.L. Ransomes patent med ”vridna järn” som bidrog till att betongens bärförmåga blev tillräckligt hög. Betongen som användes till Ingalls Building blandades på arbetsplatsen i en blandare som hade en kapacitet på ca 750 l (18 ft) och transporten på arbetsplatsen gjordes i en bask med volymen ca 800 l (1 yr).
När Ingalls Building uppfördes användes dåtidens senaste teknik, t.ex. var det bäran de systemet uppbyggt av ett monolitisk balk/pelarsystem. Fram till början av 1960-talet skedde ingen större utveckling och detta medförde att det var få byggnader som uppfördes högre än 20 våningar. Under början av 1960-talet började dock tekniken för höga byggnader i betong att utvecklas, t.ex. vad gäller utformning av bärande system, vilket resulterade i allt högre byggnader.
I Europa har höga byggnader uppförts sedan 1950-talet, främst i Ryssland. I dagsläget finns det ca 900 byggnader i Europa som har en höjd som överstiger 100 m belägna i 30 olika länder, enligt The Skyscraper Center.
En stor del av utvecklingen att kunna uppföra allt högre byggnader beror på tillkomsten av allt mer effektiva strukturella system och beräkningsmetoder, se t.ex. Ali & Kyoung ((2007). Parallellt har också material och produktionsteknik utvecklats, Ali (2001):
- Utveckling av formar: det har skett en utveckling både vad gäller formmaterial och typer av formar.
- Utveckling av tillverkning och transport av betong: modern betong tillverkas under kontrollerade former i speciella betongfabriker och transporteras till arbetsplatsen med speciella roterbilar.
- Utveckling av metoder för att gjuta betong: den vanligaste metoden att transportera betongen till arbetsstället är genom pumpning.
- Utveckling av nya betongsammansättningar: modern betong kan skräddarsys för sin användning. Detta kan exempelvis vara en betong med en hög sluthållfasthet och/eller hög tidig hållfasthet. På detta sätt kan dimensioner på bärande konstruktionsdelar minskas och/eller bärande delar belastas tidigare.
läs hela artikeln här som pdf.
Anders Lindvall
Projektledare C-lab®
Thomas Concrete Group