একচেটিয়া চাঙ্গা কংক্রিট দিয়ে নির্মিত আবাসিক বিল্ডিংগুলিতে স্টোর সংখ্যার ব্যবহারিক সীমা কত?

আমি সম্প্রতি একটি 25 তলা ভবনে একটি ফ্ল্যাট কিনেছি। আমি আশ্চর্য হই যে একঘেয়েমি শক্তিশালী কংক্রিট থেকে নির্মিত একটি বৃহত উত্পাদিত আবাসিক ভবনে স্টোরের সংখ্যার ব্যবহারিক সীমা কত?

আমরা কি আশা করতে পারি যে আসন্ন বছরগুলিতে এই ধরণের সাধারণ ভবনগুলিতে স্টোরের সংখ্যা বৃদ্ধি পাবে বা এটি প্রযুক্তির যুক্তিসঙ্গত সীমা? আমি এখনও পর্যন্ত দেখা সমস্ত রেফারেন্সে দাবি করা হয়েছিল যে এই প্রযুক্তির বিল্ডিংগুলির উচ্চতার কোনও সীমা নেই । তবে আমি এটি সন্দেহ করি কারণ আমার জানা সমস্ত আকাশচুম্বী স্টিল থেকেই নির্মিত হয়েছিল।

একচেটিয়া পুনর্বহাল কংক্রিটের যদি কোনও সীমাবদ্ধতা না থাকে, তবে কেন এই প্রযুক্তি দিয়ে খুব লম্বা বিল্ডিং নির্মিত হয়নি?

civil-engineering structures concrete

— Anixx
সূত্র

সেই সীমা যেখানেই থাকুক না কেন, এটি ইস্পাত ফ্রেমের ("খাঁটি") ফ্রেমের জন্য অর্থনৈতিক বিরতি-সমান স্তর থেকে অনেক দূরে। আমার ধারণা, 50-স্টোরের চাঙ্গা কংক্রিটের বিল্ডিং তৈরি করা সম্ভব হবে তবে স্টিলের ফ্রেম দিয়ে একই আকারের একটি তৈরি করতে তার অর্ধেক বেশি ব্যয় হবে। সুতরাং এখানে ব্যবহারিক সীমাটি অর্থনৈতিক প্রকৃতির: ইস্পাত ফ্রেমের উচ্চতর প্রারম্ভিক ব্যয় প্রয়োজন, সুতরাং এটি কম বিল্ডিংগুলিতে অবৈধ, তবে এটির ব্যয়টি উচ্চতার সাথে আরও ভাল a

— এসএফ

তাদের আছে. প্রকৃতপক্ষে বিশ্বের বৃহত্তম বিল্ডিং, বুর্জ খলিফা , ঠিক তেমনই কংক্রিট দিয়ে তৈরি হতে পারে। সুতরাং যে আছে।

— মিঃ পি

উত্তর:

যেকোন সীমা পরিমাণ নির্ধারণ করা কঠিন হতে চলেছে। মৌলিক উপাদান ধরণের বেছে নেওয়ার সময় অনেকগুলি বিষয় রয়েছে যেগুলি ওজন করতে হবে।

সংক্ষিপ্ত উত্তরটি হ'ল প্রতিটি ভবনের জন্য ইতিমধ্যে সীমাটি বেছে নেওয়া হয়েছে। এটি বিল্ডিংয়ে কাজ করা স্থপতি এবং প্রকৌশলী দ্বারা নকশাকালীন সময়ে করা হয়েছিল। এই সিদ্ধান্তগুলির মধ্যে কয়েকটি সম্ভবত সেই বিল্ডিংয়ের নকশাকালীন সময়ে উপলব্ধ প্রযুক্তিগুলির উপর নির্ভরশীল ছিল।

কিছু বিষয় যা বিবেচনায় নেওয়া হত:

ইস্পাত বনাম কংক্রিটের দাম - সামগ্রীর সামগ্রীর দাম তুলনামূলকভাবে পরিবর্তিত হয়েছে throughout
কংক্রিটের শক্তি উপলব্ধ - এটি এমন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হত যে কংক্রিটটি প্রায় 4,000 পিএসআই (27.6 এমপিএ) কমপ্রেসিভ শক্তিতে সীমাবদ্ধ ছিল। আধুনিক উচ্চ শক্তি কংক্রিট 10,000 পিএসআই (69 এমপিএ) এর চেয়ে বেশি হতে পারে।
ইস্পাত শক্তি উপলব্ধ - ইস্পাত শক্তি 36 কেএসআই (248 এমপিএ) থেকে 50 কাসি (345 এমপিএ) এবং এমনকি 100 কেসিআই (689 এমপিএ) থেকে বেড়েছে।
উপরের তলগুলি সমর্থন করার জন্য প্রাচীর এবং কলামের জায়গার ক্ষেত্র - বিল্ডিংগুলি ভারী। বিল্ডিং আরও উঁচু হওয়ার সাথে সাথে নীচের তলায় আরও ওজন টিপতে থাকে। এই বর্ধিত শক্তির জন্য উপাদানগুলির আরও ক্ষেত্র প্রয়োজন। এক পর্যায়ে, নীচের তলগুলিতে ব্যবহারযোগ্য স্থানটি গ্রহণযোগ্যতার চেয়ে বেশি হ্রাস পেয়েছে। ক্ষেত্রের প্রতি ইউনিট, ইস্পাত কংক্রিটের চেয়ে শক্তিশালী, সুতরাং একই লোড সমর্থন করতে এটি কম অঞ্চল গ্রহণ করবে।
বিল্ডিংয়ের কঠোরতা - খুব উঁচু দালানগুলি বায়ু প্রবাহিত হওয়ার সাথে সাথে তাদের উপর বয়ে যায়। তারা কতটা সরায় তা ভবনের ওজন এবং কঠোরতা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।
ভবনের ভবিষ্যত ক্রিপ (সংক্ষিপ্তকরণ) - ইস্পাত এবং কংক্রিট উভয় লতা। এটি একটি ধ্রুবক বল প্রয়োগ করা হয় সময়ের সাথে তারা সংকুচিত হয়। ক্রিপ পরিমাণ বয়স, শক্তি বা উপাদান এবং উপাদান উপর অভিনয় বল দ্বারা প্রভাবিত হয়। খুব লম্বা বিল্ডিংগুলিতে, এই সংক্ষিপ্তকরণটি ডিজাইনের জন্য জবাবদিহি করতে হবে। একটি হালকা বিল্ডিংয়ে কম ক্রাইপ সমন্বিত করা প্রয়োজন।
ভূমিকম্প (ভূমিকম্প) নকশা - ইস্পাত একটি নমনীয় উপাদান। কংক্রিট একটি ভঙ্গুর উপাদান। যে জায়গাগুলিতে উচ্চ ভূমিকম্পের শক্তি প্রত্যাশিত সেখানে স্টিলের প্রয়োজন হতে পারে। এটি সম্পূর্ণ ব্যর্থতা ছাড়াই চূড়ান্ত পরাশক্তি সহ্য করার ক্ষমতা রাখে।
গুণ নিয়ন্ত্রণ - কংক্রিট অনসাইট pouredেলে দেওয়া হবে, এবং ইস্পাত সাধারণত নিয়ন্ত্রিত অবস্থার অধীনে অফসাইট মনগড়া হয়। শেষের পণ্যের প্রত্যাশিত গুণ বা গুণমানের পণ্যটি নিশ্চিত করতে প্রয়োজনীয় পরিমাণ পর্যবেক্ষণ উভয়ই বিবেচনার বিবেচনা।

আকাশচুম্বী ডিজাইনের অনেকগুলি কারণ রয়েছে। উপরের প্রতিটি আইটেম এর সাথে সম্পর্কিত একটি ব্যয় আছে। শেষ ফলাফলটি আনুমানিক দাম দ্বারা অন্তত আংশিকভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়।

আধুনিক আকাশচুম্বী নকশাগুলিতে কখনও কখনও একটি কংক্রিট কোর অন্তর্ভুক্ত থাকে যা সমস্ত বা বেশিরভাগ দিকে যায়। এটি দেখায় যে কংক্রিটের নির্মাণের উচ্চতার সীমা বেশি নেই যতক্ষণ না আপনি হ্রাসযোগ্য ব্যবহারযোগ্য ভলিউমের সাথে ঠিক থাকেন।

— খিঁচুনি
সূত্র

আমি এখনও পর্যন্ত দেখা সমস্ত রেফারেন্সে দাবি করা হয়েছিল যে এই প্রযুক্তির বিল্ডিংগুলির উচ্চতার কোনও সীমা নেই।

এই বক্তব্য কমবেশি সত্য।

হ্যাজির উত্তর ইতিমধ্যে বিল্ডিং উচ্চতার প্রকৃত সীমাবদ্ধতাগুলির সংক্ষিপ্ত বিবরণ করার জন্য একটি ভাল কাজ করেছে - যাহা, যে উপাদানগুলি কোনও বাস্তব প্রয়োগে, কতগুলি তলা বিল্ডিংয়ের সিদ্ধান্তকে নিয়ন্ত্রণ করে। তবে, কাঠামোটি কতটা উঁচুতে হতে পারে সে সম্পর্কে এখনও প্রশ্ন রয়েছে , ধরে নিই আমরা এই সমস্ত কারণগুলি উপেক্ষা করতে সক্ষম হয়েছি।

যদি আমরা একটি সরলকরণ (এবং খুব নিষ্পাপ) অনুমান করি যে কোনও কাঠামোর উচ্চতার একমাত্র সীমাবদ্ধতা হ'ল কংক্রিটের নিজেই সংবেদনশীল শক্তি, এবং এটিও যে কংক্রিটের দ্বারা বহন করা হচ্ছে এমন একমাত্র বোঝা যার ওজন থেকে প্রাপ্ত বোঝা is উপরে উল্লম্ব একতরফা কংক্রিট কলাম (কোনও লাইভ লোড, বা লোড ট্রান্সফার নেই; বিল্ডিংটি মূলত শক্তিশালী কংক্রিটের একটি বিশাল ব্লক), গণনাটি মোটামুটি সোজা।

কংক্রিট ইউনিট ওজন: $γ_{c} = 150 \frac{lbf}{{ft}^{3}}$ $\gamma_c=150\frac{\text{lbf}}{\text{ft}^3}$
কংক্রিটের সংবেদনশীল শক্তি (উচ্চ কার্যকারিতা কংক্রিট): $f_{c}^{'} = 20, 000 \frac{lbf}{{in}^{2}}$ $f'_c=20,000\frac{\text{lbf}}{{\text{in}}^2}$
নীচে কংক্রিট দ্বারা বাহিত স্ট্রেস: $f = H_{c} γ_{c}$ $f=H_{c}\gamma_c$
সেট $f=f'_c$ এবং সর্বোচ্চ উচ্চতার জন্য সমাধান করুন: $H_{m a x} = \frac{f ‘_{c}}{γ_{c}} = \frac{20, 000 psi}{150 pcf} = 19, 200 ft$ $H_{max}=\frac{f`_c}{\gamma_c}=\frac{20,000\text{psi}}{150\text{pcf}}=19,200\text{ft}$

এটি এত বেশি (3.64 মাইল বা 5.85 কিলোমিটার) এত বেশি যে মাধ্যাকর্ষণের কারণে ত্বরণ কাঠামোর শীর্ষে লক্ষণীয়ভাবে পৃথক হবে; শীর্ষে কংক্রিটের ইউনিট ওজন হ'ল এটি নীচের অংশের প্রায় 99.82% হবে - এটি প্রায় 149.73 পিসিএফ।

অতিরিক্তভাবে, কংক্রিটের উপর প্রয়োগ করা অবিশ্বাস্য চাপের ফলে প্রশংসনীয় স্ট্রেন তৈরি হবে। উচ্চ শক্তি কংক্রিট (এসিআই থেকে) এর স্থিতিস্থাপকের মডুলাসের জন্য একটি সমীকরণ হ'ল:

$E_c=40,000\sqrt{f'_c}+1\times 10^6 \text{psi}=6,657\text{ksi}=45.9\text{GPa}$

হুকের আইন অনুসারে, কাঠামোর নীচে সর্বোচ্চ স্ট্রেন প্রায় 0.3% হবে:

$\varepsilon_{max}=\frac{f'_c}{E_c}=0.3\%$

পুরো কাঠামোর উচ্চতা জুড়ে স্ট্রেনটি খুঁজে পেতে, আমরা কেবল সংহত:

\int_{0}^{H_{c}} \frac{f (z)}{E_{c}} d z = 28.8 ft

$\int_{0}^{H_c}\frac{f(z)}{E_c}\text{d}z=28.8\text{ft}$ যেখানে (মাধ্যাকর্ষণ, উচ্চতা এর একটি ফাংশন )।

f (z) = γ_{c} z \cdot g (z)

$f(z)=\gamma_cz\cdot g(z)$

g

$g$

z

$z$

এর অর্থ কংক্রিটের স্ট্রেন গ্রহণের পরে কাঠামোর কম হওয়া উচ্চতা প্রায় 19170 ফুট (3.63 মাইল বা 5.84 কিলোমিটার) হবে।

কনট্রাকশন উইক অনলাইন থেকে এই নিবন্ধ অনুসারে , 92 স্টোরিতে (423 মি, বা 1388 ফুট) ট্রাম্প ইন্টারন্যাশনাল হোটেল অ্যান্ড টাওয়ার বর্তমানে বিশ্বের বৃহত্তম কংক্রিট ভবন (তাদের সংজ্ঞা অনুসারে), এবং এটি বিশ্বের নবমতম বিল্ডিং। এটি সম্ভব উচ্চতার প্রায় 7% (উপরের সরলীকৃত বিশ্লেষণ দ্বারা সংজ্ঞায়িত)। যদিও সরল বিশ্লেষণে সমস্ত ধরণের ব্যবহারিক বিবেচ্য বিষয়গুলি উপেক্ষা করা হয় এবং এতে কোনও সুরক্ষা কারণ নেই, তবে উচ্চ কার্যকারিতা পুনর্বহাল কংক্রিট ব্যবহার করে কী কী সম্ভব হতে পারে এটি অন্তত কিছুটা শিক্ষণীয়।

— রিক মনিকাকে সমর্থন করে
সূত্র

আমি বলব এটি উচ্চতার জন্য একটি উপরের সীমা গণনা করছে: আমরা আশা করি না যে এটি উচ্চতর নির্মাণ করা সম্ভব (সুতরাং এটি "সর্বোচ্চ সম্ভাব্য" নয়) - তবে এটি "এর চেয়ে উচ্চতর নয়" তৈরি করতে সক্ষম হবে। যা এই ধরণের সমস্যা বোঝার জন্য খুব দরকারী তথ্য। (+1)

— ভোলকার সিগেল

এটি একটি ধ্রুবক বিভাগকে ধরে নিয়েছে যার পক্ষে যুক্তিযুক্ত হতে পারে এটি করা খুব সীমিত পছন্দ। শীর্ষের চেয়ে কাঠামোটিকে বেসের দিকে আরও প্রশস্ত হতে দিন এবং আপনি আরও কিছু ব্যবহারিক উদ্বেগ প্রকাশ না করলে আপনি অনন্তের কাছে পৌঁছাবেন। আমরা অবশ্যই স্পেসে পৌঁছতে পারি, তবে আসল প্রশ্নটি কোন ব্যয়েই? ;)

— মিঃ পি

@ মিঃ পি এটা কি আসলেই অনন্ত হবে? শঙ্কু বা পিরামিড আকারের নীচে স্ট্রেসের মতো মনে হচ্ছে অবশেষে কংক্রিটটি ক্রাশ করবে। তবে আপনি সঠিক যে এটি এর থেকে অনেক বেশি হতে পারে। এই ধারণাটি ব্যবহার করে আমার উত্তরটি আপডেট করা উচিত।

— রিক

@ রিসিও তেচে: আমি ঠিক করেছি যে আমরা যখনই সংবেদনশীল সীমাতে পৌঁছাচ্ছি তখন আমরা কেবল আরও কিছুটা ঘাটি করতে পারি এবং এইভাবে আরও বৃহত্তর অঞ্চলে বল ছড়িয়ে দিতে পারি এবং আমরা আবারও যেতে পারি good যাইহোক আমরা যদি বাস্তবের ক্ষুদ্রতম বিটকেও পরিচয় করিয়ে দিই তবে মুখ্য সমস্যা হ'ল ভূ-স্টেশনারি স্তরটি পাস করার সাথে সাথে কৌণিক গতি প্রতিরোধ করার জন্য প্রয়োজনীয় টেনসিল বাহিনী হ'ল পুরো জায়গাটিকে মহাকাশে ফেলে দেওয়ার চেষ্টা করার পরে। তবে তার আগে আমরা সম্ভবত অন্যান্য সমস্যার মধ্যে দৌড়াতে চাই, যেমন আমাদের সিমেন্ট উত্পাদনকারী কো -2 তে সমস্ত মানবতার দম বন্ধ করে দেওয়া :)

— মিঃ পি

এছাড়াও বিশ্বের সবচেয়ে উঁচু কংক্রিটের বিল্ডিং বুর্জ খলিফা , এটি 2007 সালের পর থেকে দীর্ঘতম মনুষ্যনির্মিত কাঠামো ছিল (যখন এটি সমাপ্তির কাছাকাছিও ছিল না)।

— মিঃ পি