Párizs, Eiffel-torony... ami a szerkezet mögött van:

Lássuk a tényeket:

  -  építés: 1887 - 1889 (2 év, 2 hónap és 5 nap alatt).
          50 tervező és mérnök - 5300 tervrajz
          18038 egyedi öntöttvas szerkezeti elem
          121 építőmunkás a helyszínen

  -  fémszerkezet súlya: 7300 tonna
          "az összes fémszerkezet egybeöntve elférne egy 10x10x10m kockában"

  -  magassága antennával: 324 m

  -  festés: 7 évente 15 hónap alatt átfestve
          60 tonna festék 200,000m2, 25 festő kézi munkával

  -  maximális kilengés a nyugalmi állapotból:
          szél hatására: 13cm
          a napos és árnyékos oldal hőmérséklet különbségének következtében: 18cm

  -  évente átlagosan több mint 6 millió látogató.

 Az 1889-es világkiállítás előkészítésekor fogalmazódott meg egy 300 méter azaz 1000 lábot meghaladó magasságú torony építésének terve.

Emile Nouguier és Maurice Koechlin, az Eiffel vállalat vezető mérnökei 1984 júniusában előálltak egy nagyon magas torony ötletével. A tervek szerint négy különálló rácsos tartószerkezetként kialakított oszlop fut össze a csúcs felé, melyet szabályos magasságokban merevítő gerendák fognak össze. A vállalat ezidőtájt magas szintre fejlesztette a hidak támszerkezeteinek, pilonjainak építési módszerét. A torony projekt ennek a technológiai tudásnak az emblematikus kifejezését jelentette. 1884 szeptember 18-án Eiffel szabadalmat jelentett be olyan szerkezeti elrendezésre, mely lehetővé teszi 300 méteres magasságot meghaladó tartószerkezet és torony építését.

Annak érdekében, hogy a projektet társadalmilag elfogadhatóbbá tegyék Nouguier és Koechlin megbízták Stephen Sauvestre építészt, hogy dolgozzon a torony megjelenésén.

Sauvestre kő talapzatokat javasolt a lábak felöltöztetéséhez, és boltíves jellegű kialakítást az első szintnél az oszlopok összekapcsolásához. Minden köztes szinten üvegezett termek kialakítását indítványozta, a csúcsnál a kupola-szerű kialakítást, és számos egyéb díszítőelemet a szerkezet felöltöztetésére. Bár végül egyszerűsítették a terveket, de számos elem megmaradt, mint például az első szint alatti nagy boltívek, melyek az igen karakterisztikus megjelenését adják az építménynek.

A szerkezet alapvetően két részből áll: - (1.) az alsó rész egyfajta robosztus bárszék, ami négy egymáshoz merevített lábon áll, és ez van kiegészítve egy jóval könnyebb felső résszel, melyet a második szint kapcsol össze.- (2.) a felső rész pedig egy mereven az előbbi részhez illesztett torony. Az alsó rész merev kialakítása a szél miatti kilengést hivatott redukálni.

Az oszlopok alakját matematikai elven határozták meg, hogy ezáltal is a legkedvezőbb szél ellenállást biztosítsák. Eiffel maga így magyarázta: "A szélből keletkező összes nyíróerő a perem oszlopok tengelyére adódik át. Minden egyes oszlopnál az adott szinten berajzolt érintőleges egyenesek egy pontban metszik egymást, ami éppen az a pont, melyen a szélből származó reakció eredője, az kérdéses szint feletti támasztó szerkezetről folytonos módon átadódik. Mielőtt a csúcsnál összefonódnának, az oszlopok vonalvezetése az alaptól kiindulva a szélből származó erőhatás szerint lett kialakítva."

Az erők eloszlásának értelmezését az alábbi sematikus vázlat szemlélteti:

Az elv a következő: ha M-N vonalon elmetsszük a szerkezetet és a fenti szerkezetrészre ható erők P eredője éppen az elmetszett rész övrúdjai vonalának metszéspontjába esik, akkor az M-N metszetnél található ferde rácsrúdra nem jut erő (mert a három erő egyensúlya biztosított) és az így elhagyható. A tényleges Eiffel-tornyon ezek az arányok vannak kidolgozva, és így az lenti lábak közé sem szükséges extra rácsozás.

Az elméleti kidolgozás után a tornyot ténylegesen meg is kellett építeni.
A legnehezebb feladat az első szintet tartó négy pillér felépítése és egymáshoz kapcsolása jelentette.

A kor rendelkezésre álló eszközeit alkalmazva hihetetlen precizitásra volt szükség ahhoz, hogy az egymástól 80 méter távolságban lévő alapokat pontosan kialakítsák és a négy pillért úgy megépítsék, hogy az 50 méteres első szint magasságnál milliméteres pontossággal találkozzanak.

Az első szint után a további pillérek felállítása már kevésbé volt bonyolult, mert itt már önállóan megálltak az oszlopok ideiglenes külső támasz nélkül. Amellett, hogy egyre nagyobb magasságban kellett dolgozni, a szerkezet komplexitása felfelé csökkent.

A számítások szerint az építménynek csak két pontján lép fel húzóerő a szelvényekben, az első szint vízszintes, 7 méter magas szerkezeti gerendájában és a torony csúcs kupolájának alján. 

A kész torony csúcs kilengése valóban igazán csekély, a legnagyobb szélviharokban sem haladja meg a magasság ezredrészét.

Az Eiffel-torony nem az az építmény, amit szavakkal, vagy akár képekkel, tervekkel be lehetne mutatni, lehetőség szerint látni kell a helyszínen és kézbe venni.

Források: www.tour-eiffel.fr, paris.eiffel-tower-faq.com, www.discoverfrance.net, arkinetblog.wordpress.com

 A stuttgarti repülőtér 1-es terminája 1991-ben nyílt meg, évente 3,5 millió fő utasforgalomra tervezték. Megépítése nyitotta a sort további felújítások és új építések előtt. 2007 és 2009 között, a terminált széles körűen felújították és modernizálták. Az épület 1992-ben német acélszerket építési díjat is kapott.

 Az építész tervezés Meinhard von Gerkan és Karsten Brauer nevéhez fűződik, a statikai tervezést a Weidleplan Consulting iroda végezte.

A létesítmény legmarkánsabb eleme a ferde síkú tetőszerkezet terheit tartó ágas fákra emlékeztető oszlopok. A szerteágazó oszlopok Gerkans elmondása szerint a Baden-Wüttenbergi erdőket szimbolizálják.

 Az esztétikai többlet mellett szerkezet statikai különlegessége is az oszlopok kialakításában nyilvánul meg.

 Szerkezetileg legtöbbször vagy hajlításra igénybe vett gerenda tartókat, vagy rúdszerkezetet tervezünk, mely utóbbinak elemei karcsúbbak és fő igénybevételük a húzás és a nyomás.

 Szóljunk néhány szót az alapokról: A hajlítás olyan, mikor két könyv között hidat képezek egy hurkapálcával, és az ujjammal lenyomom a közepét. A pálcika ilyenkor lehajlik. Hasonló példával magyarázva húzás az, mikor felveszem a pálcikát és húzva próbálom elszakítani. Nyomás pedig, mikor a két végénél fogva megpróbálom összenyomni. Ez utóbbi azért érdekes, mert a kezdeti görbeség miatt legvalószínűbb, hogy a pálcika kihajlik. A kihajlás tehát nem direkt hajlításkor, hanem a nyomás és az görbeség együttes hatására lép fel. Könnyen belátható, hogy ilyen kihajlás kisebb nyomóerőnél következik be, ha hosszabb és ezáltal arányaiban karcsúbb a pálcika.

 A terminál szerteágazó alátámasztó szerkezetét üreges acél csövek alkotják, melyek a "törzs" felé vastagodnak. Az üreges csöveknél a túlzott hajlítás kritikus horpadási jelenségeket is előidézhet, mint amikor egy kerti slagot meghajlítunk. Ha az alátámasztó szerkezetet önállóan modellezem, akkor a hajlító hatás a domináns. De ha figyelembe vesszük, hogy az "ágak" a merev tetőszerkezethez csatlakoznak, akkor együtt már a rúdszerkezetekre jellemző húzás-nyomás irányába tolódnak az igénybevételek, ahol a tetőszerkezet gerendái húzottak, az alátámasztó rudak pedig nyomottak. Ha ezt még összeadjuk azzal, hogy több ilyen alátámasztó "fa" áll egymás mellett, köztük boltív szerű hatások is segítik, a jobb erő elosztást.

A stuttgarti repülőtér kapcsán mindenképpen megemlítendő a Bosch-parkolóház a szomszédos autópálya felett, melynek többszintes, 440m hosszú, 100m széles és 22m magas rácsos szerkezete szintén egy lélegzetelállító mérnöki remekmű.

Források: en.structurae.de, www.flughafen-stuttgart.de, www.legro-gmbh.de, Wikimedia, Bosch-Parkhaus.

A Turning Torso egy spirálisan csavarodó felhőkarcoló a svédországi Malmö városában.
Tervezése a nemzetközileg elismert, spanyol építész és mérnök, Santiago Calatrava nevéhez fűződik.

Az 54 szintes torony magassága 190 méter, mellyel megépítésekor Svédország legmagasabb épülete, és Európa második legmagasabb lakóépülete a 264 méteres moszkvai Triumph-Palace után.

Az átlag szint terület 400m2. Az épület össz lakás területe 14600m2, és össz irodai területe (a 2-12 szintig, az alsó két blokkban) 4200m2.

Az elfordulás hatását 9db, egyenként öt emeletetet magába foglaló blokk adja. A blokkok közt plusz egy emeletnyi szünet van. Minden blokk 10 fokot csavarodik, így az épület legfelső blokkjának csúcsa 90 fokban fordul el az alsó blokk aljához képest.

 Az épület fő tartószerkezeti eleme egy központi vasbeton cső, mely 10,6m belső átmérőjű és falvastagsága a földszinten 2,5m, míg a felső szintnél 40cm.

Az ötemeletes blokkok erre a vasbeton cső magra ülnek fel úgy, hogy a blokk alsó födémje befelé kúposan megvastagodik 40-90cm-ig, és a széleken 11 oszlopot támaszt alá, mely a felette lévő 5db normál 27cm vastag sík födémet tartja.

Az épület alapozásaként a közbenső vasbeton cső alatt egy 30m átmérőjű 7m vastag alaplemez szolgál ami 15m-el a terepszint alatt 3m-re sziklába van ágyazva, így itt nem volt szükség cölöpökre. Az szélső oszlopokat és az acél merevítő vázat cölöpök támasztják alá.

Már a tervezés elején ismert volt, hogy a legnagyobb kihívást az épület merevítése jelenti, hiszen a luxusapartmanok lakói nem szeretnék úgy érezni magukat az épületben, mintha egy csónakban lennének.

A merevítést a födémek csúcsán végigfutó vasbeton gerinc-oszlop és az esztétikai szempontból is markáns külső acél merevítő váz segíti. A vasbeton gerinc-oszlop és a belső vasbeton cső együtt egy merev görbült síkot jelöl ki, az erre merőleges irányokban történő merevítésért pedig a két acél tartó rács felel. A merevítő rács így minden irányban hatékonyan gátolja a szélteher hatására bekövetkező elmozdulásokat és gerjesztett rezgéseket. A szélcsatorna tesztek szerint 44m/s-os (158km/h) szélvihar esetén a maximum kilengés a csúcson 30 cm, 0,02g gyorsulással, ami a bent tartózkodók számára, alig észlelhető.

Az épület megvalósulási költsége kb 235 millió Usd. Az épület építése 2001-ben kezdődött, a hivatalos átadás 2005-ben történt.

Források: turningtorso.com, www.peri.de, extreme engineering, Penelope-turningtorso-ppt, T-T case study, designbuild-network.com, books.google fib awards, calatrava.info, hu.wikipedia.org, arkinetia.com