Shanghai Tower: Das Geheimnis seiner Stabilität

16. Mär 2016 item Redaktion

Nach dem Burj Khalifa (Dubai) ist der Shanghai Tower das zweithöchste Gebäude der Welt. 

Die Bauarbeiten für den gigantischen Wolkenkratzer, der schätzungsweise zwischen 1,5 und 2,4 Milliarden US-Dollar gekostet hat, dauerten annähernd sieben Jahre. Er steht mitten in Pudong, dem Finanz- und Wirtschaftszentrum Shanghais. Allerbeste Gesellschaft für den Shanghai Tower: In unmittelbarer Umgebung befinden sich der Jim Mao Tower und das Shanghai World Financial Center, das aufgrund seiner kuriosen Form von den Einheimischen liebevoll als „Flaschenöffner“ bezeichnet wird. Allerdings sollte die hohe Dichte an Wolkenkratzern nicht darüber hinwegtäuschen, dass die natürlichen Bedingungen in Shanghai eine besondere Herausforderung für Ingenieure darstellen. Erdbeben und Stürme verursachen heftige Vibrationen, die es geschickt auszugleichen gilt. Genau dabei kommen die Profile aus unserem MB Systembaukasten ins Spiel.

Think Big! 

Nicht nur die eigentliche Höhe des Shanghai Tower beeindruckt nachhaltig. Das Konzept der Architekten bestand darin, eine vertikale „Stadt innerhalb der Stadt“ zu erschaffen, die aus neun Abschnitten zusammengesetzt ist. Ein einzelner Abschnitt besteht aus 12 bis 15 Stockwerken. Dem Besucher bietet sich ein schillerndes Panorama aus Boutiquen, Shops, Gärten, Konferenz- und Büroräumen und Hotels auf einer Nutzfläche von 380.000 m². Verbunden werden die insgesamt 128 Stockwerke durch 149 Fahrstühle. Drei von ihnen sind die schnellsten der Welt: Sie erreichen eine Geschwindigkeit von 65 km/h.

Sofort ins Auge fällt die spiralartige Bauweise des Gebäudes. Diese ist keineswegs Spielerei, sondern in vielerlei Hinsicht höchst effektiv. Seine endgültige Form verdankt der Shanghai Tower den Erkenntnissen von Windkanaltests. Auf dieser Grundlage entwickelten die Architekten ein Design, das die einwirkende Windlast um 24 Prozent reduziert. Zudem wurden durch diese spezielle, reduzierte Architektur Kosten von 58 Millionen US-Dollar eingespart. Das ist aber noch nicht alles: So sorgt das Spiralen-Design auch dafür, dass Regenwasser aufgefangen und für Beheizung und Klimaanlagen genutzt werden kann.

Hoch hinaus mit Aluminium  

Es ist jedoch nicht nur die innovative architektonische Form, die dabei hilft, den schwierigen Bedingungen in Shanghai zu trotzen. Eine 1000 Tonnen schwere Masse befindet sich zwischen dem 125. und 126. Stock. Sie wird von 12 Stahlseilen getragen, um bei Vibrationen schwingen zu können. Unterhalb der Schwungmasse befinden sich Platten aus reinem Kupfer, die mit item Profilen an der Stahlbetondecke befestigt sind. Mit Hilfe riesiger Dauermagneten an der Schwungmasse werden Wirbelströme in die Kupferplatten induziert. Das erzeugt ein gegenläufiges Magnetfeld, das die Schwungmasse berührungslos abbremst – selbst bei einem Stromausfall. Durch das Prinzip der Wirbelstrombremse wird der Shanghai Tower weitestgehend resistent gegen Schwingungen von außen.

Mit Stahlträgern wäre diese Lösung nicht möglich gewesen, weil diese von den Magneten permanent angezogen werden würden. Aluminium ist im Gegensatz zu Eisen paramagnetisch. Die Haltekraft der Profile sorgt dafür, dass die Kupferplatten der enormen Anziehungskraft der starken Magnete dauerhaft widerstehen. Diese könnten ein 300 Tonnen schweres Flugzeug anheben. Die robusten Aluminiumprofile stellen jedoch sicher, dass sich Magnete und Kupferplatten nicht berühren und die Bremswirkung erhalten bleibt.

Als entscheidender Pluspunkt der Profile erwies sich ihr geringes Gewicht. Sie mussten nämlich mit einem Turmkran auf eine Höhe von 600 Metern hochgezogen und dann von den Bauarbeitern sieben Stockwerke nach unten transportiert werden. Wäre Stahl verwendet worden, so hätte wohl selbst die dreifache Menge an Arbeitern nicht für den Transport ausgereicht. Zur Befestigung der Profile waren zudem auch keine zusätzlichen Hilfsmittel wie Kräne oder Hebebühnen nötig. Dennoch weist die Aluminium-Konstruktion eine Festigkeit auf, die der von rostfreiem Stahl 304 oder auch Q235A-Stahl ebenbürtig ist.

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