Шатилов Д.В
Во все времена человек стремился подняться ввысь, стать ближе к звёздам и увидеть мир с высоты птичьего полёта. Может, потому и возникла легенда о Вавилонской башне. А когда технологии позволили, человек стал создавать то, что приближало его к небу — небоскребы. До 19 века дома строились одно- и двухэтажными, самые высокие имели 4-5 этажей. На тот момент, еще не было прочных строительных материалов, а существующие в те времена водяные насосы поднимали воду на высоту не больше 15 метров. В 19 веке развитие технологий производства позволило создавать высокопрочные стали, железобетон. Были созданы подъемные машины — лифты. Все это сделало возможным существенно повысить этажность зданий. До 1885 года небоскребами называли здания с высотой в 6 этажей. Самым первым небоскребом принято считать построенный в 1885 году в Чикаго 10-этажный Дом Страхования (The Home Insurance Bulding). Для того времени его возведение оказалось настоящим прорывом в строительстве [1]. ХХ век стал временем не только высоких технологий, но и очень высоких строений. Причинами послужили плотная городская застройка, нехватка и дороговизна земли в деловых центрах крупных мегаполисов [8]. Первые небоскребы были не такими лаконичными и стильными как сейчас, а элементы декора порой перегружали внешний вид здания. Стоит пояснить, что технология возведения небоскребов существенно отличается от той, что привыкли видеть жители СНГ, где большинство домов строились по достаточно простой схеме «несущие стены». «Сердцем» же небоскреба является одна или несколько прочных колонн, диаметром несколько метров.
Начиная с первых высотных зданий, процесс их возведения был практически одинаков. Строили этаж, укладывали сверху настил, устанавливали деррик-кран, а затем поднимали на второй этаж и продолжали строительство там. Далее на третий, потом на четвертый и так далее. Процесс медленный, плохо контролируемый по времени. Непогода, сильный ветер, гроза увеличивали время постройки. Строительство на достаточно маленьком участке земли усложняло поставку стройматериалов. Подвоз необходимых компонентов осуществлялся почти конвейерно. Основная технология, используемая в постройке невысоких небоскребов (до 25 этажей) – это чугун в виде каркаса, к которому прикрепляются стены. Основная нагрузка идет на каркас и, следовательно, на фундамент. Большинство небоскребов имеют несущий стальной каркас. Сборка стального каркаса здания — самая опасная и сложная часть строительства. Именно качество и скорость сборки каркаса определяет, будет ли проект реализован в срок и в рамках бюджета. Однако по мере увеличения этажности, сталь (тем более чугун), какие бы в него добавки не включали, не справляется. Постепенно строители переходят на строительство с использованием усиленного бетона. При добавлении в бетон композитов, изменяются его прочность, жаростойкость, гибкость. Стальная арматура позволяет получить железобетон, имеющий прочность много выше, чем «просто сталь» или «просто бетон». В настоящее время применяют различные добавки, такие как армирующее стекловолокно, углепластики. Разрабатываются материалы, которые не только покажут лучшие прочностные характеристики, но и дадут экономический эффект-дешевизну. Современные технологии базируются на использовании «сильнонапряженной» стали или бетона, базой которого является массивное основание. Специалисты утверждают, что на сегодняшний день возможна постройка небоскреба высотой 1 километр и более. При создании небоскребов взаимодействуют три группы элементов, которые аллегорически можно назвать природными стихиями – «Земля», «Ветер» и «Огонь».
Каждый фактор требует нетривиальных подходов. Часто именно при строительстве небоскребов изобретались и впервые применялись новые технологии. Например, при возведении легендарного Empire State Building в Нью-Йорке были разработаны каркасная металлическая конструкция из чугуна Богардуса и пассажирский лифт Отиса. Вопрос «Ветра» (т.е. аэродинамики и устойчивости конструкции) достаточно оригинально решен при строительстве другого сооружения – башни Тайпэй (Taipei International Financial Center) высотой 571 метров, построенной в 2004 году на Тайване. Панели небоскреба толщиной 3 см могут выдерживать порывы ветра скоростью до 300 километров в час и «прогибаться» на глубину 18 сантиметров и возвращаться на место. Проект также предполагает, что посетители ресторана, который располагается на 92 этаже, будут глядеть на сферу весом 800 тонн, выполняющую движения, подобные движению маятника
Сегодня высотные технологии постепенно мигрируют в массовое строительство. Основные мировые производители активно занимаются разработками новых продуктов, позволяющих строить небоскребы. Строительство небоскрёбов из металлоконструкций является одним из очень перспективных направлений. Использование этой технологии влечет за собой удешевление и упрощение строительно-монтажных работ, а также сокращение сроков. Кроме того, подобные конструкции достаточно легкие и не требуют серьезной подготовки или сложных фундаментов. Кроме металла, огромный потенциал имеет стекло. Сorning разрабатывает новый вид стекла, непрозрачного и небьющегося, пропускающего ровно столько света, сколько нужно заказчику. Стеклянная стена столь же эффективна, как и металлическая. Стены небоскрёба не будут строиться как стены, а лишь как окна потому как не несут никакой нагрузки, кроме силы ветра. Стенам не нужны тяжелые материалы (камень, бетон). Почти сто лет назад Маяковский писал про Нью-Йорк: «Одни дома длиной до звезд, другие – длиной до луны». 50-60-этажные небоскребы казались чудом, символом нового времени. Сегодня их стоэтажные потомки уже стали заурядной частью городского пейзажа многих мегаполисов. И, похоже, недалек тот день, когда с вершины очередного гиганта действительно можно будет достать до звезд
Автор публикации
