Главная Приказы Как строят небоскребы. Инновации в строительстве небоскребов. Самый высокий небоскреб в мире. Самые головокружительные фотографии со строительства небоскребов нью-йорка

Как строят небоскребы. Инновации в строительстве небоскребов. Самый высокий небоскреб в мире. Самые головокружительные фотографии со строительства небоскребов нью-йорка

В сотни этажей - это всегда поражающие воображение конструкции, которые выглядят престижно и респектабельно. Как строят небоскребы и зачем это делают? Целесообразность таких решений исходит из стремительного роста населения крупнейших мегаполисов планеты. В то же время разработать проект здания высотой более сотни метров чрезвычайно сложно. Такое строение должно быть не только функциональным, но и безопасным. Вот почему сегодня для реализации подобных проектов прибегают к применению самых инновационных технологий.

В чем заключается технология строительства небоскребов? Какие здания являются самыми высокими на сегодняшний день? Какие инновации в строительстве небоскребов используют в последнее время? На эти и другие вопросы постараемся ответить в нашем материале.

Выбор места под строительство

Как строят небоскребы? Важнейшую роль в реализации проекта играет выбор площадки под размещение конструкций. Высотки гораздо сильнее давят на грунт, чем стандартные жилые здания. Именно по этой причине небоскребы стоят лишь на плотной почве, которая не содержит полостей, неоднородных масс и залежей вод. Здания внушительной высоты содержат массивную, невидимую для глаз обывателя подземную часть. Очевидно, что закладка сложных конструкций фундамента требует тщательного анализа характера почвы.

Стены и несущие конструкции

Современные небоскребы невозможно построить из кирпича или бетонных плит. Подобного рода конструкции неминуемо ожидало бы скорое разрушение в виду нестабильности под воздействием естественных факторов.

Как правило, при сооружении небоскребов прибегают к применению несущих, составных стальных конструкций. В качестве материала для всевозможных перекрытий используют высочайшего уровня прочности.

Планировка

Внутренне устройство небоскребов кардинально отличается от городского жилья. Основной упор здесь делают на соблюдение пожарной безопасности. Ведь эвакуировать людей из здания высотой в десятки этажей при возникновении чрезвычайного происшествия оказывается крайне проблематично. Поэтому внутренне пространство небоскребов разделяют специальные противопожарные преграды. При этом один резервный лифт в здании всегда остается подключенным к бесперебойной подаче электропитания.

Новейшие небоскребы спланированы таким образом, чтобы в чрезвычайных ситуациях люди могли укрыться на технических этажах, которые обычно простаивают пустыми. В то же время все входы в помещения чаще всего оборудуются двойными дверями. Реализуют это в целях предотвращения сквозняков, что снабжают пламя кислородом при возгораниях.

Жизнеобеспечение

Небоскребы, как правило, оборудуются системами, что обеспечивают экономное потребление энергии. Во многих современных зданиях реализованы солнечные батареи. За водоснабжение отвечают продуктивные насосы, которые устанавливаются через каждые 10-15 этажей. Иным путем закачать воду на сотни метров ввысь просто невозможно. Ну и нельзя не отметить системы автономного кондиционирования воздуха.

Стоимость проектов

Сколько стоит строительство небоскреба? Не так давно японские инженеры заявили, что планируют соорудить конструкцию под названием "Фуджи", высота которой достигнет немыслимых 4-х километров. Проект здания предполагает наличие целых 800 этажей. Готовое сооружение должно вместить в себя порядка одного миллиона человек. Для обеспечения здания электроэнергией будут применяться солнечные батареи. Какова же стоимость реализации проекта? По оценкам специалистов строительство "Фуджи" обойдется Японии в сумму от 300 до 900 миллиардов долларов.

Что касается самого высокого дома из ныне существующих, таковым является башня "Бурдж-Халифа" в Объединенных Арабских Эмиратах. Ее высота достигает 828 метров. Стоимость такого небоскреба достигает порядка 20 миллиардов долларов.

Следующий по высоте небоскреб - Шанхайская башня, строительство которой завершилось в 2015 году, обошлась ее создателям всего в 1,7 миллиарда. Высота этого здания составляет 632 метров.

Самый высокий небоскреб в мире

В 2010 году в городе торжественно открыли одно из наиболее впечатляющих зданий в истории. Самый высокий небоскреб в мире (828 метра) получил название «Бурдж-Халифа». Презентация башни представляла собой помпезное событие. Вокруг громадного здания собрались тысячи зевак. Трансляция торжественной церемонии распространялась на весь мир. За действом одновременно наблюдали по телевизору рекордные 2 миллиарда зрителей.

На реализацию проекта ушло целых 5 лет. В ходе работ планы которые отвечали за финансирование, неоднократно менялись. Архитекторам регулярно приходилось вносить поправки в план сооружения, чтобы максимально увеличить его высоту.

Несмотря на все старания шейхов, «Бурдж-Халифа», предположительно, сулит недолго оставаться самым внушительным строением в мире. Ведь не так давно правительство Саудовской Аравии заявило о собственном проекте, который должен затмить своим величием знаменитую башню. По некоторым данным, высота нового гиганта под названием Kingdom Tower составит 1,1 километра.

Небоскребы в Нью-Йорке

Одним из мировых лидеров по количеству небоскребов на единицу площади по сей день остается город Нью-Йорк. Настоящей туристической Меккой является знаменитый «Эмпайр-стейт-билдинг». Располагается небоскреб в финансовом центре города на пересечении Пятой и Тридцать четвертой авеню. Строение занимает целый квартал и возвышается в небеса на 448 метров.

Еще не так давно самым высоким небоскребом Нью-Йорка являлся «Всемирный торговый центр». Монументальное сооружение состояло из двух башен-близнецов, каждая высотой в 541 метр и 110 этажей. Однако в 2011 году состоялась страшная трагедия. Не секрет, что знаменитый небоскреб был уничтожен атакой террористов и навсегда канул в историю.

В 2005 году на карте мегаполиса появился знаменитый Рофеллер-центр. Средства на строительство небоскреба были выделены успешным бизнесменом Джоном Рокфеллером, в честь которого собственно и назвали сооружение. Здание возвышается над Нью-Йорком на 259 метров. На вершине сооружения оборудована смотровая площадка, с которой открывается одна из лучших панорам на город. Примечательно, что обзорная башня на крыше здания, реализованная для туристов, не имеет защитных сеток и решеток. Это позволяет посетителям объекта наслаждаться просто-таки фантастическими видами.

Инновационные технологии

В настоящее время при строительстве небоскребов во всем мире ориентируются на реализацию в проекте возобновляемых источников энергии, применение экологически чистых, безопасных материалов, уменьшение воздействия громадной массы на грунт. Специалисты ориентируются на возможные колебания конструкции, воздействие на нее сейсмических явлений.

Как строят небоскребы? Прежде всего проектировщики прибегают к применению композитных материалов. Как правило, одни и те же схемы повторяются на всех уровнях здания. Использование композитов снижает общий вес зданий, в среднем, на 10%. Технология также дает возможность значительно ускорить реализацию проектов.

Самые передовые технологии сегодня применяются в странах Азии. Здесь особенно озабочены повышенной устойчивостью высотных конструкций, что обусловлено высокой вероятностью вступления в действие факторов природных катаклизмов. Так, небоскреб что располагается в Шанхае, по оценкам специалистов, может сохранять целостность своих конструкций при скорости ветра более 200 км/ч, а также противостоять подземным толчкам мощностью до 7 баллов. Обеспечивается это благодаря реализации подвижных соединений внутри несущих колонн из стали. Огромное влияние на поддержание стабильности конструкции оказывает наличие плавательного бассейна, расположенного на 57 этаже небоскреба. Последний дает возможность зданию балансировать в пространстве.

Не на самом последнем месте при строительстве высотных зданий остается повышенная забота об окружающей среде. Современные небоскребы все чаще играют роль воздушных фильтров, которые убирают из воздушного пространства парниковые газы, прочие вредные вещества. Ярким примером является здание Bank of America, расположенное на острове Манхэттене. Системы, размещенные в стенах конструкции сооружения способны отфильтровывать загрязненный воздух и отдавать его обратно в пространство уже в очищенном виде.

Самое в мире - «Бурдж-Халифа» концентрирует в себе конденсат, который затем уходит в виде жидкости на орошение прилегающих зеленых насаждений. Помимо прочего, при сооружении небоскреба применялись особые марки бетона, которые выдерживают воздействие высоких температур, что превышают 50 о С.

В заключение

Вот мы и выяснили, как строят небоскребы. Еще не так давно некоторые из вышеуказанных проектов казались чем-то футуристическим и недостижимым в ближайшей перспективе. Как видно, развитие технологий не стоит на месте. Инновационные решения незаметно становятся частью нашей повседневной жизни и все чаще воспринимаются как должное.

Но не сильно углубились в их историю. Поэтому в этот раз предлагаю заглянуть на сотни лет назад – в тот период, когда небоскрёбов со стальными каркасами не было, но люди пытались строить здания, которые даже сейчас поражают своими масштабами, и в ближайшее прошлое - во времена первых небоскрёбов.

Самые высокие здания и сооружения древности

Первыми на ум при разговоре о самых высоких сооружениях древности приходят египетские пирамиды. Великая пирамида Гизы возрастом в 4 500 лет было самой высокой постройкой на Земле до 1300 года, то есть 3 900 лет.

140-метровую пирамиду построили по указанию фараона Хеопса. Если бы она была больше похожа на жилое здание, она и сейчас подпадала бы под определение небоскрёба с точки зрения высоты. Для сравнения: высотное здание на площади Красных ворот, одна из «Сталинских сестёр», достигает 138 метров.

На острове Сардиния к XV века до н. э. воздвигли целый комплекс оборонительных башен-нураг , имевших, возможно, и религиозное предназначение. Высота самой высокой из башен изначально составляла около 19 метров, сейчас разрушенные сооружения стали гораздо ниже. 19 метров – это больше пятиэтажной хрущёвки.

Мавзолей-мечеть Тадж-Махал, великолепное здание в Агре, Индия, был построен в 1653 году. Сейчас Тадж-Махал – музей, привлекающий огромное количество туристов. К сожалению, как и в случае с Пирамидой Хеопса, огромную часть изначальной красоты это здание потеряло из-за разграбления. Например, мы не увидим 10-метровый золотой шпиль, спиленный британскими колонизаторами. Гиды также рассказывают о жемчужных нитях, соединявшие четыре башни с центральным куполом.

Высота мавзолея - 73 метра. Для сравнения: первым небоскрёбом принято считать Здание домового страхования, построенный в 1885 году в Чикаго офис высотой 42 метра. К этому размеру ближе другой мавзолей - 46-метровый Галикарнасский мавзолей.

Стоит сказать, что в 1870 году, до строительства вышеупомянутых небоскрёбов, в Нью-Йорке построили 40-метровое офисное здание Equitable Life Building . Иногда именно его называют первым небоскрёбом – только из-за каркаса оно не попадает в общую классификацию. Это было первое офисное здание с пассажирским лифтами - гидравлическими моделями от компании Отиса.

Equitable Life Building

Критерий по наличию стального каркаса на данный момент уже не является абсолютно необходимым. В 1998 году в столице Малайзии Куала-Лумпуре возвели два 88-этажных , соединённые между собой мостом на шаровых опорах. Для строительства использовали эластичный бетон, усиленный кварцем и сравнимый по прочности со сталью. Но масса небоскрёба - вдвое больше, чем у зданий аналогичного размера. Высота строений - 451 метр, включая шпиль.

Более того, самое высокое здание в мире построено не на стальном каркасе. Для возведения Бурдж-Халифа в Дубае, ОАЭ, также использовали специально разработанный бетон, способный выдерживать температуру до 48 градусов Цельсия. Бетон укладывали ночью, добавляя в раствор лёд.

Строила башню Бурдж-Халифа та же компания, что возвела одну из Башен Петронас – Samsung.

Башни Петронас, Малайзия

Том Круз на небоскрёбе Бурдж-Халифа, Дубай, ОАЭ

Бурдж-Халифа

Преодоление преград

В 1912 году в Москве построили «тучерез» – Дом дешёвых квартир Нирнзее высотой более 40 метров. В 1908 году самым высоким гражданским сооружением в городе была 78-метровая Телефонная станция в Милютинском переулке. Но полёт инженерной мысли в России искусственно сдерживался эстетическими и религиозными соображениями – эти высокие здания были ниже колокольни Ивана Великого. Всё изменили «Сталинские сёстры».

Если говорить о США, то у строителей были и некоторые другие проблемы, такие как несовершенные лифты и насосы, не позволявшие поднимать воду на самые высокие этажи. С этими задачами вскоре справились, но с ростом зданий возникали новые вызовы.

В США в 1913-1915 годах построили 40-этажный Equitable Building . 164-метровый небоскрёб отбрасывал на город такую тень, что в полдень лишал солнечного света дома на площади в 30 тысяч квадратных метров. Чтобы избежать подобных проблем в дальнейшем, в Нью-Йорке приняли закон, по которому здание должно было подниматься уступами. Так появились небоскрёбы с уступчатыми очертаниями.

Манхэттен, 1932 год. Результаты Закона о зонировании

Чем выше здание – тем больше оно подвержено влиянию природных условий. Высота Тайбэй 101 в столице Тайваня – более полукилометра. Для Юго-Восточной Азии характерны тайфуны и землетрясения. Башня уже выдержала несколько землетрясений и спокойно стоит при любых порывах ветра. Более того, люди в этой башне не страдают от «воздушной болезни», они не чувствуют качки на большой высоте.

Опасность обрушения снижает шар-маятник, установленный между 87 и 91 этажами 101-этажного здания. Шар весит 660 тонн и позволяет компенсировать порывы ветра. А каркас здания - очень прочный, но не жёсткий, поэтому оно не может просто «сломаться».

Тайбэй 101, Тайвань

Каждое высотное здание - это новые сложности. Шанхайская башня имеет закрученную конструкцию для борьбы с ветром и двойную оболочку для сохранения температуры. Площадку для башен Петронас пришлось передвинуть на 60 метров, чтобы близнецы стояли на одном виде грунта, а материал для них нужно было производить исключительно на территории Малайзии – потому для них создали специальный сорт бетона.

Из сложных российских проектов нужно отметить небоскрёб на площади Красных ворот. Под одним из корпусов 138-метровой высотки расположен вестибюль метро, который строили одновременно с домом. Какое-то время «тучерез» должен был стоять под наклоном на краю котлована, а после осадки грунта он бы обязательно накренился. Чтобы избежать этого, здание строили с наклоном, а грунт заморозили по технологии, используемой при строительстве метро. Грунт растаял, здание просело и встало строго (почти) вертикально. Задача была настолько сложной для просчёта, что подобный метод более нигде не применяли.

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите , пожалуйста.

В 1884 году в Чикаго было начато строительство первого небоскреба. В нем было аж целых 10 этажей! Однако уже в начале следующего века 10-этажным домом было никого не удивить, а главное строительство небоскребов в Америке переместилось в Нью-Йорк.

Многие видели фотографию сидящих на балке строителей где-то высоко в небе над городом, она часто встречается на постерах и обложках. И конечно, с замиранием сердца задавались вопросом: как? Как они туда попали и как они могут не дрожать от страха, а преспокойно есть свой ланч? Итак, этот пост о том, как строились небоскребы в Нью-Йорке.

Lunchtime atop a Skyscraper («Обед на вершине небоскреба») - фотография из серии Construction Workers Lunching on a Crossbeam - 1932 фотографа Charles C. Ebbets.

Такое чудо, как небоскреб, не стало бы возможным без изобретения стального каркаса. 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. Вот поэтому клепальщики - самая важная профессия при строительстве небоскреба.

Клепальщики - это каста со своими законами: зарплата клепальщика за рабочий день - 15 долларов, больше, чем у любого квалифицированного рабочего на стройке; они не выходят на работу в дождь, ветер или туман, они не числятся в штате подрядчика. Они не одиночки, они работают бригадами из четырех человек, и стоит одному из бригады не выйти на работу, не выходит никто. Почему же в разгар Великой депрессии на это смотрят сквозь пальцы все, от инвестора до прораба?

На помосте из досок или просто на стальных балках стоит угольная печь. В печи заклепки - 10-сантиметровые в длину и 3-сантиметровые в диаметре стальные цилиндры. «Повар» «варит» заклепки - небольшими мехами гонит в печь воздух, чтобы разогреть их до нужной температуры. Заклепка прогрелась (не слишком сильно - провернется в отверстии и придется ее высверливать - и не слишком слабо - не расклепается), теперь нужно передать заклепку туда, где она будет скреплять балки. Какая балка когда будет крепиться, известно лишь предварительно, да и передвигать горячую печь в течение рабочего дня нельзя. Поэтому часто место крепления находится от «повара» метрах в тридцати, иногда выше, иногда ниже на два-три этажа.

Передать заклепку можно единственным способом - бросить.

«Повар» поворачивается к «вратарю» и молча, убедившись, что «вратарь» готов к приему, щипцами бросает раскаленную докрасна 600-граммовую болванку в его сторону. Иногда на траектории уже сваренные балки, кинуть нужно один раз, точно и сильно.

«Вратарь» стоит на узком помосте или просто на голой балке рядом с местом клепки. Его цель - поймать летящую железку обычной жестяной консервной банкой. Он не двигается с места, чтобы не упасть. Но поймать заклепку он обязан, иначе она маленькой бомбой рухнет на город.

«Стрелок» и «упор» ждут. «Вратарь», поймав заклепку, загоняет ее в отверстие. «Упор» с внешней стороны здания, вися над пропастью, стальным стержнем и собственным весом удерживает шляпку заклепки. «Стрелок» 15-килограммовым пневматическим молотом в течение минуты расклепывает ее с другой стороны.

Лучшая бригада проделывает это фокус свыше 500 раз за день, средняя - около 250.

Опасность этой работы можно проиллюстрировать следующим фактом: каменщики на стройке страхуются по ставке 6% от зарплаты, плотники - 4%. Ставка клепальщика - 25-30%.

На здании Крайслера погиб один человек. На Wall-Street-40 погибло четверо. На Empire State - пятеро.

Каркас небоскреба состоит из сотен стальных профилей длиной несколько метров и массой в несколько тонн, так называемых beams. Хранить их при строительстве небоскреба негде - никто не позволит организовать склад в центре города, в условиях плотной застройки, на муниципальной земле.

Более того, все элементы конструкции разные, каждый может быть использован в одном-единственном месте, поэтому попытка организации даже временного склада, например на одном из последних построенных этажей, может привести к большой путанице и срыве сроков строительства.

Именно поэтому, когда я писал, что работа клепальщиков самая важная и самая сложная, я не упоминал, что она к тому же самая опасная и тяжелая. Работа тяжелее и опасней, чем у них - работа крановой бригады.

Заказ на бимсы был согласован с металлургами еще несколько недель назад, грузовики подвозят их к месту строительства минута в минуту. Независимо от погоды, их необходимо разгрузить немедленно.

Деррик-кран - стрела на шарнире, находится на последнем построенном этаже, монтажники - этажом выше. Оператор лебедки может находиться на любом этаже уже построенного здания, ведь никто не собирается останавливать подъем и отвлекать другие краны для поднятия тяжелого механизма на несколько этажей повыше для удобства монтажников. Поэтому, поднимая многотонный швеллер, оператор не видит ни саму балку, ни машину, которая ее привезла, ни своих товарищей.

Единственный ориентир для управления - удар колокола, подаваемый подмастерьем по сигналу бригадира, находящегося вместе со всей бригадой десятками этажей выше. Удар - включает мотор лебедки, удар - выключает. Рядом работают несколько бригад клепальщиков со своими молотами (вы слышали когда-нибудь шум отбойного молотка?), другие крановщики поднимают по командам своих колоколов другие швеллеры. Ошибиться и не услышать удар нельзя - швеллер или протаранит стрелу крана, или сбросит с установленной вертикальной балки монтажников, готовящихся его закрепить.

Бригадир, управляя дерриком через двух операторов, одного из которых он не видит, добивается совпадения отверстий под клепку на установленных вертикальных балках с отверстиями на поднимаемом швеллере с точностью до 2-3 миллиметров. Только после этого пара монтажников может закрепить раскачивающийся, часто мокрый швеллер огромными болтами и гайками.

В на 6-й авеню есть памятник этим ребятам, установлен в 2001 году. Моделью стала самая известная фотка, она здесь в превью первая. Так вот, сделали памятник сначала точно так, как на фото, т.е. 11 чуваков сидят на балке. А потом самого крайнего справа убрали под корень. И только из-за того, что у него в руках бутылка виски! Я понимаю, если б это сделали у нас во времена Горбачева, но у них в 2001-м! Видимо, не хотели разрушать легенду про бравых парней. Теперь это десять вполне приличных ребят, сидящих на стальной балке. Нормально. Но как-то обидно.

Памятники отважным строителям

Стремление построить самое высокое здание в мире наблюдалось на протяжении всей истории архитектуры. Тысячи рабочих трудились на пирамидах древнего Египта , соборах Европы и постройке других бесчисленных башен, выполняя замыслы архитекторов, мечтающих создать нечто, внушающее благоговейный трепет.

Люди строят небоскребы , в первую очередь, потому, что они удобны — можно создать большую полезную площадь на относительно малом участке. Но и желание удовлетворить собственное величие тоже играет значительную роль в сфере строительства, как это было в более ранних цивилизациях.

Вплоть до сравнительно недавнего времени, строить высотные здания было невозможно. Конструкции теряли устойчивость после достижения определенной высоты. В конце 1800-х годов новые технологии преодолели эти ограничения. Стало возможным жить и работать в колоссальной башне, в сотнях метров над землей.

Борьба с гравитацией

Главным препятствием для стремления здания вверх – земное притяжение (гравитация ). Представьте себе, что вы несете человека на ваших плечах. Если он достаточно легок, вы можете удерживать его на себе без проблем. Но если поставить еще одного человека на плечи этому человеку (построить башню выше), то нести такой вес в одиночку будет гораздо труднее. Чтобы сделать башню, состоящую из нескольких людей в высоту, вам нужно поставить больше людей в ее основание, чтобы выдержать возросший вес.

Так работают настоящие пирамиды и другие высокие каменные сооружения. У них должно быть много материала внизу, чтобы поддерживать общий вес всех материалов, находящихся выше. С добавлением каждого нового слоя в высоту, суммарная сила на каждую точку ниже этого слоя увеличивается. Если бы пришлось продолжать наращивать основание пирамиды, то строительство могло бы затянуться на неопределенный срок. Строить высокую пирамиду становится невозможным очень скоро, поскольку ее основание занимает слишком много свободной земли.

В обычных зданиях, из кирпичей и строительного раствора , вы должны создавать утолщение в нижней части стены для строительства новых верхних этажей. После достижения определенной высоты, это очень непрактично. Если на нижних этажах почти нет места, то какой смысл в создании высотного здания?

Используя вышеописанную технологию, люди не могли построить дома более 10 этажей — это просто не представлялось возможным. Но к началу 20-го века инженеры смогли преодолеть это «высотное ограничение». Социальными обстоятельствами, которые привели к небоскребам, были растущие американские города, особенно, Чикаго. Все промышленники хотели, чтобы их офисы располагались недалеко от центра города, но там не хватало места. В этих городах у архитекторов возникла необходимость для расширения мегаполиса вверх, а не вширь.

Основными технологическими усовершенствованиями, которые дали возможность массового строительства небоскребов – были железо и сталь . Новые производственные процессы позволили получить длинные балки из литого железа. По сути, это дало архитекторам целый ряд новых строительных элементов для работы. Узкие, сравнительно легкие, металлические балки могли выдержать гораздо больше веса, чем толстые кирпичные стены в старых зданиях, занимающие часть пространства. С появлением бессемеровского процесса, первого эффективного метода для массового производства стали, архитекторы отошли от железа. Сталь, которая легче и прочнее железа, позволила построить еще более высокие здания.

Гигантская сеть из балок и колонн

Центральной структурой поддержки небоскреба является его стальной каркас . Металлические балки заклепываются друг с другом и формируют вертикальные колонны . На уровне каждого этажа эти вертикальные колонны соединены по горизонтали балками . Во многих домах имеются также диагональные балки, для дополнительной структурной поддержки.

В этой гигантской трехмерной сетке, называемой супер структурой , весь вес в здании передается непосредственно на вертикальные колонны. Колонны концентрируют силу тяжести на сравнительно небольшой площади своего сечения. Это концентрированное усилие затем распределяется в фундаменте под колонной.

В типичном фундаменте небоскреба, каждая вертикальная колонна стоит на опоре распространения — железной пластине, которая расположена на вершине ростверка . Ростверк — это ряд горизонтальных стальных балок, выровненных бок о бок в несколько слоев. Ростверк опирается на толстую бетонную подушку, отлитую непосредственно на твердом грунте. После того, как вся конструкция собрана, она покрывается бетоном.

Эта структура расширяется под землей, точно так же, как пирамида расширяется вниз. Вес здания колоннами распределяется на более широкую поверхность фундамента. В конечном счете, весь вес здания оказывается непосредственно на жестком глинистом материале под землей. Очень тяжелые здания покоятся на огромных бетонных опорах, сваях , которые забиваются в грунт вплоть до его прочного несущего слоя .

Основное преимущество стальной скелетной структуры состоит в том, что наружные стены нужны исключительно для защиты помещений от наружного воздуха и несут только их собственный вес. Это позволяет архитекторам открыть здание настолько, насколько они пожелают, в отличие от толстых стен в традиционном строительстве. Во многих небоскребах, особенно тех, которые построены в 1950-х и 1960-х годах, внешние стены выполнены почти полностью из стекла, открывая потрясающий вид на город.

Создание функциональности

Железо и сталь открыли возможность строительства высоких зданий. Но это — только половина картины. Прежде чем высотные небоскребы смогли стать реальностью, инженеры должны были сделать их практичными.

Как только в здании получается более, чем пять или шесть этажей, лестница становится довольно неудобной технологией. Небоскребы никогда не работали бы без появления технологии лифта . С тех пор, как первый пассажирский лифт был установлен в Нью-Йоркском универмаге Haughwout в 1857 году, шахты лифта были главной частью дизайна небоскреба. В большинстве небоскребов шахты лифтов составляют центральное ядро здания.

Лифт со стеклянным полом, расположенный в радио-башне Окленда в Новой Зеландии, поднимает посетителей на высоту 328 метров 70-этажного здания каждые 15 минут. Скорость движения кабины составляет 18 км/час.

Проектирование структуры лифтов небоскреба является, своего рода, решением системы уравнений. Чем больше вы добавляете этажей к зданию, тем больше увеличивается степень «заселенности» здания. Когда у вас появляется больше людей, вы, очевидно, будете нуждаться в большем количестве лифтов, или холлы заполнятся людьми, ждущими своей очереди. Но шахты лифта занимают много комнат, таким образом, вы теряете полезную площадь на каждом лифте, который вы добавляете. Чтобы сделать больше комнат для людей, вы должны добавить больше этажей. Выбор правильного соотношения количества этажей и лифтов является одной из самых важных частей проектирования высотного здания.

Создание безопасности является также основным соображением в дизайне. Небоскребы не работали бы так хорошо без появления новых несгораемых строительных материалов в 1800-х. В наши дни небоскребы также снабжены оборудованием с современным оборудованием пожаротушения, которое тушит большинство пожаров, прежде чем они распространятся очень далеко. Это чрезвычайно важно, когда у Вас есть тысячи людей, живущих и работающих в сотнях метров выше безопасного выхода.

Архитекторы также обращают особое внимание на комфорт жителей здания. Эмпайр Стейт Билдинг, например, был разработан так, его жители всегда будут в пределах 10 метров от окна. У здания Commerzbank во Франкфурте, Германия, есть спокойные внутренние области с настоящим садом, построенные напротив офисных областей здания в поднимающейся спиральной структуре. Здание только тогда становится успешным, когда архитекторы сосредоточились не только на его структурной стабильности, но также и удовлетворении потребностей жителей и удобстве использования.

Сопротивление ветру

В дополнение к вертикальной силе тяжести, небоскребы также должны иметь дело с горизонтальной силой ветра . Большинство небоскребов может легко раскачиваться на несколько метров в любом направлении, как качающееся дерево, не повреждая их структурную целостность. Основная проблема с горизонтальным движением состоит в том, что оно затрагивает людей, находящихся внутри. Если здание перемещается на существенное горизонтальное расстояние, то люди сильно ощущают это воздействие.

Самый основной метод для управления горизонтальным воздействием заключается в ужесточении структуры. В точке, где горизонтальные балки примыкают к вертикальной колонне, строители сваривают их вершины и основания, а также стороны. Это делает всю стальную супер структуру значительно жестче, в сравнении с гибким скелетом.

Для более высоких небоскребов более жесткие связи уже не обеспечивают защиты от раскачивания. Чтобы воспрепятствовать этим сильным колебаниям, инженеры должны построить особенно мощные конструкции, проходящие через центр здания. В Эмпайр Стейт Билдинг, Chrysler Building и других небоскребах той эры, область вокруг центральных шахт лифтов укреплена крепкой стальной связкой, окруженной диагональными лучами. Новые здания имеют одно или несколько железобетонных ядер, встроенных в центр здания.

Создание более жестких зданий защищает их от землетрясения . В основном, все строительные конструкции небоскреба раскачиваются синхронно с горизонтальными колебаниями земли, таким образом, его стальной скелет не искривляется и не напряжен. Это помогает защитить структуру небоскреба, но может довольно сильно сказываться на людях, находящихся внутри и может также нанести большой ущерб мебели и оборудованию. Несколько компаний разрабатывают новую технологию, которая будет противодействовать горизонтальному движению здания, чтобы ослабить силу вибрации.

Некоторые здания уже используют создающие компенсацию ветру демпферы. Центр Citicorp в Нью-Йорке, например, использует настраивающийся массивный демпфер. В этой сложной системе масляные гидравлические системы выдвигают 400-тонный железобетонный груз назад и вперед на одном из верхних этажей, перемещая вес всего здания в горизонтальном направлении. Сложная компьютерная система тщательно контролирует, как ветер перемещает здание и соответственно смещает груз. Некоторые аналогичные системы перемещения веса здания основаны на движении гигантских маятников.

Вертикальные различия

Небоскребы бывают всех форм и размеров. Стальной скелет из колонн и балок делает их структуру чрезвычайно гибкой. Единственный реальный предел — воображение архитекторов и инженеров, которые создают детали небоскреба.

Самые ранние небоскребы, построенные в конце 1800-х, были примитивными коробками со стенами из камня и стекла. Архитекторам, которые построили эти здания, достаточно было их чрезвычайной, по тем временам, высоты. В начале 20 века, эстетика начала изменяться. Здания стали более высокими, и архитекторы добавляли экстравагантные готические элементы, скрывая квадратную стальную структуру внутри.

Движение арт-деко 1920-х, 30-х и 40-х расширило этот подход, создавая здания, которые выглядели как истинные произведения искусства. Некоторые самые известные небоскребы, включая Эмпайр Стейт Билдинг, пришли к нам из этой эры. Утилитарность вернулась снова в 1950-х, когда начал утверждаться интернациональный стиль. Как и у самых ранних небоскребов, у этих зданий был минимальный декор. Они были сделаны, главным образом, из стекла, стали и бетона.

С 1960-х годов много архитекторов применяли небоскреб в новых и неожиданных ракурсах. Одной из самых интересных — была комбинация нескольких вертикальных скелетных секций в одном здании. Сирс-Тауэр в Чикаго, самый известный пример этого подхода, состоит из девяти башен различной высоты.

Вперед и вверх

Право называться «самым высоким в мире» регулярно переходит от небоскреба к небоскребу. Это — один из самых захватывающих конкурсов в строительстве.

По общему мнению, гонка небоскребов далека от окончания. Есть более, чем 50 предложенных проектов, которые побили бы текущий рекорд. Но, на сегодня, эти более амбициозные здания, существуют пока только в теории. Действительно ли они возможны? Согласно некоторым техническим экспертам, реальное ограничение — деньги, а не технология. Супер высокие здания потребовали бы чрезвычайно прочных материалов и глубоко укрепленных оснований. Строительные команды должны были бы разработать системы транспортировки, чтобы поднимать материалы и бетон до высших уровней. Сооружение такого здания может обойтись в десятки миллиардов долларов.

Кроме того, были бы логистические проблемы с лифтами. Чтобы сделать верхние этажи в 200-этажном здании легкодоступными, Вы нуждались бы в большом количестве лифтов, которые займут большую площадь в центре здания. Одно из легких решений этой проблемы состоит в том, чтобы устроить лифты, таким образом, чтобы они проходили только через часть здания. Пассажиры, которые хотят поехать на вершину, доехали бы на одном лифте половину пути, вышли, а затем проехали бы на другом лифте остальную часть пути.

Эксперты разделились в том, как высоко мы можем действительно подняться в ближайшее будущее. Некоторые говорят, что мы могли построить здание высотой в 1609 метров с существующей технологией, в то время как другие говорят, что мы должны были бы разработать более легкие, более прочные материалы, более быстрые лифты и передовые демпферы, прежде чем эти здания стали бы реальностью. Будущие технологические достижения, очевидно, приведут к высотным городам.

Человечество просто вынуждено строить вверх в будущем, чтобы сохранить землю. Когда вы строите вверх, то можете сконцентрировать намного больше городских структур в одной небольшой площади, вместо того, чтобы распространиться в неиспользованные природные зоны. Города небоскребов также были бы очень удобны: Больше компаний и предприятий может быть сгруппировано в городе, уменьшая время на транспортные перевозки между ними.

Но главная сила, заставляющая устраивать гонку небоскребов, это человеческое тщеславие. Где монументальная высота когда-то чтила богов и королей, там она теперь прославляет корпорации и города — все хотят иметь самое большое здание на планете. Этот двигатель был основным фактором в развитии небоскреба за прошлые 120 лет и вряд ли что-то изменится в обозримом будущем.

небоскреб, не стало бы возможным без изобретения стального каркаса. 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.

Они не одиночки, они работают бригадами из четырех человек, и стоит одному из бригады не выйти на работу, не выходит никто. Почему же в разгар Великой депрессии на это смотрят сквозь пальцы все, от инвестора до прораба?

Заклепка прогрелась (не слишком сильно - провернется в отверстии и придется ее высверливать; и не слишком слабо - не расклепается), теперь нужно передать заклепку туда, где она будет скреплять балки. Какая балка когда будет крепиться известно лишь предварительно, да и передвигать горячую печь в течение рабочего дня нельзя. Поэтому часто место крепления находится от "повара" метрах в 30ти (тридцати), иногда выше, иногда ниже на 2-3 этажа.

Передать заклепку можно единственным способом - бросить.

"Повар" поворачивается к "вратарю" и молча, убедившись, что вратарь готов к приему, щипцами бросает раскаленную докрасна 600граммовую болванку в его сторону. Иногда на траектории уже сваренные балки, кинуть нужно один раз, точно и сильно.

На Empire State - пятеро.

Вот поэтому клепальщики - cамая важная профессия при строительстве небоскреба.

Клепальщики - это каста со своими законами: зарплата клепальщика за рабочий день 15$, больше любого квалифицированного рабочего на стройке; они не выходят на работу в дождь, ветер или туман, они не числятся в штате подрядчика. Они не одиночки, они работают бригадами из четырех человек, и стоит одному из бригады не выйти на работу, не выходит никто. Почему же в разгар Великой депрессии на это смотрят сквозь пальцы все, от инвестора до прораба?

На помосте из досок, или просто на стальных балках стоит угольная печь. В печи заклепки - 10сантиметровые в длину и 3 сантиметровые в диаметре стальные цилиндры. "Повар" "варит" заклепки - небольшими мехами гонит в печь воздух, чтобы разогреть их до нужной температуры. Заклепка прогрелась (не слишком сильно - провернется в отверстии и придется ее высверливать; и не слишком слабо - не расклепается), теперь нужно передать заклепку туда, где она будет скреплять балки. Какая балка когда будет крепиться известно лишь предварительно, да и передвигать горячую печь в течение рабочего дня нельзя. Поэтому часто место крепления находится от "повара" метрах в 30ти (тридцати), иногда выше, иногда ниже на 2-3 этажа.

Передать заклепку можно единственным способом - бросить.

"Вратарь" стоит на узком помосте или просто на голой балке рядом с местом клепки. Его цель - поймать летящую железку обычной жестяной консервной банкой. Он не может двинуться с места, чтобы не упасть. Но поймать заклепку он обязан, иначе она маленькой бомбой рухнет на город.

Передать заклепку можно единственным способом - бросить.

"Вратарь" стоит на узком помосте или просто на голой балке рядом с местом клепки. Его цель - поймать летящую железку обычной жестяной консервной банкой. Он не может двинуться с места, чтобы не упасть. Но поймать заклепку он обязан, иначе она маленькой бомбой рухнет на город.

Опасность этой работы можно проиллюстрировать следующим фактом: каменщики на стройке страхуются по ставке 6% от зарплаты, плотники - 4%. Ставка клепальщика - 25-30%%.

На здании Крайслера погиб один человек.
На Wall-Street-40 погибло четверо.
На Empire State - пятеро.

"Lunchtime atop a Skyscraper " (Обед на вершине небоскреба) - головокружительная фотография из серии "Construction Workers Lunching on a Crossbeam - 1932" фотографа Charles C. Ebbets

Серия про рабочих на стройке небоскреба Rockefeller Center в Нью Йорке.

По одним данным, это итальянские рабочие. По другим - индейцы. По крайней мере четвертый слева.