Skyscraper по-английски - это и есть дословный перевод нашего "небоскреб". До 1885 года небоскребами считались здания высотой в 6 этажей. В них не было лифтов, а водяные насосы не могли подавать воду выше, чем на 15 метров.
Здание Страховой Компании, Чикаго, 1885 г.
Однако уже в 1885 году в Чикаго архитектор Уильям Ле Барон Дженни разработал проект 10-ти этажного здания страховой компании. Он предложил следующую технологию: использовать в качестве несущей - каркас здания, который поддерживал бы и внутренние и наружные стены. В обычной архитектуре роль несущих выполняли наружные стены. Благодаря этому предложению вес здания уменьшился почти на 30%. Однако, архитектор побоялся возложить все функции несущей на металлический каркас и для подстраховки оставил в качестве несущей также заднюю стену здания и колонны из гранита. Здание простояло до 1931 года, после чего его снесли, а землю использовали как часть общего сторительства LaSalle National Bank .
LaSalle National Bank в наше время
Само здание LaSalle банка было закончено в 1934 году и имело 163 метра в высоту. Википедия сообщает, что это было последнее из «немаленьких» офисных зданий, построенных в Чикаго в промежуток после Великой Депрессии и Второй мировой. Следующий небоскреб построили только в 1955 г.. Практически все в этом строении было новым и "неизведанным". Высокоскоростные лифты, система воздушного кондиционирования. И самая главная зюминка - бронзовый рельеф, в виде формы здания, расположеный в «отделе справок».
Башня Уэйнрайта,Сент-Луис, 1891 год, 10 этажей
Вторым зданием, на котором стала полностью использоваться технолгия "несущий каркас", является Башня Уэйнрайта («Wainwright Building», Сент-Луис, архитекторы Луис Салливан и Денкман Адлер, 1891 год, 10 этажей. Построено на Каштановой улице в дайнтауне Сент-Луиса, Миссури. Названо в честь местного барыги (local financier) Эллиса Уэйнрайта). Здание считается (американцами, естественно) главным претндентом на звание "первый небоскреб в мире".
Между прочим, «Эйфелева башня», построенная в 1889 г., также один из первых небоскребов. Ее высота на тот момент составляла 313 м.
Equitable Life Building, первое здание с лифтами, окончательно построено в 1915 г.
Ещё одним архитектурным элементом, без которого невозможно представить себе современный небоскрёб, является использование лифта. Первые лифты в офисном здании появились в Эквитабл Лайф Билдинг (Equitable Life Building) в Нью Йорке.
Вулворт, Нью Йорк,1913г, 241 метров, 57 этажей.
Первым небоскрёбом, наиболее близким к сегодняшнему пониманию термина, можно считать Вулворт в Нью Йорке.
Вулворт, Нью Йорк, процесс строительства
Его строительство было завершено в 1913 году, высота здания 241 метр, этажей — 57, на 58 этаже находится площадка для обозрения. Выполнен в стиле неоготики, имеет фронтально-центральную башню и множество шпилей по периметру. Обожаемый объект для съемок у режсеров фильмов ужасов. Во всяком случае, можно назвать пару фильмов, где это здание играет не последнюю роль, да в том же «Cloverfield» или «12 злых мужчин», 1957 года. (статья на Википедии)
Вот, что писал журнал Fortune в cентябре 1930 года:
Крановые бригады
Проектировать стальные балки, торговаться с поставщиками о лучшей цене, подвозить их на строительную площадку, и совсем иная, настоящая работа наступает, когда балки нужно поднимять на высоту. Опасная и, часто смертельная работа.
Ее нужно выполнять, стоя на шатком дощатом помосте, наброшенном на стальные швеллера на отметке 100, 200, 300метров. И самое страшное — рабочие не видят балку, которую они поднимают.
Кран-деррик, одиночная стрела на шарнире, закреплен на балке 25 этажа. Его погрузочная бригада — на 26 м. Оператор крана — возле лебедки на 10 уровне. Он управляет краном по сигналу колокола, который заглушают десятки пневматических клепальных молотов. Удар — включил мотор. Удар — выключил. Он не видит ни машину, что привезла балку, ни самой балки, ни товарищей по бригаде.
Бригада монтирует балку, фиксируя ее болтами. Начальник бригады руководит оператором стрелы крана, доставляющей груз в точку назначения, и его подмастерьем, подающим колоколом сигнал оператору лебедки. Требуется совместить отверстия под клепку с точностью до 1/10 дюйма. Человек, управляющий лебедкой — шестнадцатью этажами ниже. Двое монтажников в нужный момент соединяют раскачивающийся на ветру швеллер огромными болтами и гайками. Смертники. Эти двое погибают чаще всех других.
Остается отцентровать деталь строго по вертикали и горизонтали и заклепать ее. На момент монтажа, клепальщики — самые знаменитые люди Небоскрёба — работают тремя этажами ниже.
Почему не бывает строек без крови
Клепальщик в строительстве небоскреба — это не одиночка, это звено из 4-х работников — «повара», «вратаря», «упора» и «стрелка».
Клепальщики нанимаются и увольняются четверками. Если один не вышел на работу, трое оставшихся к работе не допускаются. Люди в звене приходят, уходят, погибают — звено остается. Есть звенья, делающие за день 525 клепок, есть звенья, делающие 250. Разница — в координации движений четверки.
Строительство небоскреба, звено клепальщиков
На фотографиях — звено Игла, ветераны Уолл-Стрит,40, лучшие в городе. Основатель бригады - Игл (фото 1 — «повар»), происходит из Балтимора. Злые языки утверждали, что вообще-то Игл человек не бедный, работа для него была опасным спортом. Есть мифы и о братьях Бауэрс (фото 3 — «стрелок» и 4 — «упор»). И только о вратаре (фото 2) ничего неизвестно.
Процесс клепки с виду прост
Заклепки к месту работы подносит подмастерье — мальчишка, который, если выживет, может стать одним из четверки. На дощатом помосте, наброшенном на голые балки (не всегда склепанные), стоит печурка на угле, в которой «повар» подогревает заклепки. Когда требуется очередная заклепка, «повар» (термист) мехами поддает жару в топку, заклепки быстро разогреваются до каления. Надо знать, когда прекратить нагрев, так как перекаленные заклепки будут проворачиваться в креплении — работу придется переделывать.
Когда заклепка прогрелась, «повар» поворачивается лицом к «вратарю», который может быть в восьмидесяти футах от него — выше или ниже. О том, чтобы поднести заклепку, не может быть и речи — надо ее бросить. Молча, лишь убедившись, что «вратарь» тоже смотрит на него и готов принять бросок. Щипцами. Мягко. Но если между печуркой и «вратарем» уже собранные поточные балки — надо попасть в просвет между ними, то есть кидать и точно, и с большой силой. «Вратарь» ловит заклепку обычной жестяной банкой — лучшего пока не придумали. Он стоит в самом неудобном месте — на узком дощатом помосте рядом с местом клепки. Или на голой балке. Его цель — поймать летящую полуторафунтовую железку, раскаленную докрасна. Шаг влево или вправо — смерть. Не пойманная болванка, падающая вниз — смерть случайному прохожему.
В это время «стрелок» и «упор» подготовили посадочное отверстие — совместив, если нужно, тяжелые балки пневматическим молотом. «Вратарь», поймав заклепку, вынимает ее щипцами из банки, сбивает окалину и загоняет в отверстие. «Упор» упирается в шляпку заклепки всем телом через массивный стальной стержень. При работе на внешних колоннах он нередко висит над улицей. «Стрелок» поднимает пневматический молот и расклепывает заклепку с обратной стороны (50-60 секунд). Это самая тяжелая физически работа. Обычно, «вратари» и «упоры» время от времени подменяют «стрелка». Вес молота (35 фунтов) — еще одна, косвенная, причина смертей. Наконечник молота удерживается тяжелой скобой. Рабочие ее снимают, заменяя легкой проволокой — но когда она ломается, либо «стрелок», либо «вратарь», либо оба они гибнут.
Начиная с первых высотных зданий, процесс был практически одинаков. Построили этаж, положили сверху настил, «деррик-кран». (Деррик-кран - основной вид подъемно-транспортного оборудования в строительстве небоскребов и в мостостроении. Применяется из-за того, что грузоподъемность крана сохраняет постоянное значение в широком диапазоне вылета стрелы. «Зацепив» (заанкернировав) кран на собираемую конструкцию или специальные фундаменты, применяют в подъеме тяжелых грузов на больших вылетах стрелы. К тому же, кран обладает относительно низким собственным весом. Благодаря этому усилия в монтируемых конструкциях (то есть нагрузка на строение от веса крана)- сравнительно невысока. Недостатки — высокая стоимость и трудоемкость их монтажа и демонтажа).
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). Под строительство выделяется достаточно маленький участок земли, и чаще всего, стройка ведется в окружении жилых домов. Хранение стройматериалов осложнено, подвоз необходимых компонентов - почти конвейерный (строители должны расходовать материал до следующих поставок, иначе работа останавливается, не из чего строить). Сильный ветер, проблемы со страховкой и медицинскими учреждениями, слабые профсоюзы.
Основная технология, используемая в постройке не супер высоких небоскребов, до 25 этажей - это чугун в виде каркаса, к которому прикрепляются стены. Основная нагрузка идет на каркас и, следовательно, на фундамент, что значительно облегчает вес здания, потому что основная задача строителей — уменьшить вес сооружения., большинство строений-небоскребов имеют несущий стальной каркас. Однако высота все растет и растет, а сталь (а тем более чугун), какие бы в него добавки не включали, не справляется. Постепенно строители переходят на строительство с использованием усиленного бетона.
«Усиленный бетон», просто модный термин, которым можно похвастаться перед инвесторами. Добавляя в бетон композиты, мы изменяем его прочность, жаростойкость, гибкость, смотря, что добавить. Добавим стальную арматуру - получим железобетон, имеющий прочность много выше, чем «просто сталь» или «просто бетон», а по научному — «воспринимающий различные продольные, поперечные, переломные нагрузки более эффективно и имеющий нормируемую усадку». В настоящее время, наловчились добавлять армирующее стекловолокно, экспериментируют с различными углепластиками и т.д. То, что даст экономический эффект - дешевизну, или придаст необычную прочность, то добавкой и будет.
Современные технологии для постройки небоскребов от 50 этажей- базируются на использовании скелета из «сильнонапряженной» стали и бетона, конечно с «базой» - массивным основанием.
Небоскреб в разрезе, видно массивное основание
Считается, что эта технология позволяет строить высотки высотой от 1 километра и выше.
Сильнонапряженная сталь получается путем фонтанирования расплавленного металла под давлением. Это дает возможность сразу из литейного чугуна или стали получать тонкую проволоку, минуя стадии проката и многократного волочения ее через фильтры. Благодаря быстрому охлаждению в воздухе струи металла получают поверхностную закалку. На них образуется сильно напряженная пленка, обеспечивающая кускам проволоки высокую прочность. В таких условиях даже чугунный волос получает прочность на растяжение, в 10 раз большую, чем у обычного массивного чугунного литья.
Также учитывается влияние 3-х стихий: земли, ветра и огня.
Земля — месторасположение здание, геология места.
Ветер — аэродинамика, прочность и устойчивость конструкций.
Огонь - безопасность сооружения и его надежность.
Так как высокое здание очень сильно закручивается и раскачивается под влиянием атмосферных явлений (ветер, например, или торнадо), активно продвигают идею создания вращающихся небоскрёбов. Напрмер, в 2009 году в Дубае планировали строить первый в мире вращающийся вокруг свое оси небоскреб, башню Таймс Резиденс.
Вращающийся небоскреб "Таймс Резиденс", Дубаи.
Скорость вращения башни будет составлять 5 мм/секунду. Полный оборот зданием будет завершаться в течении недели. Здание- сейсмоустойчиво и спосбено вырабатывать энергию путем солнечных батарей, установленных на внешней облицовке здания. И именно солнечная энергия, которой, как известно, в арабском эмирате очень много, будет использоваться на вращение здания. Разработана новая технология строительства, которая планируется применяться в новых постройках - установка центрального железобетонный штыря, на который будут одеваются уже готовые этажи.
Cуществуют проекты относительно замкнутых комплексов внутри высоких небоскребов, которые представляют собой «город в городе», со своими магазинами, театрами и т.д. Например X-Seed 4000. Разрабатан для столицы Японии, вмещает до 1 миллиона жителей. В отличие от обычных небоскребов, X-Seed 4000 будет защищать своих обитателей от перепадов давления и смены погодных условий по всей высоте здания. Его конструкция предусматривает использование солнечной энергии для энергообеспечения всей системы поддержания микроклимата в здании. Лифты рассчитаны на 200 пассажиров и доставляют на верхний этаж за 30 минут. Помимо тысяч квартир и офисов в X-Seed 4000 будут и развлекательные центры, и парки, и леса.
x-seed4000, город в городе
Реально строящийся небоскреб, представляющий город в горде - Бурдж Дубай напоминает по форме сталагмит. С 21 июля 2007 года — самое высокое строение в мире. C 19 мая 2008 года — самое высокое когда-либо существовавшее сооружение в мире (до этого рекорд принадлежал упавшей в 1991 году Варшавской радиомачте).
Бурдж Дубай
Дубайская башня» станет городом в городе — с собственными газонами, бульварами и парками. Скорость пострйки 1—2 этажа в неделю. Согласно проекту, на 37 нижних этажах разместится отель, а 700 роскошных квартир займут этажи с 45 по 108.
Бурдж Дубай. Строительство, Май 2008. Те же краны-деррики, что описывались в начале статьи.
Большинство же площадей будет отведено под офисные помещения. Исключение составят 123 и 124 этажи, на которых будут расположены вестибюль и смотровая площадка, соответственно. А искусственная башня, которая будет воздвигнута над основным зданием, будет нести, помимо декоративной функции, ещё и коммуникационную, поскольку будет оборудована необходимой телекоммуникационной техникой. Строительство проходит по обычным технологиям, массивное основание в бетоне, краны-деррики в подъеме заготовок, напряженная сталь в конструкциях, облегченный бетон (с кремазитом в качестве наполнителя) для облицовки.
История высотного строительства. Задолго до появления высотных зданий британские моряки небоскребом называли (skyscraper) самую высокую мачту на корабле.
Ветхозаветной Вавилон был первым городом, где люди задумали построить башню до небес. И ненормально высокие сооружения люди строили уже 4,5 тысяч лет назад (Великая пирамида в Гизе поднимается на 145 метров, уравнивается современном 40-этажном здании), настоящие небоскребы появились только в конце 19 века в США. До конца 19 века строить высотные дома было экономически невыгодно. Чтобы 16-этажное здание с камня или кирпича не развалилась под личной весом, толщина ее стен на уровне земли должна была составлять целых 2 метра. Мало удовольствия и постоянная беготни по лестнице, а лифты в то время постоянно падали: первый аварийный тормоз изобрели только в 1852 г.
— это многократное повторение в вертикальном направлении куска земли, на котором он стоит, его главная цель — приумножение стоимости этой земли. Англоязычный термин небоскреба начали использовать в 1880-х годах в США, когда, на тот момент, современные технологии позволили строить жилые и офисные здания на шесть или более этажей, ранее, в частности возникали проблемы с водоснабжением на такую высоту. Изобретение современных лифтов тоже повлиял на эти процессы. Первые современные небоскребы связанные с американскими городами Чикаго и Нью-Йорком.
Первым современным небоскребом считается , который был построен в 1885 в Чикаго. У него было 10 этажей, высотой в 42 метра. Несмотря на не очень впечатляющие характеристики, по конструкции это был первый современный небоскреб, построенный с помощью стального каркаса. Это в свою очередь освободило от напряжения стены, благодаря чему они были уникально тонкими. Дом был разрушен в 1931 году.
(построен в 1891 году.)
После появления небоскребов, начались соревнования за высокое здание в мире, и они до сих пор продолжаются.
Небоскреб, который построили в 1930 всего за одиннадцыть (11) месяцев, был самым высоким небоскребом в мире, пока через несколько месяцев, тоже в 1930, не закончилось строительство .
Сначала небоскреб назвали Банком Манхеттенськои Компании (англ. The Bank of the Manhattan Company). После того, как Банк Манхетенськои компании слился с Банком Чайсом Насиональ и стал Банк Чайс Манхеттена название банка изменилось опять к Уолл Стрит 40. В 1996 г., когда небоскреб купила компания Дональда Трампа, его стали называть Домом Трампа (англ. The Trump Building).
Небоскреб Уолл Стрит 40
планировался на 41 м выше за Дом Вулворт (англ. Woolworth Building) построен в 1913 в Манхэттене. (Дом Булворт был самым высоким небоскребом в 1930.)
Небоскреб указывал на прогресс, развитие, победу человека над ее природными ограничениями. Люди следили и наблюдали за новыми вершинами, которые осягалися очередными достижениями в области строительства небоскребов. В 1930 было закончено строительство Крайслер Билдинг, 319 метров, 77 этажей.
Но этот небоскреб оставался бесспорным лидером в мире только в течение одного года. Уже в следующем году был построен Эмпайр Стейт Билдинг, 381 м. (448 м. с антенной), 102 пов. который был самым высоким небоскребом в мире к 1972 г. Построен за 14 месяцев.
Нью-Йорк, 1930 г. Продолжается строительство .
Эмпайр Стейт Билдинг (англ. Empire State Building возведен в стиле Арт Деко небоскреб в городе Нью-Йорк, США. Находится башня на Пятой авеню между Западными 33-й и 34-й улицами. Владельцем здания является компания W & H Properties. Эмпайр Cтейт <илдинг — первое здание в мире, имеющая более 100 этажей.
В 1986 году вошел в список памьяток архитектуры национального значения США. В 2007 году здание под номером один вошло в список лучших американских архитектурных решений по версии Американского института архитекторов.
Официальное открытие состоялось 1 мая 1931 года, когда президент США Герберт Гувер включил освещение здания, нажав на кнопку в Вашингтоне. Уже в следующем году первые использованием освещения на верхушке здания было празднование победы Рузвельта над Гувером в президентской гонке в ноябре 1932 года.
Когда состоялось официальное открытие Эмпайр Стейт Билдинг, США переживали эпоху экономической депрессии. Поэтому сдать удалось далеко не все помещения, а здание получило название «Пустой Стейт Билдинг» (англ. Empty State Building). Прошло десять лет, пока все помещения, наконец, были сданы. Здание не приносила дохода владельцам до 1950 года. Только в 1951 году, после продажи Роджеру Стивенсу и его партнерам за 51 млн долларов (рекордная для тех времен цена, уплаченная за одно сооружение), здание перестала быть убыточной.
Нью-Йорк (85 метров, 1875 год).
Манхэттен (114 метров, 1894 год, разрушен в 1960-х).
— высочайший здание Нью-Йорка в период с 1890 по 1899 годы.
(127 метров, 1899 год).
(186 метров, 1908 год, разрушен в 1968).
(213 метров, 1909 год).
(241 г., 1913 год).
Земляные работы начались в 1948 году, церемония заложения первого камня состоялась 12 апреля 1949 года. В строительстве был использован труд нескольких тысяч заключенных.
Высота здания — 182 м, со шпилем — 236 м.
(англ. 40 Wall Street), 70 этажа 282 м., Небоскреб в США, Манхэттен (Нью-Йорк).
(318 метров, 1930 год).
330-метровый отель «Рюгён
» в Пхеньяне стоит недостроенным памятником.
В фантастике: «Кинг-Конг» (1933) и «Небесный Капитан и Мир Будущего» (2004).
В Нью-Йорке был построен по проекту японского архитектора Минору Ямасаки, открытый 4 апреля 1973 и разрушен в результате террористического акта 11 сентября 2001 года. Комплекс состоял из 7 зданий, среди которых архитектурной доминантой были две башни-близнецы, каждая по 110 этажей (северная высотой 417 м и южная высотой 415 м). Процесс сооружения башен, каждая из которых почти с полкилометра высотой был достаточно сложным и непредсказуемым. Проект, по которому строили небоскребы, по ходу строительства приходилось многократно корректировать. Известно 11 проектов башен-близнецов, и в конце концов, построили его по первому из них. Изменение проектов заставляла строителей разрушать и перерабатывать все заново. Это на долгое время задержало строительство. Некоторое время после окончания строительства башни были высокими сооружениями в мире (до этого самым высоким зданием был дом Эмпайр-Стейт-Билдинг, который после разрушения ВТЦ вновь стал самым высоким зданием Нью-Йорке).
(1977).
(высота 105 мм, верхняя отметка 527 метров).
(высота 90 мм, верхняя отметка 452 метра).
Башни Петронас (англ. Petronas Towers, mal. Menara Petronas) — близнецы-небоскребы в Куала-Лумпуре, Малайзия. Каждая башня высотой 375 метров (со шпилем 451,9 м) имеет 88 этажей. Строительство было начато в 1995 и завершено в 1998 году. При открытии они были самыми высокими небоскребами в Евразии. Сейчас Петронас Тауэрс — самые высокие башни-близнецы в мире.
Общая площадь всех помещений здания 213 750 м ², что соответствует 48 футбольных полям. Скоростные лифты поднимаются на верхний этаж за 90 секунд. Их кабины двухярусные: верхняя открывается на четных этажах, нижняя на нечетных. Ежедневно башни могут посетить не более 1 700 туристов.
Официально башни-близнецы были открыть 28 августа 1999 года.
Тайбэй 101 (верхняя отметка 509 метров).
Самая высокая, здание Тайваня и одна из самых высоких зданий в мире.
Высота 509,2 м, 101 этаж.
Дата будивниства 1999-2004.
Стоимостью 1,7 млрд долларов.
(верхняя отметка 750 метров).
(верхняя отметка 808 метров).
(открыт в 2008 году, высота 492 м.)
открыт в 2009 году, высота 450 м.)
Ровно 130 лет назад (1 мая 1884 года) было начато строительство самого первого небоскрёба в мире – чикагского 10-этажного здания Страховой компании Home Insurance Building. Существование этого «гиганта» закончилось в 1931 году. Но настоящая история небоскрёбов с этого только началась…
Строго говоря, история возведения домов и до первого официально признанного самого первого небоскрёба в мире знает случаи строительства многоэтажных, в том числе и узких, домов и постройку целых городов из таких зданий, как, например, Шибам в Йемене.
Или, например, итальянских башен Болонью (12 век нашей эры) —
Первый общепризнанный небоскреб (Home Insurance Building) был не очень высоким по нынешним меркам – имел всего лишь 10 этажей согласно первоначальному проекту, общая высота здания составляла 42 метра.
Через несколько лет у этого самого первого небоскрёба в мире появились еще 2 этажа, и тогда высота его была уже 54,9 м. Уильям Ле Барон Дженни, американский архитектор, при проектировании первого небоскреба реализовал новаторскую технологию строительства, заключающийся в использовании несущего каркаса. До него в качестве несущей конструкции использовались внешние стены. Архитектор сделал расчет на основании прочностных характеристик материалов, приняв во внимание удельную прочность стали, которая в 10 раз превышает удельную прочность самого качественного бетона, не говоря уже о каменной или кирпичной кладке. За счет применения металлического каркаса как несущей конструкции удалось уменьшить практически на треть общую массу сооружения. Но создатель проекта все-таки не смог решиться на полный отказ от других несущих конструкций, из-за этого самый первый небоскрёб в мире имел также гранитные колонны и несущая задняя стена.
Реализация перехода на несущий стальной каркас была осуществлена в 1891 году, когда была построена 11-этажная башня Уэйнрайта в Сент-Луисе, автором проекта которой стал Архитектор Луис Салливан. Так что это здание может по праву оспорить звание «самый первый небоскрёб в мире» у чикагского сооружения.
Ни один небоскреб не может функционировать в полной мере без такого архитектурного элемента, как лифт. В истории небоскрёбов самым первым офисным зданием, где стали использовать лифты, стало Эквитабл Лайф Билдинг, построенном в Нью-Йорке в 1870 году.
Первые лифты работали на гидравлическом приводе, что налагало ограничение относительно высоты здания – оно не могло быть выше 20 этажей. Но в 1903 году фирмой Отис была разработана новая конструкция лифта, имеющего электрический привод. В нем нашла применение идея об уравновешивании веса кабины, идущей верх, весом второй кабины, которая двигается вниз. Эти нововведения позволили снять ограничения высоты подъема. Интересным решением для снятия ограничений по высоте здания стало и применение подъема с пересадками.
Самые высокие небоскребы мира. Фото .
Как только появились самые первые небоскребы в мире, в их строительстве началась самая настоящая гонка в возведении самого высокого здания. Самыми напряженными годами в истории небоскрёбов можно считать 20-е годы прошлого века, когда в Нью-Йорке одно за другим взметнулись ввысь несколько высотных зданий, которые претендовали на звание «высочайшего здания мира».
В Нью-Йорке в 1913 году появился 57-этажный небоскреб Вулворт-билдинг, имевший высоту 241 метр и построенный в стиле неоготика, который характеризуется сочетанием новейших достижений науки и традиционной архитектуры. На протяжении 17-ти лет этот небоскреб носил звание самого высокого здания в мире самого высокого небоскреба мира (фото ниже), и до сих пор горожане испытывают к нему особую любовь.
Фото Вулворт-билдинг в 1913 году –
… и сегодня —
Темпы этой гонки заметно замедляются в начале 30-х годов. Это десятилетие можно охарактеризовать возведением двух небоскребов. Первый был простроен в 1930 году на средства Уолтера Перси Крайслера, разместившего в нем офисы своей фирмы. Оно так и называется – Крайслер-билдинг, имеет 77 этажей и высоту по крыше 282 метра, а вместе со шпилем – 320 метров.
Но его обошел Эмпайр-стейт-билдинг, торжественно открытый 1 мая 1931 года. Именно это здание стало мировым символом небоскребостроения практически на полвека.
Оно имеет 102 этажа, высота по крыше составляет 381 метр, а вместе с антенной — 443 метра. Простроенное всего лишь за 13 месяцев, строение не сдавало рекорд высоты до 1972 года.
***
История небоскрёбов в СССР.
В Советском Союзе в 1937 году приступили к постройке самого высокого в мире небоскреба, которое должно быть высотой 495 метров. Однако Великая Отечественная война не позволила закончить этот проект, и после ее окончания к проекту уже не возвращались.
Однако небоскребы в Москве были построены, ими стали знаменитые семь сталинских высоток. Среди них самое высокое здание – это МГУ, имеющее высоту 240 метров. Именно это сооружение вошло во все мировые рейтинги небоскребов. Однако не они были первыми небоскребами, возведенными в Москве.
Еще в начале века, в 1912 году, был возведен Дом дешевых квартир Нирнзее, имеющего высоту 40 метров. На заре история небоскрёбов в СССР в Москве такие сооружения именовали «тучерезами».
Но самым высоким дореволюционным гражданским сооружением было здание Телефонной станции, возведенное в Милютинском переулке в 1908 году и имеющем высоту 78 метров. Технологии, применяемые русскими инженерами, позволяли уже в те времена возводить здания в 100 и даже в 150 метров, но постройка тучерезов ограничивалась как эстетическими, так и религиозными соображениями. Поэтому до середины 50-х годов гордое звание самого высокого здания Москвы носило средневековое сооружение – колокольня Ивана Великого, доминируя над архитектурными сооружениями столицы. Высота колокольни составляет 81 метр.
***
Последняя треть XX века ознаменовалась новой гонкой в строительстве небоскребов. Сложностью определения самых высоких небоскребов мира (фотографии которых мы и рассматриваем в данной статье) стала сложность архитектурных форм. Потому эти звания постоянно оспариваются, исходя из замеров, которые проводятся как по крыше, так и с дополнительными шпилями и антеннами. У считавшейся самой высокой 110-этажной чикагской башни Сирс-Тауэр, носящей ныне имя Уиллис-Тауэр и имеющей высоту 442 метра…
…это звание перехватили в 1998 году башни Петронас, расположенные в Куала-Лумпере и имеющие следующие критерии – 88 этажей, 452 метра высоты.
***
Потом появился в 2004 году небоскреб Тайбэй 101, имеющий 509 метров высоты и насчитывающий 101 этаж. Но и тогда Уиллис-Тауэр спорил за звание самого высокого небоскреба мира (фото ниже), если принимать в расчет находящуюся на крыше здания антенну.
Споры прекратило возведение Дубайской башни Бурдж-Халифа, которая превысила все рекорды. Эта башня имеет высоту по крыше 643 метра, по шпилю 828 метров, а насчитывает 150 этажей.
Фотографии этого рекордсмена просто поражают воображение –
***
В 2013 году Китай заявил о возведении в городе Чанша 220-этажного небоскреба Скай-Сити, имеющего высоту 838 метров. При этом возведением этого здания намеревались побить и еще один рекорд, построив его в рекордно короткие сроки – 90 дней.
Правда, в эти 3 месяца не включались подготовительные работы. Однако дата начала строительства все время переносилась, и теперь торжественное открытие здания планируют в мае 2014 года.
Но и эта высота не является пределом, строители хотят взять высоту более чем в километр. Небоскребы такой высоты заложены в нескольких странах – в Бахрейне – 1022-метровый, 1400-метровый (по шпилю) в Дубае («Аль Бурдж» или «Накхил»)
— 1007-метровая башня в Саудовской Аравии («Kingdom Tower») —
Скоро выйдет громадная церковь на дереве, теперь небоскрёбы… Но ничего, главное, что это интересно 🙂
Как построить небоскрёб? На самом деле принцип очень прост: организовать фундамент, который способен выдержать миллионны тонн небоскрёба, построить каркас из стальных балок, ну а потом всё вообще элементарно — заполнить промежутки изоляционным и защитным материалом. Ну там окна вставить, двери…
И начнём мы строительство небоскрёба с фундамента. Фундамент — это несущая конструкция, часть здания, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и передает его на основание. В случае с небоскрёбами основание должно быть как можно более устойчивым. Желательно, чтобы оно было скальным, и в этом случае с фундаментом никаких проблем не возникает. Но что делать, если до скального основания ещё копать и копать? Или же скалы в месте установки небоскрёба вообще не предполагается? Здесь может помочь опыт стоительства высотных зданий в Москве и Нью-Йорке.
Многие считают, что Нью-Йорк стоит на скале. Утверждение по сути верное, но — остров Манхэттен в верхней своей части состоит из морских наносных пород, толщина которых колеблется от 15 до 40 метров, и только под ними уже находится скальное основание, способное удержать вес небоскреба.
Первые высотки пытались строить на деревянных сваях. Но мало того, что сваи гнили, мест, в которых сваи могли достигнуть скалы и передать на нее нагрузку было достаточно мало, да и находились эти места не всегда там, где дом окупился бы. Сплошные, несоставные стальные сваи большой длины не умели еще изготовлять, а скреплять их в продольном направлении не умели. Вычёрпывание всей песчаной массы в основании здания, даже с огораживанием котлована по периметру в условиях плотной застройки невозможно - любая протечка может привести к обрушению соседних зданий.
Проблема была решена достаточно просто, изящно, и с некоторыми дополнениями работает в сложных условиях до сих пор. Её решение предложил инженер-мостовик Чарльз Сойсмит. Например, сейчас так делают колодцы на дачах 🙂
Основной компонент сваеобразующего комплекса — это опускной колодец из бетонных колец. Внутри - или пара рабочих с отбойными молотками, или небольшой экскаватор. Порода вынимается с дна колодца деррик-краном (простейший кран, стрела на шарнире), а колодец под собственным весом, а также под весом специальных грузов, расположенных на его верхней части опускается, сверху надстраивается еще одно бетонное кольцо — и так, пока этот «вертикальный тоннель» не упрется в требуемое скальное основание. Затем экскаватор (и рабочие) извлекаются, и труба заполняется бетоном. Десяток подобных труб способны удержать небоскреб.
На рисунке вид в один из таких бетонных колодцев. Глубина около 30 метров, диаметр около 3 метров.
В местах с глинистыми грунтами (таких как в Чикаго или в Москва)проблемы устройства фундамента решаются гораздо проще. Поскольку глина - более плотный, чем песок, материал, то в этом случае фундаментом может служить монолитная бетонная плита, «плавающая» в грунте.
Итак, фундамент мы возвели. Теперь можно браться за создание каркаса из стальных балок — бимсов. Порядок возведения каркаса очень прост:
Цикл повторяется столько раз, сколько нужно для возведения каркаса. Как видите, всё проще некуда.
Но если всмотреться вглубь, то выплывет немало нюансов. Особенно если мы всмотримся не в современность (где всё примерно так, как описано в последовательности), а в тридцатые годы, в Нью-Йорк, когда возводились самые знаменитые небоскрёбы этого города:
Соответственно, вашему вниманию предлагаем небольшой, но поучительный рассказ о том, как возводился каркас небоскрёба в тридцатые годы прошлого века. И начнём наш рассказ со специалистов по временной фиксации балок и поговорим про работу крановой бригады.
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. Заказ на бимсы согласовывается с металлургами за несколько недель, грузовики подвозят их к месту строительства минута в минуту, независимо от погоды их необходимо разгрузить немедленно.
Разгруженные балки тут же поднимают к месту установки с помощью деррик-крана (уже упоминавшийся выше простейший кран — стрела с противовесом). Этот кран установлен на самом верху, на последнем завершённом этаже. Выше — только недостроенный верхний этаж, куда, собственно, и будет подаваться балка. Соответственно, оператор крана после определённого этажа просто не видит, что он поднимает — и куда он поднимает.
Единственный ориентир для управления краном - удар колокола, подаваемый подмастерьем по сигналу бригадира. Удар - включает мотор лебедки, удар — выключает. Рядом работают несколько бригад клепальщиков (о них — далее) со своими отбойными молотами, другие крановщики поднимают по командам своих колоколов другие бимсы. Соответственно, шум стоит адский, но ошибиться и не услышать удар нельзя - иначе бимса или протаранит стрелу крана, или сбросит с установленной вертикальной балки монтажников, готовящихся его закрепить и так далее.
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 временно закрепить раскачивающийся, часто мокрый бимс огромными болтами и гайками.
Естественно, для этого монтажникам нужно залезть очень и очень высоко. Что очень и очень опасно. Плюс крановщик не видит, куда он балку суёт… Вот так:
Но всё когда-то заканчивается, и монтажники идут верменно крепить другие бимсы, а к работе над уже закреплёнными балками начинают работать специалисты по клепанию заклёпок, задача которых — создать надёжное соединение балки с балкой. Которое не разрушится и не сорвётся. Вот поэтому клепальщики — самая 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?
Всё дело в процедуре клёпки. И в том, что заклёпки нужно загонять в предназначенные для них отверстия горячими. Нагревание делает металл более пластичным — и его можно расклепать, то есть расширить высовывающуюся из отверстия часть металлического штыря так, чтобы она стала широкой и не выпадала. А заодно держала балку. С другой стороны, металл при нагревании расширяется, и если нагреть заклёпку слишком сильно… В общем, читаем как это происходило на практике:
На помосте из досок, или просто на стальных балках стоит угольная печь. В печи заклепки — десятисантиметровые в длину и трёхсантиметровые в диаметре стальные цилиндры. Один из бригады клепальщиков, "Повар", "варит" заклепки — небольшими мехами гонит в печь воздух, чтобы разогреть их до нужной температуры.
Когда заклепка прогрелась (не слишком сильно — не влезет в отверстие и придется его высверливать; и не слишком слабо — не расклепается), 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 балки, куда нужно доставить всё ещё горячую заклёпку, находится от "повара" метрах в тридцати, иногда выше, иногда ниже на 2-3 этажа. Следовательно, остаётся единственный вариант.
Передать заклепку можно единственным способом — бросить. Это происходило следующим образом: "повар" поворачивается к "вратарю" и молча, убедившись, что вратарь готов к приему, щипцами бросает раскаленную докрасна шестисотграммовую болванку в его сторону. Иногда на траектории есть уже сваренные балки или другие рабочие, поэтому кинуть нужно только один раз, точно и сильно.
"Вратарь" — второй член бригады клепальщиков — 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.
Далее в дело вступают ещё два члена бригады клепальщиков — "стрелок" и "упор". Они ждут, пока горячая заклёпка не окажется у "вратаря". Далее "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.
Итак, фундамент у нас есть, каркас тоже — теперь дело за заполнением каркаса. Но это и сейчас просто, и раньше с этим особо не заморачивались:
Страховка, наружу и вперёд, делать дело на благо общества.
Современный небоскреб по сравнению с обычным домом — как космический корабль по сравнению с самолетом: сложнейший инженерный объект и особая среда обитания. Последнее обстоятельство — повод узнать хотя бы вкратце, как устроена высотка и что на нее влияет сильнее всего. Ведь со временем немало москвичей будут жить или работать в подобных зданиях.
ВЕТЕР.
Из-за больших высот и площади фасадов скорость ветра, обтекающего здание, увеличивается в разы (причем на уровне первых этажей ветер сильнее, чем на высоте 100 метров), а мощные воздушные завихрения могут создавать колебания, как при 4-5-бальном землетрясении. Порою возникает «завывание» вокруг здания. Но ветер может помогать, что выяснили немецкие исследователи: он гарантированно вытягивает дым при пожаре.
Ветер создает завихрения и с большей силой давит на прямоугольное здание (слева), но свободно обтекает округлое (справа, форма небоскреба Swiss Re Headquarters в Лондоне).
Для фундамента небоскребов применяют сплошную железобетонную плиту, коробку, сваи, а также их комбинацию.
Свайный
— разного типа сваи длиной до 30-40 метров и диаметром до шести метров, применяется на слабых грунтах.
| Огонь — главный враг высотных зданий
|
Возгорания в небоскребах крайне опасны, поскольку пожар стремительно развивается по вертикали (продукты горения распространяются со скоростью в несколько десятков метров в минуту), а средства спасения далеки от совершенства. Большее число жертв.
По статистике, доля погибших в расчете на один пожар в зданиях высотой более 25 этажей в три-четыре раза выше по сравнению с 9-16-этажными. В здании высотой более 100 метров около половины находящихся там людей не смогут быстро покинуть его из-за физической усталости (наступающей уже после пяти минут спуска по лестнице), тесноты и неизбежной паники. Как спастись.
В мире разработаны разные средства спасения с высоток через их фасады: прыжковые для свободного падения (тот же парашют), канатно-спусковые и рукавные устройства, «Одноразовый лифт» и другие. Но даже физически крепкому человеку непросто ими воспользоваться, не говоря уже о детях, пожилых людях, инвалидах — именно они и погибают первыми. Специалисты США и Европы считают, что лучшее средство эвакуации — лифты. Но не решены такие проблемы: лифты и их шахты должны быть негорючими и защищенными от пламени и дыма; нужна замена тросовому подъемному механизму (зависимому от электричества и уязвимому); падение лифта должно быть исключено; лифт должен вмещать сотни людей. Всего этого не обеспечивает ни один лифт в мире. Горят небоскребы (слева направо): в Мадриде в 2005 году, в Астане в 2006-м и в Пекине в 2009 году. Новый способ эвакуации с помощью лифтов разработал ОАО «Московский институт материаловедения и эффективных технологий». Суть изобретения — использование столбов воды, поддерживающих специальные лифты, плавающие в эвакуационных шахтах. Еще два года назад в своей статье в журнале «Высотные здания» гендиректор предприятия Марсель Бикбау, академик РАЕН, сообщил, что плавающие лифты полностью соответствуют вышеперечисленным требованиям: защищены от воздействия огня и продуктов горения, не зависят от электроснабжения и т. д. Один лифт эвакуирует сотни людей. Изобретатели уверены, что объем воды, встроенный в верхней части высотки, кроме лифтов, поможет и тушению пожара, и устойчивости здания (для компенсации его колебаний). |
Чтобы увеличить изображение, нажмите на него
