Как строят сейчас небоскребы. Самые головокружительные фотографии со строительства небоскребов нью-йорка. Итак, теперь вы в общих чертах знаете, как построить небоскрёб. Остались лишь желание и детали

Как строят сейчас небоскребы. Самые головокружительные фотографии со строительства небоскребов нью-йорка. Итак, теперь вы в общих чертах знаете, как построить небоскрёб. Остались лишь желание и детали

Акула-пила (пилоносая акула) является одним из видов акул, наиболее известных своей пилой. В водах Японии, Австралии и Южной Африки существует около 8 различных видов пилоносых акул. Акулы-пилы живут в умеренных водах прибрежных районов, как правило, на глубине 40 метров (130 футов). Этих интересных существ часто убивают из-за их вкусного мяса. Численность пилоносых акул за последние несколько десятилетий сократилась из-за коммерческого промысла, но они все еще не включены в список видов, находящихся под угрозой исчезновения.

Интересные факты об акуле-пиле
1. У акулы-пилы уникальная морда.
У этой акулы длинное плоское лезвие называемое рылом, на котором приблизительно 20 зубов с обеих сторон. Это рыло может использоваться для ловли рыбы, а также на нем есть электрорецепторы для обнаружения проплывающей добычи.

2. Эти зубы не являются настоящими зубами.
На самом деле «зубы» на рыле рыбы не совсем зубы. Это измененные щетинки или ростральные зубцы. Настоящие зубы у этой акулы расположены внутри ее рта, который находится на нижней стороне рыбы.

3. Акула-пила тесно связана с акулами и скатами.
Пилоносые акулы являются пластиножаберными - это рыбы, у которых скелет состоит из хряща. Они являются частью группы, в которой есть акулы и скаты. Существует более 1000 видов пластиножаберных. Пилоносая акула находится в семействе Pristiophoridae, слово, которое происходит от греческого слова «пила». Сайт NOAA ссылается на них как на «модифицированных скатов с акулоподобным телом».

4. Акула-пила может вырастать в длину более 5 метров.
Акула-пила может достигать 5 метров в длину и до 18,7 фунтов в весе. Самки немного крупнее самцов.

5. Акула-пила встречается на мелководье.
Следите за своими ногами! Акулы-пилы живут на мелководье, часто где есть грязеподобное или песчаное дно. Они могут также плавать вверх по рекам.

6. Акула-пила есть рыбу и ракообразных.
Пилоносые акулы едят рыбу и ракообразных, которые они находят с помощью сенсорных возможностей своей пилы. Они убивают рыб и ракообразных, разрезая их своей пилой. Пила также может быть использована для обнаружения и охоты на добычу на дне океана.

7. Акулы-пилы являются яйцеживородящими.
Размножение происходит путем внутреннего оплодотворения. Их молодняк находятся в яйцах, но яйца развиваются внутри тела матери. Молодняк питается желточным мешком. После нескольких месяцев беременности яйца вылупляются внутри женского организма. Самка может родить от 3 до 22 акулят (обычно 10 акулят). В зависимости от вида, беременность может длиться от нескольких месяцев до года. Акулята рождаются с развернутой пилой, но она обшита и эластична, чтобы не травмировать мать при рождении. Они рождаются полностью развитыми и выглядят как миниатюрная версия взрослых акул.

8. Популяция акулы-пилы уменьшилась.
По-видимому, отсутствуют достоверные данные о популяциях акул-пил, но NOAA оценивает, что популяция мелководных акул-пил уменьшились на 95 процентов и более, а крупных видов акул-пил еще больше. Угрозу для пилоносых акул представляет: ловля рыбы, рыболовные снасти и утрата мест обитания в результате их развития. Последнее особенно касается молодых акул, которые на мелководье ищут убежище в растительности.

9. Тело акулы-пилы покрыто плакоидными чешуйками (называемыми дермальными зубчиками) заостренными к верху. У акул-пил желтовато-коричневая кожа, покрытая темными пятнами. Окраска кожи обеспечивает камуфляж (акулы-пилы легко смешивается с песчаным дном).

Фото. Усы на рыле акулы-пилы

10. У акулы-пилы есть пара усов посередине рыла. Они используются в качестве сенсорного органа, который облегчает обнаружение жертвы.

11. У акулы есть два спинных плавника, но анальный плавник отсутствует. У них также есть 5 или 6 пар жабр (в зависимости от вида), расположенных сбоку, позади головы.

12. Даже несмотря на то, что акулы и пилорылы (пилорылые скаты) по внешнему виду схожи, они отличаются несколькими аспектами. Пилорылы крупнее, у них нет усов и у них жабры расположены на нижней стороне тела (как у скатов).

13. Как и другие виды акул, акула-пила использует орган, называемый ампулы Лоренцини, который содержит электрорецепторы для обнаружения добычи.

14. Акула использует зазубренное рыло для убийства своей добычи. Быстрое перемещение рыла из стороны в сторону разрезает добычу на мелкие кусочки, которые после можно легко проглотить.

15. Акула-пила - плотоядное животное (мясоед). Ее диета состоит из различных видов рыб, ракообразных и кальмаров.

16. Акула-пила может жить как одиночное существо или быть частью группы, называемой школой.

17. Сезон спаривания пилоносых акул происходит сезонно в прибрежных районах. Самки спариваются раз в два года.

18. Акула-пила заботится о своих детенышах до тех пор, пока они не станут половозрелыми (в возрасте 2 лет) и не смогут постоять за себя.

19. Акула-пила в дикой природе может прожить более 15 лет.

Фото. Футболка с акулами-пилами

Нападения акулы-пилы на людей
Пилоносые акулы считаются безвредными для человека, но если их попытаться поймать или освободить от рыболовной сети, то они могут нанести серьезные раны. Хоть их зубы не содержат яд, но раны могут ныть и долго заживать. Пилоносые акулы никогда не нападали на людей.

Бескрайние широты океана вмещают в себя очень большое количество различных обитателей. Они отличаются друг от друга интересными формами, причудливыми названиями, окраской и естественно внешними чертами. Выделим нескольких обитателей морских глубин, которые обладают интересными свойствами и внешними чертами – рыба-пила. Полное название рыбы – обыкновенный пилорыл (от лат. Pristidae).


Эта непростая жительница загадочных глубин океана отличается от своих «соседей» костяным наростом на голове, который очень напоминает пилу. При этом пила составляет практически половину длины самой рыбы. Принадлежит к семейству скатов, но не имеет в своем строении шипа, который является отличительной особенностью у многих представителей подвида. Существует несколько разновидностей рыбы-пилы – акула-пила и скат-пилорыл.

  1. Довольно часто рыбу пилу путают с так называемыми пилоносыми акулами. Все дело в том, что внешне они очень схожи и у обеих кожа состоит из плакоидной чешуи;
  2. Рыба пила была занесена в Красную книгу;
  3. В основном эти рыбы обитают на побережьях Атлантического и Тихого океана, а также в Средиземном море;
  4. Представительницы данного вида рождают вполне сформированных детей находящихся в яйце, они никогда не откладывали икру;
  5. Ее совершенно невозможно встретить в открытом океане, зато она прекрасно себя ощущает на прибрежных участках;
  6. Иногда они попадают в большие реки, которые впадают в океан и остаются обитать в них;
  7. Питаются очень мелкими животными, которые живут на дне песка или ила;
  8. Давно существовала легенда о том, что рыба пила с легкостью могла распилить целый деревянный корабль;
  9. Мясо этой рыбы обычно не пользуется особым вниманием из-за его жесткости;
  10. Длина рыбы составляет от 4,5 – 5 метров . Но иногда встречаются особи с длиной тела около 7 метров. Весовая категория тоже немаленькая около 300 кг;
  11. Рыбы рождаются с длинной и мягкой пилой, покрытой небольшими зубцами и ее длина у взрослых особей составляет примерно 100-120 см ;
  12. Пила является ее главным оружием, так она иногда добывает себе пищу;
  13. Для человека она не представляет никакой опасности;
  14. В природе существует не только рыба пила как акула, но и как скат;
  15. Многие культуры использовали основной образ рыбы-пилы в качестве символа племени (ацтеки);
  16. Скат-пилорыл является основным символом центрального банка Западной Африки;
  17. Мы можем встретить рыбу-пилу в мультфильме про «голубого щенка»;
  18. Беременность самки рыбы длится на протяжение 5 месяцев и потомство достигает 14-15 особей ;
  19. Пила рыбы очень чувствительна к электрическому полю, которое образуется в результате движения потенциальных жертв и в таком случае ей легче охотиться, поэтому данный вид можно отнести к опасным и ловким хищникам;
  20. Учеными доказано, что некоторые виды рыбы-пилы могут размножаться без непосредственного участия самцов в этом процессе, и их детеныши будут иметь точную копию матери – партеногенез (это объясняется тем, что данный вид исчезает, и природа помогает восстановить естественный баланс). В последнее время такой процесс размножения распространяется и встречается достаточно часто.

Отличия акулы-пилы и ската-пилы

Рассмотрим некоторые важные различия между этими видами, так как они часто путают даже самых опытных исследователей.

  • У акулы-пилы не значительные размеры по сравнению с пилоносными скатами (6 м и более), их длина вместе с орудием составляет всего около 1,5 м ;
  • Еще одно значительное отличие предполагает нахождение жаберных щелей у акулы по обе стороны тела, у скатов в нижней части тела;
  • Различают эти виды также по наличию и очертанию плавников — у акул они выглядят отделенными от тела, а у скатов отличаются плавным переходом к туловищу;
  • Еще одно значительное отличие касается непосредственно «инструмента» этих двух видов рыб. У акул «пила» немного сужена к окончанию и зубья на ней разных размеров, особенно в середине ряда. У скатов же наоборот – «пила» очень аккуратна, одинаковых размеров и зубцы имеют одинаковое строение и форму;
  • Интересный факт – у пилоносных акул со временем восстанавливаются сломанные зубцы, а у скатов не отрастают даже после незначительных повреждений;
  • На «орудии» у акул растут длинные усы, которых у нет ската;
  • Акулы передвигаются с помощью всеми известного плавника, поэтому ее очень просто отличить от ската, который передвигается волнистыми телодвижениями;
  • Мясом пилоносых акул интересуются очень многие, в некоторых странах она является местным деликатесом, чего не скажешь о мясе скатов-пилорылов.

Основное использование «орудия» рыбы

Рыбы этого вида используют свое оружие на всех этапах охоты и поимки своих потенциальных жертв. Они поражают животных своим электрическим оружием и насаживают свою жертву на зубцы, проходящие по всей длине пилы. Быстрота их движений просто неуловима. Они ловко управляются с инструментом и сразу же наносят несколько боковых ударов по жертвам.

Пила в их случае выступает основным электрическим поисковиком , который без труда находит различные виды животных, обитающих в глубинах океана. Для них не представляет трудностей обнаружить и схватить добычу, которая находилась на несколько водных слоев выше, чем они.

Теперь эти перечисленные интересные факты о жизни рыб различных видов, помогут даже самым неопытным ихтиологам без особого труда найти отличительные черты между ними. Самое главное их отличие уже видно невооруженным взглядом – оно прячется в их разных названиях. Имеется мнение о том, что рыба-пила благодаря своему инструменту очень неуклюжа, но обратив внимание на способ их охоты, добычи жертвы и ловкости, благодаря тому же инструменту, этот миф попросту развеялся.

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.

В крупных городах много небоскребов, которые зачастую становятся настоящим украшением города. В большинстве случаев на строительство таких сооружений толкает нехватка свободного места и рост населения крупных городов. Сооружения высотой более 75 метров относятся к числу сложных и опасных, а потому строительство небоскребов существенно отличается от процедуры возведения простых многоэтажных домов.

Участок под строительство небоскреба подобрать непросто, потому, как такое сооружение оказывает на почву большое давление. Специалисты проводят длительные работы по исследованию грунтов, обязательно в расчет специалисты берут и то, что несколько этажей такого здания будут располагаться в подземной части.

Для строительства небоскребов используются современные материалы, обладающие высокими показателями прочности. Такие материалы как кирпич и бетонные плиты не подходят потому, как они не выдерживают высоких нагрузок, и такое строение быстро рухнет. В большинстве случаев при возведении высотных сооружений выстраивают плитно-свайный фундамент, а стены его строят из монолитного высокопрочного железобетона. Используют при строительстве и соединение арматурных стержней .

Внутренняя планировка небоскребов также существенно отличается от планировки в простых многоэтажных домах. Построение их продумывается таким образом, чтобы в случае пожара пламя не перебрасывалось на остальные части высотного сооружения и люди в кратчайшие сроки могли покинуть небоскреб. Для этого еще во время строительства эти сооружения делятся специальными противопожарными преградами на отдельные блоки.

В небоскребе устраивается от четырех шахт лифта, причем, всегда один лифт подключается к источнику бесперебойного питания. Лестничные пролеты располагают таким образом, чтобы в случае пожара в них не попадал дым и не мешал людям покидать небоскреб. В квартиры всегда устанавливаются двойные двери, которые не пропускают сквозняки, образующиеся из-за неравномерного прогревания стен такого здания по высоте.

Не похоже и техническое оснащение небоскребов. При обустройстве системы электроснабжения мастера стараются максимально снизить потребление электроэнергии. С первого этажа небоскреба и до последнего закачать воду не получается, и чтобы все здание получило воду приходится на каждом десятом или пятнадцатом этаже устанавливать насосные станции. Обязательными в небоскребах являются система принудительной вентиляции и автономное кондиционирование.

Современный человек не обходится без автомобильного транспорта, а потому в большинстве случаев в подземной части небоскреба устраивается многоуровневая парковка.

Понравилась эта новость? Тогда жми .

Когда рассказывают об очередном рекордно высоком сооружении, обычно говорят о том, что вздымается над землей. Конечно же, о высоте, количестве этажей и лифтов, смотровых площадках, с которых видно полмира, и о том, например, как доставить воду на сто-какой-нибудь этаж, чтобы водопровод при этом не разорвало от огромного давления в трубах. Меньше говорят о подземной части, хотя вопрос о том, как гигантские, почти километровые «иглы», вроде построенной Burj Khalifa или строящейся Kingdom Tower, держатся в грунте, весьма интересен. Почему они не падают? Почему не проваливаются в грунт и как выдерживают колоссальные ветровые нагрузки?

Чтобы разобраться в технологии сооружения оснований для небоскребов, «ПМ» обратилась в московский институт «Горпроект», занимающийся, в частности, проектированием высотных зданий. Нашим консультантом любезно согласилась выступить руководитель конструкторского отдела ЗАO «Горпроект», кандидат технических наук Елена Зайцева.

Самый высокий в мире небоскреб Burj Khalifa являет собой пример возведения сверхвысокого здания на сильнодеформируемом основании. Для придания зданию устойчивости были использованы 192 сваи по 1,5 м в поперечнике.

Здесь вам не Манхэттен

«Основным при проектировании фундамента высотного здания является, безусловно, высокая нагрузка, передаваемая сооружением на основание, — говорит Елена Зайцева. — Необходимо различать понятия «фундамент» и «основание здания». Под фундаментом понимают часть здания (нижние конструкции — плита, свайный ростверк, сваи и т. д.), которая передает нагрузку от сооружения на грунт. И, соответственно, под основанием понимают массив грунта, в котором возникают дополнительные напряжения и осадки в результате воздействия на него здания через его фундамент. Задача состоит в том, чтобы правильно спроектировать и основание, и фундамент. Основная сложность возникает в связи с тем, что высота здания большая, а площадь передачи нагрузки на основание по отношению к высоте сооружения мала. Это приводит к высоким напряжениям как в самой конструкции фундамента (большие изгибающие моменты и значительная продавливающая нагрузка от стен и колонн), так и в основании (фундамент-грунт)».

Таким образом, от характеристик грунта напрямую зависит конструкция фундамента. Известно, что в самом знаменитом парке небоскребов — на острове Манхэттен — скальный грунт находится у поверхности, что значительно облегчает работу проектировщиков. Достаточно расчистить ровную площадку — и на нее можно поставить фундамент в виде толстой плиты из армированного бетона. Однако в наши дни чемпионат по сверхвысотному строительству происходит в другом уголке мира — на Аравийском полуострове. Именно там стоит самый высокий небоскреб Burj Khalifa (828 м, ОАЭ) и готовится возведение другого монстра высотой в 1007 м — Kingdom Tower (Саудовская Аравия). Последний хотели сделать высотой в милю (1609 м), но геологи сказали решительное «нет» — грунт не выдержит. Аравия — пустынная земля, сформированная донными отложениями древнего океана, то есть состоящая преимущественно из песчаных пород. Только на глубине встречаются относительно твердые породы типа известкового скалистого грунта. Этот фактор приходилось учитывать чикагскому архитектору Эдриану Смиту, главному творцу аравийских чудес, и другим авторам проектов небоскребов на песке.


Держась за недра

Фундамент Burj Khalifa был разработан как свайно-плитный. Плита толщиной 3,7 м являет собой нечто вроде цветка с тремя лепестками, что отражает общую конструкцию здания, состоящую из центрального шестигранного ядра и трех крыльев, выполняющих роль контрфорсов (вертикальных подпирающих конструкций). Это придает зданию большую жесткость на боковую нагрузку и кручение. Плиту решено было опереть на 192 сваи диаметром 1,5 и длиной 43 м. Сваи под небоскребы в большинстве случаев являются буронабивными, то есть изготавливаются путем бурения скважин нужных диаметра и глубины и последующего их заполнения элементами арматуры и бетонным раствором.


Схема показывает распределение нагрузки на плиту фундамента. Желтым и коричневым выделены зоны наибольших вертикальных нагрузок. Они приходятся на крылья, выполняющие роль контрфорсов.

Иногда сваи пронизывают слои мягкого грунта и достигают на определенной глубине твердой скальной породы, давая твердую опору фундаменту. Но в Аравии даже на глубине 50 м породы мягкие, с низкой степенью цементации. Сваи, подпирающие плиту фундамента, являются по сути «висячими», то есть нагрузка от здания передается верхним слоям грунта через плиту и нижним — в основном через трение поверхностей сваи и грунта. Интересную инженерную проблему пришлось решать при строительстве куала-лумпурских башен-близнецов — Petronas Towers. Под местом их будущего фундамента присутствовал твердый скальный грунт, но в виде довольно крутого склона. Была возможность выбрать вариант со сваями, опирающимися на скалу, но тогда одни из них были бы совсем короткими, а другие — намного более длинными. Проектировщики опасались, что под весом зданий более длинные сваи со временем сожмутся и их длина существенно сократится, в результате чего возникнет крен. В конце концов было решено перенести строительство туда, где скальный грунт не подходил близко к поверхности, и поставить небоскребы на «висячих сваях».


Бетон отлично работает на сжатие, но не так хорошо — на растяжение и изгиб. «При возведении фундаментов используют железобетон, включающий в себя стальную арматуру и тяжелый бетон, — объясняет Елена Зайцева. — Плиты армируются горизонтальными сетками, воспринимающими изгиб, а нагрузки на сжатие принимает на себя бетон. Диаметр стальной арматуры в плитах достигает 40 мм, но в сваях могут использовать специальную арматуру и большего диаметра». Таким образом, сверхвысокое здание передает вертикальную нагрузку и изгибающие моменты основанию через плитный или плитно-свайный фундамент. Но как происходит крепление самого здания к фундаменту?

Московская специфика

Одной из особенностей проектирования высотных зданий в Москве можно назвать отсутствие прочных скальных грунтов и местами довольно высокий уровень грунтовых вод. Грунтовая толща в Москве представлена переслаивающимися слоями песчаных и глинистых грунтов различной консистенции. В принципе, это довольно хорошее основание для обычных зданий, однако учитывая, что давление под подошвой фундамента высотного здания находится в среднем в диапазоне 7−11 кг/см 2 этого становится недостаточно. Правда в Москве практически повсеместно на доступной (для зданий с большой подземной частью) и при наличии свайного основания залегает слой известняков. На него и стараются опереть фундаменты небоскребов. Однако известняк это материал, во‑первых, существенно менее прочный, чем, например, тот же гранит и, во‑вторых, они склонны к разрушению под воздействием кислот. Учитывая, что продукты жизнедеятельности человека медленно, но верно загрязняют горизонты подземных вод, необходимо иметь это в виду в долговременной перспективе существования небоскреба. Зато нам повезло с отсутствием ураганов и землетрясений, которые имели бы частый и катастрофичный характер. Вопросы защиты котлована от подтопления грунтовыми водами в период строительства решаются либо глубинным водопонижением с помощью иглофильтрационных установок, качающих воду с глубин ниже дна котлована, либо созданием водонепроницаемой «стены в грунте», нижний конец которой опускают в глинистый грунт, являющийся водоупором (т.е. непропускающий воду). Защиту подземной части здания от воды выполняют либо с помощью разных систем гидроизоляции, либо применяя, так называемую, «белую ванну». Это специальный бетон с пониженной водопроницаемостью, а в местах устройства деформационных и технологических швов устанавливаются эластичные шпонки, которые препятствуют просачиванию воды по швам. Безусловно, эти работы требуют хорошей квалификации строителей, т.к. ошибки допущенные при устройстве подземной части здания исправить очень трудно и очень дорого.

Непрерывная связь

«В настоящее время, если речь идет о высотных зданиях, соединение непосредственно конструкций здания с плитой или ростверком (балкой, распределяющей нагрузку на сваи) выполняется по жесткой схеме, — говорит Елена Зайцева. — Из плиты делаются выпуски арматуры в местах опоры на нее вертикальных конструкций таким образом, чтобы они совпадали с арматурой этих конструкций. Впоследствии при бетонировании стен и колонн арматура плиты и конструкций соединяется, образуя непрерывную связь. Это позволяет небоскребу иметь надежный «якорь», куда будет передаваться горизонтальная нагрузка, возникающая при порывах ветра или сейсмических толчках, оказывающих сдвигающее воздействие. Что же касается соединения свай с ростверком, то здесь возможно шарнирное соединение, когда арматура сваи не заводится в плиту ростверка, или жесткое — когда не только арматура, но и часть головы сваи заводится в плиту. В первом случае от здания передаются только вертикальные нагрузки на сваи, во втором — также и изгибающий момент».


Если подойти к стройплощадке, на которой только приступают к возведению небоскреба, мы не увидим ни свай, ни плиты. Скорее всего, перед нами будет зиять огромная яма: в любом, даже самом высоком небоскребе проектируются подземные этажи, а потому строительство начинается с рытья котлована. Чтобы котлован, откосы которого могут составлять 5−10 и более метров, не обвалился, возводятся ограждающие конструкции из шпунтовых свай (обычно они делаются из металла) или в виде «стены в грунте». И лишь в дне котлована будут буриться скважины под буронабивные сваи, а потом там же будет отлита плита, которая станет главной невидимой снаружи опорой небоскреба.