Как небоскребы выдерживают колоссальные ветровые нагрузки?

Популярная механикаHi-Tech

Почему не падают небоскребы

Олег Макаров

Небоскребы стали строить когда-то из желания сэкономить стремительно дорожавшую землю в американских городах. Сейчас это соображение, похоже, давно не является решающим. Сверхвысокие здания в наши дни воздвигают с иной целью – показать богатство, мощь, амбиции. Однако будь гонка небоскребов хоть тысячу раз ярмаркой тщеславия, их возведение не перестанет быть сложнейшей инженерной проблемой.

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.

ea67570c73697b036417b527f12de255.jpg
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

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Чистота в доме: 10 способов сократить количество пыли, которые многие игнорируют Чистота в доме: 10 способов сократить количество пыли, которые многие игнорируют

Вы регулярно убираете, а пыль все равно лежит слоями?

Популярная механика
Развод по-французски Развод по-французски

Марта Ришар осталась в истории как человек, закрывший все публичные дома

Playboy
От бронирования переговорной до входа в бизнес-зал: где используется биометрия в России От бронирования переговорной до входа в бизнес-зал: где используется биометрия в России

Зачем нужна биометрия и как ее использовать в России

ТехИнсайдер
«Секс в большом городе» уже не тот? Образы звезд на премьере продолжения сериала «Секс в большом городе» уже не тот? Образы звезд на премьере продолжения сериала

Как менялся стиль звезд сериала «Секс в большом городе» от премьеры к премьере

Cosmopolitan
Сменила балет на «Игрушки»: как Агния Барто стала одной из главных детских поэтесс Сменила балет на «Игрушки»: как Агния Барто стала одной из главных детских поэтесс

История Агнии Барто, одной из главных детских поэтесс в России

Forbes
Дети и роботы: почему робототехникой стоит заниматься с малых лет Дети и роботы: почему робототехникой стоит заниматься с малых лет

Важно с детства погружать детей во взаимодействие с роботами

Популярная механика
Как получать удовольствие от неприятных дел? Читаем книгу «Без усилий» Как получать удовольствие от неприятных дел? Читаем книгу «Без усилий»

Зачем мучиться, занимаясь важными делами, если можно ими наслаждаться

РБК
Константин Хабенский – о «Чемпионе мира», театре и возрасте Константин Хабенский – о «Чемпионе мира», театре и возрасте

Константин Хабенский о «Чемпионе мира», шахматах и неудачных проектах

GQ
Китайцы всегда говорят «да»: особенности работы с партнерами из Поднебесной Китайцы всегда говорят «да»: особенности работы с партнерами из Поднебесной

Как работать и общаться с китайцами?

Inc.
Планетологи отказались от модели экстремального испарения океана магмы на молодом Меркурии Планетологи отказались от модели экстремального испарения океана магмы на молодом Меркурии

Модель эволюции магматического океана и первичной атмосферы на молодом Меркурии

N+1
Одна вокруг света: старинная обсерватория и керамический город Одна вокруг света: старинная обсерватория и керамический город

150-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Психолог, клининг и кино: эксперты назвали самые популярные траты россиян в интернете Психолог, клининг и кино: эксперты назвали самые популярные траты россиян в интернете

Россиян резко увеличили количество онлайн-покупок услуг

Forbes
Экспедиция за кислой жизнью. Какие сюрпризы ждут человечество на Венере Экспедиция за кислой жизнью. Какие сюрпризы ждут человечество на Венере

Объявлен старт программы Venus Life Finder («Поиск венерианской жизни»)

СНОБ
Про животных и людей Про животных и людей

«Корова» Андреа Арнольд: взгляд на человечество глазами животных

Weekend
Как исправить осанку Как исправить осанку

Несколько правил и упражнений, которые помогут вам правильно держать спину

GQ
Экологически чистое зазеркальное молоко Экологически чистое зазеркальное молоко

Макмиллан предложил название новому виду катализа — органокатализ

Наука и жизнь
Вставили сенсор от смартфона и добавили нейросети: зачем стартап Opal попытался заново изобрести веб-камеру Вставили сенсор от смартфона и добавили нейросети: зачем стартап Opal попытался заново изобрести веб-камеру

Получилось ли у стартап Opal создать «лучшее решение для удалённой работы»

VC.RU
Робинзонша: как изнеженная аристократка выжила на необитаемом острове Робинзонша: как изнеженная аристократка выжила на необитаемом острове

Французская аристократка Маргарет де Роберваль пережила приключение Робинзона

Cosmopolitan
Скрученный двойной бислой трииодида хрома удивил физиков ферромагнетизмом Скрученный двойной бислой трииодида хрома удивил физиков ферромагнетизмом

Физики обнаружили ферромагнитный порядок

N+1
Унгерн-Штернберги Унгерн-Штернберги

Баронский род Унгерн-Штернберг восходит к XIII веку

Дилетант
3 эффективных способа отказаться от вредных привычек 3 эффективных способа отказаться от вредных привычек

Какие факторы влияют на формирование полезных привычек?

Inc.
Жилой мэтр Жилой мэтр

Мельников и Ле Корбюзье: что было общего и разного у именитых архитекторов?

Seasons of life
Физики поискали бозонные облака с помощью гравитационных обсерваторий Физики поискали бозонные облака с помощью гравитационных обсерваторий

Физики установили ограничения на массы гипотетических легких бозонов

N+1
ЦСКМС и Арктик СПГ 2: как в Заполярье строят плавучие заводы для сжижения природного газа ЦСКМС и Арктик СПГ 2: как в Заполярье строят плавучие заводы для сжижения природного газа

Суровые условия Арктики окупаются её богатствами

Популярная механика
Поверила в себя Поверила в себя

Юлия Снигирь рассказала, как персонаж заставил ее пересмотреть отношение к себе

Grazia
Взять под контроль: что такое селфхарм и почему люди причиняют себе боль Взять под контроль: что такое селфхарм и почему люди причиняют себе боль

Когда самоповреждающее поведение может маскироваться под норму?

Forbes
Почему так сложно выйти из токсичных отношений Почему так сложно выйти из токсичных отношений

Почему прекратить абьюзивные отношения бывает крайне непросто?

Psychologies
Крупнейшее исследование древней ДНК указало на еще одну миграцию людей в Британию Крупнейшее исследование древней ДНК указало на еще одну миграцию людей в Британию

Ученые нашли свидетельства миграции в Британию ранее неизвестной популяции

N+1
«Пошлая Молли», BTS и Моргенштерн: Spotify назвал самых популярных музыкантов года в разных жанрах «Пошлая Молли», BTS и Моргенштерн: Spotify назвал самых популярных музыкантов года в разных жанрах

Самые популярные у россиян исполнители в Spotify

Esquire
EdTech-стартап основателя Softline привлек $4 млн на экспансию за рубежом EdTech-стартап основателя Softline привлек $4 млн на экспансию за рубежом

Платформа для дистанционного обучения Educate Online привлекла $4 млн

Forbes
Открыть в приложении