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

8 способов обмануть свой мозг, когда вы на диете 8 способов обмануть свой мозг, когда вы на диете

Может ли ваш мозг саботировать ваши усилия по снижению веса?

Популярная механика
Как понять, что тобой манипулируют: главный признак, о котором надо знать всем Как понять, что тобой манипулируют: главный признак, о котором надо знать всем

Психологическое насилие может быть столь же опасным, как и физическое

Cosmopolitan
Как роботы захватывали ПМЭФ: от диковинки до обыденности Как роботы захватывали ПМЭФ: от диковинки до обыденности

Как на примере роботов ПМЭФ можно проследить путь прорывной технологии

Inc.
Топ-5 самых длинных перелетов Топ-5 самых длинных перелетов

Самые продолжительные перелеты, которые совершались без единой посадки

Популярная механика
История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета

Почему телефонные будки Лондона окрашены именно в яркий красный цвет?

ТехИнсайдер
Пусть бегут неуклюже Пусть бегут неуклюже

Новые технологии и пандемия породили новый вид театра — спектакль-прогулку

Robb Report
Земля и Марс сформировались из материала внутренней части Солнечной системы Земля и Марс сформировались из материала внутренней части Солнечной системы

Ученые сравнили изотопный состав Земли, Марса и метеоритов

Популярная механика
Избегайте этих 5 фраз, когда просите о повышении зарплаты, — эксперт по переговорам Избегайте этих 5 фраз, когда просите о повышении зарплаты, — эксперт по переговорам

Начать разговор о повышении зарплаты часто бывает очень сложно

Inc.
Ученые рассказали, почему содержательные разговоры с коллегами лучше светских бесед Ученые рассказали, почему содержательные разговоры с коллегами лучше светских бесед

Почему люди избегают содержательных бесед вне своего привычного круга общения

Inc.
А по-хорошему нельзя? А по-хорошему нельзя?

Иногда позитив – это опасно

Cosmopolitan
Какое-то волшебство! Какое-то волшебство!

Наши героини не верили в силу гаданий, но желания загадали, и они исполнились

Лиза
В другом В другом

Для экспериментов в области дизайна 3D-печать — портал в завтрашний день

Robb Report
«Обрезан ли Супермен?» 5 книг со странным названием и их краткое содержание «Обрезан ли Супермен?» 5 книг со странным названием и их краткое содержание

Книги с интригующими названиями на ежегодной премии Diagram Prize

Playboy
Обрести семью после 30 лет в интернатах: Настина история с хэппи-эндом Обрести семью после 30 лет в интернатах: Настина история с хэппи-эндом

История Насти Головенкиной из Пермского края тянет на подвиг

Psychologies
Энергетика Энергетика

Атомный век научил людей бояться атома

Esquire
«Мы собрали одну из самых больших «Мы собрали одну из самых больших

Как Apple создает новые продукты?

VC.RU
Автор подкаста Автор подкаста

Секс с близнецами — предельная фантазия или рецепт неудачи?

Playboy
Перелетные птицы Перелетные птицы

Эти герои — те, кто в предлагаемых обстоятельствах остается автором своей судьбы

Seasons of life
Манифест российского виноделия: лидеры рейтинга лучших вин России Манифест российского виноделия: лидеры рейтинга лучших вин России

Forbes составил рейтинг российских вин. Топ-10 рейтинга — в нашей статье

Forbes
«Да кому мы нужны»: почему люди в возрасте 56-65 лет — самые несчастные в России «Да кому мы нужны»: почему люди в возрасте 56-65 лет — самые несчастные в России

Как бороться с тем, что люди 56-65 лет — самые несчастные в России

Forbes
Преимущество грамотных: почему русскому языку не нужна реформа, но нужен новый свод Преимущество грамотных: почему русскому языку не нужна реформа, но нужен новый свод

Что на самом деле стоит за новым сводом правил в русском языке

Forbes
Алексей Ивашов: «Отец ушел из дома, и на этот раз все могло закончиться разводом» Алексей Ивашов: «Отец ушел из дома, и на этот раз все могло закончиться разводом»

В кино я наконец повидал родителей: Светлану Светличную и Владимира Ивашова

Коллекция. Караван историй
Девятое искусство Девятое искусство

Почему комиксы — это серьезно, рассказывает переводчик Михаил Хачатуров

Seasons of life
Абсолютный русский интеллигент и нравственный маяк: как вспоминают Дмитрия Зимина Абсолютный русский интеллигент и нравственный маяк: как вспоминают Дмитрия Зимина

Каким знали Дмитрия Зимина его коллеги и друзья?

Forbes
«Мы понимали, что наши интересы в технологиях вызовут скепсис»: зачем производитель майонеза «Слобода» делает аэротакси «Мы понимали, что наши интересы в технологиях вызовут скепсис»: зачем производитель майонеза «Слобода» делает аэротакси

Производитель «Слободы» интересуется альтернативными источниками энергии

VC.RU
Объявлены победители фотоконкурса Nature Photographer of the Year 2021. Одна из лучших работ — фотография Дениса Будкова «Логово дракона» Объявлены победители фотоконкурса Nature Photographer of the Year 2021. Одна из лучших работ — фотография Дениса Будкова «Логово дракона»

Победителем конкурса Nature Photographer стал фотограф из Новергии

Esquire
Что надо знать о кефирной диете. Мнение врача Что надо знать о кефирной диете. Мнение врача

Почему многие предпочитают кефирную диету?

РБК
Выловленная в конце жаркого сезона рыба повысила риск заражения чадских собак дракункулезом Выловленная в конце жаркого сезона рыба повысила риск заражения чадских собак дракункулезом

Новый и малоизученный путь заражения дракункулезом

N+1
C переменным успехом C переменным успехом

Как стилист и блогер Рената Харькова решила стать адептом виртуальной моды

Vogue
75 м² 75 м²

Квартира с оттенками охры для любителей Марокко

AD
Открыть в приложении