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

Конаковская ГРЭС: титан советской энергетики Конаковская ГРЭС: титан советской энергетики

Конаковская ГРЭС издали выглядит как большой трехмачтовый корабль

Популярная механика
Подарок из Мессины Подарок из Мессины

В эрмитажной коллекции хранится много документальных экспонатов прошлых веков

Дилетант
Геймификация, «какашки» и честность: как бренду привлечь зумеров Геймификация, «какашки» и честность: как бренду привлечь зумеров

Что поможет бренду зацепить поколение Z

Inc.
«Золотые аферистки»: традиции брака в Иране и как девушки на них зарабатывают «Золотые аферистки»: традиции брака в Иране и как девушки на них зарабатывают

Блогерка Кристина Бошчех — о тонкостях иранского менталитета

Cosmopolitan
«Средневековье в латах» «Средневековье в латах»

Как умирали и какие раны наносили друг другу средневековые воины

N+1
«Для ветеранов виртуальной реальности это более глянцевый клон VRChat»: первые отзывы о метавселенной Horizon Worlds «Для ветеранов виртуальной реальности это более глянцевый клон VRChat»: первые отзывы о метавселенной Horizon Worlds

Журналисты называют платформу смесью из Roblox и VRCha

VC.RU
Шесть работниц Tesla Илона Маска пожаловались на харассмент на работе. Бывшая сотрудница SpaceX написала эссе о сексизме в компании Шесть работниц Tesla Илона Маска пожаловались на харассмент на работе. Бывшая сотрудница SpaceX написала эссе о сексизме в компании

Рабочую среду в компаниях Илона Маска подвергли серьезной критике

Esquire
Бренды, Шульман и БГ: «Красота и Уродство» по Оксимирону. Слушаем альбом Бренды, Шульман и БГ: «Красота и Уродство» по Оксимирону. Слушаем альбом

Oxxxymiron вернулся и на этот раз не подложил своим фанатам свинью

РБК
Что делать, если болит голова: причины мигрени и способы лечения Что делать, если болит голова: причины мигрени и способы лечения

Голова болит, трещит, раскалывается...Тебе это знакомо?

Playboy
Модельный комплекс железа позволил изучить механизм процесса Габера — Боша Модельный комплекс железа позволил изучить механизм процесса Габера — Боша

Первый нитридный комплекс, выделяющий аммиак с высоким выходом

N+1
Как избавиться от мозолей и научиться правильно выбирать обувь Как избавиться от мозолей и научиться правильно выбирать обувь

Несколько советов, чтобы шагать было весело

Playboy
Как помочь себе при утренней тревоге Как помочь себе при утренней тревоге

Неудивительно, что по утрам многие из нас испытывают приступы тревоги

Psychologies
«Матрица: Воскрешение»: искусственный интеллект победил «Матрица: Воскрешение»: искусственный интеллект победил

Разбираемся, стоит ли смотреть «Матрицу: Воскрешение»

GQ
Так плохо, что даже хорошо: пять самых критикуемых моделей BMW Так плохо, что даже хорошо: пять самых критикуемых моделей BMW

Дизайн современных BMW давно стал предметом ожесточенных споров

Playboy
Любителям подлиннее: 8 лучших фантастических сериалов уходящего 2021 года Любителям подлиннее: 8 лучших фантастических сериалов уходящего 2021 года

Собрали для вас только лучшие из лучших сериалов в категории фантастики

Популярная механика
Метод мозгового штурма: что это, зачем и кому он нужен и как «штормить» правильно Метод мозгового штурма: что это, зачем и кому он нужен и как «штормить» правильно

Мозговой штурм — это способ находить решения с помощью коллективного разума

Forbes
«Не беспокойтесь о нас»: 5 самых трагичных судеб семей с «Титаника» «Не беспокойтесь о нас»: 5 самых трагичных судеб семей с «Титаника»

Истории с «Титаника» — о героизме, самопожертвовании и глупости

Cosmopolitan
Удивительная история великого винного афериста Руди Куарнавана Удивительная история великого винного афериста Руди Куарнавана

Руди Куарнаван и лаборатория по подделке вина

Maxim
Почему нас тянет к бывшим даже спустя много лет Почему нас тянет к бывшим даже спустя много лет

Даже если с расставания прошел не один год, нас по-прежнему к нему тянет

Psychologies
Рагнар Кьяртанссон: Возвращение «Санта-Барбары» Рагнар Кьяртанссон: Возвращение «Санта-Барбары»

Художник Рагнар Кьяртанссон стал главной звездой Дома культуры ГЭС-2

СНОБ
«Мы разрушители стереотипов!» «Мы разрушители стереотипов!»

Антон Лаврентьев и Алина Астровская — о своем творчестве, семье и терапии

OK!
Сати Спивакова: «Я не знаю, уснул ли в муже Отелло» Сати Спивакова: «Я не знаю, уснул ли в муже Отелло»

Сати Спивакова — о муже маэстро Спивакове и семейных традициях

Караван историй
Boulevard Depo и SP4K — о дружбе, новом EP Qwerty Lang и ценности фольклора Boulevard Depo и SP4K — о дружбе, новом EP Qwerty Lang и ценности фольклора

Boulevard Depo и SP4K о дружбе, черном юморе и отсылкам к русской культуре

Esquire
Астрономы нашли еще одну галактику без темной материи Астрономы нашли еще одну галактику без темной материи

Галактики такого типа плохо укладываются в современные космологические модели

N+1
Non/fiction 23: гид по международной ярмарке интеллектуальной литературы Non/fiction 23: гид по международной ярмарке интеллектуальной литературы

16 книг, которые нельзя пропустить

СНОБ
Правда «Мемориала»: почему организация не вписалась в официальную историю репрессий Правда «Мемориала»: почему организация не вписалась в официальную историю репрессий

Как «Мемориал» вошел в жесткое противоречие с силовой версией советской истории?

Forbes
В каких продуктах много витамина С В каких продуктах много витамина С

Как нужно питаться, чтобы получать витамин С в нужном объеме?

РБК
Герасим и топор, или Преступление без наказания Герасим и топор, или Преступление без наказания

Вероятно, это самое знаменитое описание преступления в мировой литературе

Дилетант
Прогресс или угроза: стоит ли нам бояться искусственного интеллекта Прогресс или угроза: стоит ли нам бояться искусственного интеллекта

Какие опасности несут в себе искусственный интеллект, цифровизация и роботизация

Популярная механика
Перелетные птицы Перелетные птицы

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

Seasons of life
Открыть в приложении