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 рекомендаций, которые помогут контролировать уровень сахара в крови 8 рекомендаций, которые помогут контролировать уровень сахара в крови

Если вы заботитесь о своем здоровье, важно контролировать уровень сахара в крови

Популярная механика
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
Почему на самом деле у металлических крышек для бутылок ровно 21 зубец и зачем они вообще нужны Почему на самом деле у металлических крышек для бутылок ровно 21 зубец и зачем они вообще нужны

Почему у металлических крышек для стеклянных бутылок ровно 21 зубчик?

ТехИнсайдер
За сколько можно похудеть так, чтобы все заметили? За сколько можно похудеть так, чтобы все заметили?

Какие сроки для похудения реальны – недели, месяцы, годы?

Cosmopolitan
50 вопросов, которые помогут построить более глубокие отношения 50 вопросов, которые помогут построить более глубокие отношения

О чем спросить человека, чтобы действительно узнать его лучше?

Psychologies
Беседы с Михаилом Пиотровским: «Хороший тон: Разговоры запросто, записанные Ириной Кленской» Беседы с Михаилом Пиотровским: «Хороший тон: Разговоры запросто, записанные Ириной Кленской»

Отрывок из книги Ирины Кленской о музейных сокровищах и людях

СНОБ
Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали

Какие заболевания могут ожидать персонажей киновселенной Marvel в будущем

Популярная механика
Курс на Сахалин Курс на Сахалин

Впервые стартовала чартерная программа по направлению Москва – Южно-Сахалинск

Отдых в России
Тренд сезона Тренд сезона

В Саратовской области активный туризм пользуется огромной популярностью

Отдых в России
Долой лишний вес: 10 лучших приложений для похудения Долой лишний вес: 10 лучших приложений для похудения

Если борешься с ненавистными кило, лови нашу подборку виртуальных помощников

Playboy
«Меняйтесь для себя»: читательница VOICE о том, как она похудела почти на 50 кг «Меняйтесь для себя»: читательница VOICE о том, как она похудела почти на 50 кг

История похудения Анны Исраелян

VOICE
5 вопросов, которые стоит задать себе перед большой покупкой 5 вопросов, которые стоит задать себе перед большой покупкой

В моменты сомнений всегда поможет разговор с собой

GQ
Фантастическая наноскульптура: слон высотой в сотые доли миллиметра Фантастическая наноскульптура: слон высотой в сотые доли миллиметра

Наноскульптуры Джонти Гурвица, которые нельзя увидеть невооруженным глазом

Популярная механика
Как не сбить режим в праздники: пытаться выспаться за весь год опасно Как не сбить режим в праздники: пытаться выспаться за весь год опасно

Наконец-то можно отоспаться за весь прошедший год. Но хорошая ли это идея?

Cosmopolitan
Грумеры боятся стричь пуделей: 5 интересных фактов о собачьих парикмахерах Грумеры боятся стричь пуделей: 5 интересных фактов о собачьих парикмахерах

Делимся некоторыми интересными фактами о работе грумеров

Популярная механика
Как выбрать аромат для дома Как выбрать аромат для дома

Как правильно подобранный аромат помогает справиться со стрессом и хандрой?

Psychologies
Fast Company опубликовало четыре самые обнадеживающие технологии года Fast Company опубликовало четыре самые обнадеживающие технологии года

Fast Company собрало несколько перспективных технологических направлений

Inc.
Аплодисменты для медведя Аплодисменты для медведя

Корреспондент Юлия Тихонова побывала на вершине Северного Басега

Отдых в России
Не предавай свои мечты: певица NIKKA и ее путь к успеху! Не предавай свои мечты: певица NIKKA и ее путь к успеху!

Певица NIKKA — о том, как поражение и неудачи становятся началом успеха

Cosmopolitan
Изотопы свинца в белилах картин голландских художников указали на смену сырья Изотопы свинца в белилах картин голландских художников указали на смену сырья

Ученые провели изотопный анализ белил в картинах голландских художников

N+1
10 антиутопий и их экранизации 10 антиутопий и их экранизации

Выдающиеся антиутопии, которые можно не только почитать, но и посмотреть

СНОБ
3 мифа о теории привязанности 3 мифа о теории привязанности

Стиль привязанности очень сильно влияет на нашу личность и на отношения

Psychologies
«У сильных желаний нет обстоятельств». Как люди с ограниченными возможностями исполняют свои мечты «У сильных желаний нет обстоятельств». Как люди с ограниченными возможностями исполняют свои мечты

Что помогает людям с ограниченными возможностями добиваться желаемого

СНОБ
Жизнь в моменте Жизнь в моменте

Получать удовольствие от процесса гораздо важнее, чем достичь результата

Лиза
Наночастица помогла лазеру быстрее разогнать ионы газа Наночастица помогла лазеру быстрее разогнать ионы газа

Что происходит при облучении лазерным импульсом наночастиц в атмосфере гелия

N+1
Атака на «Озеро» Атака на «Озеро»

Прельжокаж начинал как варвар — переиначивал классику, а сегодня — сам классик

Seasons of life
Эффективные упражнения на общую и силовую выносливость: видео Эффективные упражнения на общую и силовую выносливость: видео

С помощью каких несложных упражнений можно улучшить физическую форму

РБК
Анна Хилькевич: «Я готова сниматься в «Универе» всю жизнь!» Анна Хилькевич: «Я готова сниматься в «Универе» всю жизнь!»

Актриса рассказала о съемках в сериале «Универ.10 лет спустя» и секретах красоты

Cosmopolitan
Космическая еда: что едят космонавты Космическая еда: что едят космонавты

Что едят космонавты в космосе?

ТехИнсайдер
Илон Маск рекомендует: пять книг, которые стоит прочитать Илон Маск рекомендует: пять книг, которые стоит прочитать

Книги, которые рекомендует Илон Маск

Forbes
Открыть в приложении