Как строят высокие дома и почему они не падают?

Главная » Как? » Как строят высокие дома и почему они не падают?

Высотное строительство решает множество проблем – оно позволяет комфортно размещать большее число людей на меньших площадях в крупных городах, обеспечивает миллионы рабочих мест, помогает развивать технологии и двигать инженерную мысль.

Кроме того, небоскребы являются чуть ли не самым впечатляющим примером высот, которых способна достигнуть цивилизация, в буквальном и метафорическом смысле. Как строят высотные дома и почему дома не падают? Ответ на этот вопрос найти не так просто – тут необходимо обратиться к физике, технике, геометрии и даже сопромату.

Как строят высокие дома и почему они не падают?

Как строят высокие дома?

Строительство наиболее впечатляющих небоскребов всегда не является типовым. Под каждый объект создают индивидуальный проект, обычно включающий немало оригинальных инженерных решений, проводят геологическую разведку для выбора наиболее подходящего места, учитывают погоду, сейсмическую активность, решают логистические проблемы и организуют систему подвода коммуникаций.

Строительство начинается с создания гигантского котлована, где бурят многометровые тоннели под массивные колонны, а потом прокладывают плиту фундамента, из которой вырастает паутина прочнейшей арматуры.

На начальных этапах строительства применяются обыкновенные башенные краны, с высоты от 50 до 150 метров переходя к кранам, которые крепятся к внешним конструкциям небоскреба, а свыше 150 м применяют массивные крановые конструкции, которые плотно фиксируются на несущих элементах структуры небоскреба.

Еще одна важная деталь – организация доставки бетона, в самых крупных проектах используют стационарные, собираемые на месте массивные машины, автоматически, по трубам, поставляющие жидкий бетон даже к самым высоким этажам.

Конструктивные изыски

Пирамида или мачта – современные строительные технологии подразумевают возведение небоскребов методом образования монолитной конструкции. То есть стальная арматура из недр опорных колонн жестким или шарнирным методом соединяется с конструкциями всего здания, возносящегося к горним высотам. Если раньше наиболее устойчивой формой для небоскреба была пирамидальная конструкция (например, у сталинских высоток в Москве), то сейчас она широко объединяется с принципом мачты, когда гигантские строения на много сотен этажей получают возможность изгибаться в нужную сторону при ветровых нагрузках подобно мачте корабля.

Еще один момент, который необходимо учитывать в вопросе, почему дома не падают, – страшный ветер, который в отношении самых крупных современных высоток способен оказывать вертикальное и горизонтальное давление. Казалось бы – выстоять перед стихией невозможно. Однако и тут инженеры находят способы решения проблемы. Небоскребы возводят по принципу ветрорезов, когда многогранная конструкция здания позволяет рассекать и ослаблять потоки воздуха, или обтекаемых форм, помогающих избегать избыточного давления на структуру.

Самой большой изюминкой современных инженерных технологий при возведении высотных объектов становится вопрос демпфирования – то есть снижения механических нагрузок искусственными методиками. Тут каждый архитектор находит что-то свое – кто-то использует маятники колоссальных размеров, кто-то выстраивает стены особенным образом, а Моше Сафди, именитый архитектор из Израиля, при строительстве отеля Marina Bay Sands, что в Сингапуре, водрузил на три башни здания гигантский бассейн, вода в котором служит естественным источником подавления колебаний здания и даже помогает гасить вибрации от землетрясений.

Яркие примеры

Самым известным небоскребом в мире является нью-йоркский «Эмпайр-стейт-билдинг», составленный из плотно пригнанных друг к другу металлических профилей. Он отвечает на вопрос, как строят высокие дома, однозначно – очень надежно. Металлическая башня во времена Второй мировой войны сумела выдержать даже аварию с участием влетевшего в нее бомбардировщика.

Бурдж-Халифа – легендарный небоскреб из Дубая достигает высоты в 648 метров и демонстрирует сразу две особенности инженерных решений при строительстве небоскребов. Башня покоится на «висячих» опорах фундамента, не достигающих скальной породы, а исполнена она в форме асимметрично-ступенчатой пирамиды, придающей устойчивость и позволяющей рассекать порывы ветра.

Ярчайший пример современного строительства небоскребов – Тайбей 101 в Тайване. Эта высотка располагает маятником-демпфером размером в четыре этажа и весом в 660 т. Этот маятник позволяет зданию гасить колебания конструкции и даже выдерживать сейсмическую активность свыше 6,8 баллов.

Отвечая на вопрос, как строят высокие дома и почему они не падают, можно с уверенностью резюмировать – каждый раз создается уникальный проект, способный бороться с воздействием природных факторов и выдерживать собственный вес без стеснения.

Почему высокие дома не падают?

Основные проблемы, которые необходимо решить при строительстве небоскребов, – повышение давления на грунт, где происходит возведение, цельность конструкции и стойкость фундамента, борьба с ветровыми нагрузками при повышении высоты и площади здания, а также подавление механических колебаний.

Ответить на вопрос, почему дома не падают в Нью-Йорке и Чикаго, где начиналась история современного высотного строительства, достаточно просто, там конструкции весом в несколько десятков и даже сотен тысяч тонн возводились, прочно опершись на скальные породы, способные выдерживать такие нагрузки без труда. Другое дело – Саудовская Аравия, где строительство идет на вязких песчаных грунтах, тут приходится заботиться о широких, глубоких и прочных фундаментах.

Выдерживать нагрузки невероятного масштаба современным небоскребам помогают фундаменты, которые формируются на основе сочетания бетона предельных показателей прочности и стальной арматуры высшего качества. Фундамент состоит из монолитной плиты, толщина которой может превышать три метра, и опорных колонн, при помощи бурения глубоко погружаемых в грунт на дне котлована небоскреба.

Задаваясь вопросом, как строят высотные дома в разных странах мира, стоит отметить, что фундаменты всех самых масштабных небоскребов формируются с учетом особенностей грунта. Например, в Саудовской Аравии местные гиганты опирают на колонны глубиной в 50 метров и более, с расчетом на то, что они при этом «висят» над бездной мягкого грунта, а в крупных городах США, стоящих на твердой почве, хватает двадцати-тридцатиметровых опор.

Как высоко могут летать птицы? В обычно время большая часть птиц летают примерно на расстоянии 150 м от земли. Когда наступает время покидать обычное местопребывания и лететь...
Как удалить суперклей с одежды? Одно из самых полезных изобретений, которое когда-либо было создано — это суперклей. Вязкая прозрачная масса позволит склеит любой предмет в считанные...
Как вызвать осознанный сон? Осознанный сон, каков он? Это сон, в котором человек- творец своих сновидений. Полный контроль над сюжетом своего сна, вот о чем многие дети и даже не...
Просмотров: 83