В 1884 году в Чикаго было начато строительство первого небоскреба. В нем было аж целых 10 этажей! Однако уже в начале следующего века 10-этажным домом было никого не удивить, а главное строительство небоскребов в Америке переместилось в Нью-Йорк.
Многие видели фотографию сидящих на балке строителей где-то высоко в небе над городом, она часто встречается на постерах и обложках. И конечно, с замиранием сердца задавались вопросом: как? Как они туда попали и как они могут не дрожать от страха, а преспокойно есть свой ланч? Итак, этот пост о том, как строились небоскребы в Нью-Йорке.
Lunchtime atop a Skyscraper («Обед на вершине небоскреба») - фотография из серии Construction Workers Lunching on a Crossbeam - 1932 фотографа Charles C. Ebbets.
Такое чудо, как небоскреб, не стало бы возможным без изобретения стального каркаса. Сборка стального каркаса здания - самая опасная и сложная часть строительства. Именно качество и скорость сборки каркаса определяет, будет ли проект реализован в срок и в рамках бюджета. Вот поэтому клепальщики - самая важная профессия при строительстве небоскреба.
Клепальщики - это каста со своими законами: зарплата клепальщика за рабочий день - 15 долларов, больше, чем у любого квалифицированного рабочего на стройке; они не выходят на работу в дождь, ветер или туман, они не числятся в штате подрядчика. Они не одиночки, они работают бригадами из четырех человек, и стоит одному из бригады не выйти на работу, не выходит никто. Почему же в разгар Великой депрессии на это смотрят сквозь пальцы все, от инвестора до прораба?
На помосте из досок или просто на стальных балках стоит угольная печь. В печи заклепки - 10-сантиметровые в длину и 3-сантиметровые в диаметре стальные цилиндры. «Повар» «варит» заклепки - небольшими мехами гонит в печь воздух, чтобы разогреть их до нужной температуры. Заклепка прогрелась (не слишком сильно - провернется в отверстии и придется ее высверливать - и не слишком слабо - не расклепается), теперь нужно передать заклепку туда, где она будет скреплять балки. Какая балка когда будет крепиться, известно лишь предварительно, да и передвигать горячую печь в течение рабочего дня нельзя. Поэтому часто место крепления находится от «повара» метрах в тридцати, иногда выше, иногда ниже на два-три этажа.
Передать заклепку можно единственным способом - бросить.
«Повар» поворачивается к «вратарю» и молча, убедившись, что «вратарь» готов к приему, щипцами бросает раскаленную докрасна 600-граммовую болванку в его сторону. Иногда на траектории уже сваренные балки, кинуть нужно один раз, точно и сильно.
«Вратарь» стоит на узком помосте или просто на голой балке рядом с местом клепки. Его цель - поймать летящую железку обычной жестяной консервной банкой. Он не двигается с места, чтобы не упасть. Но поймать заклепку он обязан, иначе она маленькой бомбой рухнет на город.
«Стрелок» и «упор» ждут. «Вратарь», поймав заклепку, загоняет ее в отверстие. «Упор» с внешней стороны здания, вися над пропастью, стальным стержнем и собственным весом удерживает шляпку заклепки. «Стрелок» 15-килограммовым пневматическим молотом в течение минуты расклепывает ее с другой стороны.
Лучшая бригада проделывает это фокус свыше 500 раз за день, средняя - около 250.
Опасность этой работы можно проиллюстрировать следующим фактом: каменщики на стройке страхуются по ставке 6% от зарплаты, плотники - 4%. Ставка клепальщика - 25-30%.
На здании Крайслера погиб один человек. На Wall-Street-40 погибло четверо. На Empire State - пятеро.
Каркас небоскреба состоит из сотен стальных профилей длиной несколько метров и массой в несколько тонн, так называемых beams. Хранить их при строительстве небоскреба негде - никто не позволит организовать склад в центре города, в условиях плотной застройки, на муниципальной земле.
Более того, все элементы конструкции разные, каждый может быть использован в одном-единственном месте, поэтому попытка организации даже временного склада, например на одном из последних построенных этажей, может привести к большой путанице и срыве сроков строительства.
Именно поэтому, когда я писал, что работа клепальщиков самая важная и самая сложная, я не упоминал, что она к тому же самая опасная и тяжелая. Работа тяжелее и опасней, чем у них - работа крановой бригады.
Заказ на бимсы был согласован с металлургами еще несколько недель назад, грузовики подвозят их к месту строительства минута в минуту. Независимо от погоды, их необходимо разгрузить немедленно.
Деррик-кран - стрела на шарнире, находится на последнем построенном этаже, монтажники - этажом выше. Оператор лебедки может находиться на любом этаже уже построенного здания, ведь никто не собирается останавливать подъем и отвлекать другие краны для поднятия тяжелого механизма на несколько этажей повыше для удобства монтажников. Поэтому, поднимая многотонный швеллер, оператор не видит ни саму балку, ни машину, которая ее привезла, ни своих товарищей.
Единственный ориентир для управления - удар колокола, подаваемый подмастерьем по сигналу бригадира, находящегося вместе со всей бригадой десятками этажей выше. Удар - включает мотор лебедки, удар - выключает. Рядом работают несколько бригад клепальщиков со своими молотами (вы слышали когда-нибудь шум отбойного молотка?), другие крановщики поднимают по командам своих колоколов другие швеллеры. Ошибиться и не услышать удар нельзя - швеллер или протаранит стрелу крана, или сбросит с установленной вертикальной балки монтажников, готовящихся его закрепить.
Бригадир, управляя дерриком через двух операторов, одного из которых он не видит, добивается совпадения отверстий под клепку на установленных вертикальных балках с отверстиями на поднимаемом швеллере с точностью до 2-3 миллиметров. Только после этого пара монтажников может закрепить раскачивающийся, часто мокрый швеллер огромными болтами и гайками.
В на 6-й авеню есть памятник этим ребятам, установлен в 2001 году. Моделью стала самая известная фотка, она здесь в превью первая. Так вот, сделали памятник сначала точно так, как на фото, т.е. 11 чуваков сидят на балке. А потом самого крайнего справа убрали под корень. И только из-за того, что у него в руках бутылка виски! Я понимаю, если б это сделали у нас во времена Горбачева, но у них в 2001-м! Видимо, не хотели разрушать легенду про бравых парней. Теперь это десять вполне приличных ребят, сидящих на стальной балке. Нормально. Но как-то обидно.
Памятники отважным строителям
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.
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 небоскребов на песке.
Держась за недра
Фундамент Burj Khalifa был разработан как свайно-плитный. Плита толщиной 3,7 м являет собой нечто вроде цветка с тремя лепестками, что отражает общую конструкцию здания, состоящую из центрального шестигранного ядра и трех крыльев, выполняющих роль контрфорсов (вертикальных подпирающих конструкций). Это придает зданию большую жесткость на боковую нагрузку и кручение. Плиту решено было опереть на 192 сваи диаметром 1,5 и длиной 43 м. Сваи под небоскребы в большинстве случаев являются буронабивными, то есть изготавливаются путем бурения скважин нужных диаметра и глубины и последующего их заполнения элементами арматуры и бетонным раствором.
Схема показывает распределение нагрузки на плиту фундамента. Желтым и коричневым выделены зоны наибольших вертикальных нагрузок. Они приходятся на крылья, выполняющие роль контрфорсов.
Иногда сваи пронизывают слои мягкого грунта и достигают на определенной глубине твердой скальной породы, давая твердую опору фундаменту. Но в Аравии даже на глубине 50 м породы мягкие, с низкой степенью цементации. Сваи, подпирающие плиту фундамента, являются по сути «висячими», то есть нагрузка от здания передается верхним слоям грунта через плиту и нижним — в основном через трение поверхностей сваи и грунта. Интересную инженерную проблему пришлось решать при строительстве куала-лумпурских башен-близнецов — Petronas Towers. Под местом их будущего фундамента присутствовал твердый скальный грунт, но в виде довольно крутого склона. Была возможность выбрать вариант со сваями, опирающимися на скалу, но тогда одни из них были бы совсем короткими, а другие — намного более длинными. Проектировщики опасались, что под весом зданий более длинные сваи со временем сожмутся и их длина существенно сократится, в результате чего возникнет крен. В конце концов было решено перенести строительство туда, где скальный грунт не подходил близко к поверхности, и поставить небоскребы на «висячих сваях».
Бетон отлично работает на сжатие, но не так хорошо — на растяжение и изгиб. «При возведении фундаментов используют железобетон, включающий в себя стальную арматуру и тяжелый бетон, — объясняет Елена Зайцева. — Плиты армируются горизонтальными сетками, воспринимающими изгиб, а нагрузки на сжатие принимает на себя бетон. Диаметр стальной арматуры в плитах достигает 40 мм, но в сваях могут использовать специальную арматуру и большего диаметра». Таким образом, сверхвысокое здание передает вертикальную нагрузку и изгибающие моменты основанию через плитный или плитно-свайный фундамент. Но как происходит крепление самого здания к фундаменту?
Московская специфика
Одной из особенностей проектирования высотных зданий в Москве можно назвать отсутствие прочных скальных грунтов и местами довольно высокий уровень грунтовых вод. Грунтовая толща в Москве представлена переслаивающимися слоями песчаных и глинистых грунтов различной консистенции. В принципе, это довольно хорошее основание для обычных зданий, однако учитывая, что давление под подошвой фундамента высотного здания находится в среднем в диапазоне 7−11 кг/см 2 этого становится недостаточно. Правда в Москве практически повсеместно на доступной (для зданий с большой подземной частью) и при наличии свайного основания залегает слой известняков. На него и стараются опереть фундаменты небоскребов. Однако известняк это материал, во‑первых, существенно менее прочный, чем, например, тот же гранит и, во‑вторых, они склонны к разрушению под воздействием кислот. Учитывая, что продукты жизнедеятельности человека медленно, но верно загрязняют горизонты подземных вод, необходимо иметь это в виду в долговременной перспективе существования небоскреба. Зато нам повезло с отсутствием ураганов и землетрясений, которые имели бы частый и катастрофичный характер. Вопросы защиты котлована от подтопления грунтовыми водами в период строительства решаются либо глубинным водопонижением с помощью иглофильтрационных установок, качающих воду с глубин ниже дна котлована, либо созданием водонепроницаемой «стены в грунте», нижний конец которой опускают в глинистый грунт, являющийся водоупором (т.е. непропускающий воду). Защиту подземной части здания от воды выполняют либо с помощью разных систем гидроизоляции, либо применяя, так называемую, «белую ванну». Это специальный бетон с пониженной водопроницаемостью, а в местах устройства деформационных и технологических швов устанавливаются эластичные шпонки, которые препятствуют просачиванию воды по швам. Безусловно, эти работы требуют хорошей квалификации строителей, т.к. ошибки допущенные при устройстве подземной части здания исправить очень трудно и очень дорого.
Непрерывная связь
«В настоящее время, если речь идет о высотных зданиях, соединение непосредственно конструкций здания с плитой или ростверком (балкой, распределяющей нагрузку на сваи) выполняется по жесткой схеме, — говорит Елена Зайцева. — Из плиты делаются выпуски арматуры в местах опоры на нее вертикальных конструкций таким образом, чтобы они совпадали с арматурой этих конструкций. Впоследствии при бетонировании стен и колонн арматура плиты и конструкций соединяется, образуя непрерывную связь. Это позволяет небоскребу иметь надежный «якорь», куда будет передаваться горизонтальная нагрузка, возникающая при порывах ветра или сейсмических толчках, оказывающих сдвигающее воздействие. Что же касается соединения свай с ростверком, то здесь возможно шарнирное соединение, когда арматура сваи не заводится в плиту ростверка, или жесткое — когда не только арматура, но и часть головы сваи заводится в плиту. В первом случае от здания передаются только вертикальные нагрузки на сваи, во втором — также и изгибающий момент».
Если подойти к стройплощадке, на которой только приступают к возведению небоскреба, мы не увидим ни свай, ни плиты. Скорее всего, перед нами будет зиять огромная яма: в любом, даже самом высоком небоскребе проектируются подземные этажи, а потому строительство начинается с рытья котлована. Чтобы котлован, откосы которого могут составлять 5−10 и более метров, не обвалился, возводятся ограждающие конструкции из шпунтовых свай (обычно они делаются из металла) или в виде «стены в грунте». И лишь в дне котлована будут буриться скважины под буронабивные сваи, а потом там же будет отлита плита, которая станет главной невидимой снаружи опорой небоскреба.
История высотного строительства (небоскреб)
История высотного строительства. Задолго до появления высотных зданий британские моряки небоскребом называли (skyscraper) самую высокую мачту на корабле.
Ветхозаветной Вавилон был первым городом, где люди задумали построить башню до небес. И ненормально высокие сооружения люди строили уже 4,5 тысяч лет назад (Великая пирамида в Гизе поднимается на 145 метров, уравнивается современном 40-этажном здании), настоящие небоскребы появились только в конце 19 века в США. До конца 19 века строить высотные дома было экономически невыгодно. Чтобы 16-этажное здание с камня или кирпича не развалилась под личной весом, толщина ее стен на уровне земли должна была составлять целых 2 метра. Мало удовольствия и постоянная беготни по лестнице, а лифты в то время постоянно падали: первый аварийный тормоз изобрели только в 1852 г.
— это многократное повторение в вертикальном направлении куска земли, на котором он стоит, его главная цель — приумножение стоимости этой земли. Англоязычный термин небоскреба начали использовать в 1880-х годах в США, когда, на тот момент, современные технологии позволили строить жилые и офисные здания на шесть или более этажей, ранее, в частности возникали проблемы с водоснабжением на такую высоту. Изобретение современных лифтов тоже повлиял на эти процессы. Первые современные небоскребы связанные с американскими городами Чикаго и Нью-Йорком.
Первым современным небоскребом считается , который был построен в 1885 в Чикаго. У него было 10 этажей, высотой в 42 метра. Несмотря на не очень впечатляющие характеристики, по конструкции это был первый современный небоскреб, построенный с помощью стального каркаса. Это в свою очередь освободило от напряжения стены, благодаря чему они были уникально тонкими. Дом был разрушен в 1931 году.
(построен в 1891 году.)
После появления небоскребов, начались соревнования за высокое здание в мире, и они до сих пор продолжаются.
Небоскреб, который построили в 1930 всего за одиннадцыть (11) месяцев, был самым высоким небоскребом в мире, пока через несколько месяцев, тоже в 1930, не закончилось строительство .
Сначала небоскреб назвали Банком Манхеттенськои Компании (англ. The Bank of the Manhattan Company). После того, как Банк Манхетенськои компании слился с Банком Чайсом Насиональ и стал Банк Чайс Манхеттена название банка изменилось опять к Уолл Стрит 40. В 1996 г., когда небоскреб купила компания Дональда Трампа, его стали называть Домом Трампа (англ. The Trump Building).
Гонка за право называться самым высоким зданием в мире
Небоскреб Уолл Стрит 40
планировался на 41 м выше за Дом Вулворт (англ. Woolworth Building) построен в 1913 в Манхэттене. (Дом Булворт был самым высоким небоскребом в 1930.)
Небоскреб указывал на прогресс, развитие, победу человека над ее природными ограничениями. Люди следили и наблюдали за новыми вершинами, которые осягалися очередными достижениями в области строительства небоскребов. В 1930 было закончено строительство Крайслер Билдинг, 319 метров, 77 этажей.
Но этот небоскреб оставался бесспорным лидером в мире только в течение одного года. Уже в следующем году был построен Эмпайр Стейт Билдинг, 381 м. (448 м. с антенной), 102 пов. который был самым высоким небоскребом в мире к 1972 г. Построен за 14 месяцев.
Нью-Йорк, 1930 г. Продолжается строительство .
Эмпайр Стейт Билдинг (англ. Empire State Building возведен в стиле Арт Деко небоскреб в городе Нью-Йорк, США. Находится башня на Пятой авеню между Западными 33-й и 34-й улицами. Владельцем здания является компания W & H Properties. Эмпайр Cтейт <илдинг — первое здание в мире, имеющая более 100 этажей.
В 1986 году вошел в список памьяток архитектуры национального значения США. В 2007 году здание под номером один вошло в список лучших американских архитектурных решений по версии Американского института архитекторов.
Официальное открытие состоялось 1 мая 1931 года, когда президент США Герберт Гувер включил освещение здания, нажав на кнопку в Вашингтоне. Уже в следующем году первые использованием освещения на верхушке здания было празднование победы Рузвельта над Гувером в президентской гонке в ноябре 1932 года.
Когда состоялось официальное открытие Эмпайр Стейт Билдинг, США переживали эпоху экономической депрессии. Поэтому сдать удалось далеко не все помещения, а здание получило название «Пустой Стейт Билдинг» (англ. Empty State Building). Прошло десять лет, пока все помещения, наконец, были сданы. Здание не приносила дохода владельцам до 1950 года. Только в 1951 году, после продажи Роджеру Стивенсу и его партнерам за 51 млн долларов (рекордная для тех времен цена, уплаченная за одно сооружение), здание перестала быть убыточной.
Самые высокие здания Манхэттена, Нью-Йорка, США и заодно — всего мира до Эмпайр Стейт Билдинг (1931).
Нью-Йорк (85 метров, 1875 год).
Манхэттен (114 метров, 1894 год, разрушен в 1960-х).
— высочайший здание Нью-Йорка в период с 1890 по 1899 годы.
(127 метров, 1899 год).
(186 метров, 1908 год, разрушен в 1968).
(213 метров, 1909 год).
(241 г., 1913 год).
Земляные работы начались в 1948 году, церемония заложения первого камня состоялась 12 апреля 1949 года. В строительстве был использован труд нескольких тысяч заключенных.
Высота здания — 182 м, со шпилем — 236 м.
(англ. 40 Wall Street), 70 этажа 282 м., Небоскреб в США, Манхэттен (Нью-Йорк).
(318 метров, 1930 год).
330-метровый отель «Рюгён
» в Пхеньяне стоит недостроенным памятником.
В фантастике: «Кинг-Конг» (1933) и «Небесный Капитан и Мир Будущего» (2004).
В Нью-Йорке был построен по проекту японского архитектора Минору Ямасаки, открытый 4 апреля 1973 и разрушен в результате террористического акта 11 сентября 2001 года. Комплекс состоял из 7 зданий, среди которых архитектурной доминантой были две башни-близнецы, каждая по 110 этажей (северная высотой 417 м и южная высотой 415 м). Процесс сооружения башен, каждая из которых почти с полкилометра высотой был достаточно сложным и непредсказуемым. Проект, по которому строили небоскребы, по ходу строительства приходилось многократно корректировать. Известно 11 проектов башен-близнецов, и в конце концов, построили его по первому из них. Изменение проектов заставляла строителей разрушать и перерабатывать все заново. Это на долгое время задержало строительство. Некоторое время после окончания строительства башни были высокими сооружениями в мире (до этого самым высоким зданием был дом Эмпайр-Стейт-Билдинг, который после разрушения ВТЦ вновь стал самым высоким зданием Нью-Йорке).
(1977).
(высота 105 мм, верхняя отметка 527 метров).
(высота 90 мм, верхняя отметка 452 метра).
Башни Петронас (англ. Petronas Towers, mal. Menara Petronas) — близнецы-небоскребы в Куала-Лумпуре, Малайзия. Каждая башня высотой 375 метров (со шпилем 451,9 м) имеет 88 этажей. Строительство было начато в 1995 и завершено в 1998 году. При открытии они были самыми высокими небоскребами в Евразии. Сейчас Петронас Тауэрс — самые высокие башни-близнецы в мире.
Общая площадь всех помещений здания 213 750 м ², что соответствует 48 футбольных полям. Скоростные лифты поднимаются на верхний этаж за 90 секунд. Их кабины двухярусные: верхняя открывается на четных этажах, нижняя на нечетных. Ежедневно башни могут посетить не более 1 700 туристов.
Официально башни-близнецы были открыть 28 августа 1999 года.
Тайбэй 101 (верхняя отметка 509 метров).
Самая высокая, здание Тайваня и одна из самых высоких зданий в мире.
Высота 509,2 м, 101 этаж.
Дата будивниства 1999-2004.
Стоимостью 1,7 млрд долларов.
(верхняя отметка 750 метров).
(верхняя отметка 808 метров).
(открыт в 2008 году, высота 492 м.)
открыт в 2009 году, высота 450 м.)
Мне много лет не давала покоя вот эта фотография, часто встречающаяся на постерах и обложках. И сегодня все прояснилось. Конкретно вопрос внутри меня был: как эти мужчины попали на балку. Я боюсь высоты. Не то чтобы до умопомрачения, но мои редкие сюрреалистические сны связаны с этим явлением страха. При просмотре фото и чтения текста у меня натурально потели ладони от страха.
1. “Lunchtime atop a Skyscraper” (Обед на вершине небоскреба) – фотография из серии “Construction Workers Lunching on a Crossbeam – 1932″ фотографа Charles C. Ebbets.
2. Такое чудо как небоскреб, не стало бы возможным без изобретения стального
каркаса. Сборка стального каркаса здания – самая опасная и сложная часть
строительства. Именно качество и скорость сборки каркаса определяет, будет ли
проект реализован в срок и в рамках бюджета. Вот поэтому клепальщики – cамая
важная профессия при строительстве небоскреба.
3. Клепальщики – это каста со своими законами: зарплата клепальщика за рабочий день 15$, больше любого квалифицированного рабочего на стройке; они не выходят на работу в дождь, ветер или туман, они не числятся в штате подрядчика. Они не одиночки, они работают бригадами из четырех человек, и стоит одному из бригады не выйти на работу, не выходит никто. Почему же в разгар Великой депрессии на это смотрят сквозь пальцы все, от инвестора до прораба?
4. На помосте из досок, или просто на стальных балках стоит угольная печь. В печи заклепки – 10сантиметровые в длину и 3 сантиметровые в диаметре стальные цилиндры. “Повар” “варит” заклепки – небольшими мехами гонит в печь воздух, чтобы разогреть их до нужной температуры. Заклепка прогрелась (не слишком сильно – провернется в отверстии и придется ее высверливать; и не слишком слабо – не расклепается), теперь нужно передать заклепку туда, где она будет скреплять балки. Какая балка когда будет крепиться известно лишь предварительно, да и передвигать горячую печь в течение рабочего дня нельзя. Поэтому часто место крепления находится от “повара” метрах в 30ти (тридцати), иногда выше, иногда ниже на 2-3 этажа.
5. Передать заклепку можно единственным способом – бросить.
6. “Повар” поворачивается к “вратарю” и молча, убедившись, что вратарь готов к
приему, щипцами бросает раскаленную докрасна 600граммовую болванку в его
сторону. Иногда на траектории уже сваренные балки, кинуть нужно один раз, точно
и сильно.
7. “Вратарь” стоит на узком помосте или просто на голой балке рядом с местом
клепки. Его цель – поймать летящую железку обычной жестяной консервной банкой.
Он не может двинуться с места, чтобы не упасть. Но поймать заклепку он обязан,
иначе она маленькой бомбой рухнет на город.
8. “Стрелок” и “упор” ждут. “Вратарь”, поймав заклепку, загоняет ее в
отверстие. “Упор” с внешней стороны здания, вися над пропастью, стальным
стержнем и собственным весом удерживает шляпку заклепки. “Стрелок”
15-килограммовым пневматическим молотом в течение минуты расклепывает ее с
другой стороны.
9. Лучшая бригада проделывает это фокус свыше 500 раз за день, средняя – около
250ти.
10. Опасность этой работы можно проиллюстрировать следующим фактом: каменщики
на стройке страхуются по ставке 6% от зарплаты, плотники – 4%. Ставка
клепальщика – 25-30%%.
11. На здании Крайслера погиб один человек. На Wall-Street-40 погибло четверо.
На Empire State – пятеро.
12. Каркас небоскреба состоит из сотен стальных профилей длиной несколько
метров и массой в несколько тонн, так называемых beams. Хранить их при
строительстве небоскреба негде – никто не позволит организовать склад в центре
города, в условиях плотной застройки, на муниципальной земле. Более того, все
элементы конструкции разные, каждый может быть использован в одном единственном
месте, поэтому попытка организации даже временного склада, например, на одном
из последних построенных этажей может привести к большой путанице и срыве
сроков строительства.
13. Именно поэтому, когда я писал, что работа клепальщиков самая важная и самая сложная, я не упоминал, что она к тому же самая опасная и тяжелая. Работа тяжелее и опасней, чем у них – работа крановой бригады.
14. Заказ на бимсы был согласован с металлургами еще несколько недель назад, грузовики подвозят их к месту строительства минута в минуту, независимо от погоды их необходимо разгрузить немедленно.
15. Деррик-кран – стрела на шарнире, находится на последнем построенном этаже,
монтажники – этажом выше. Оператор лебедки может находиться на любом этаже уже
построенного здания, ведь никто не собирается останавливать подъем и отвлекать
другие краны для поднятия тяжелого механизма на несколько этажей повыше для
удобства монтажников. Поэтому поднимая многотонный швеллер, оператор не видит
ни саму балку, ни машину, которая ее привезла, ни своих товарищей.
16. Единственный ориентир для управления – удар колокола, подаваемый подмастерьем по сигналу бригадира, находящегося вместе со всей бригадой десятками этажей выше. Удар – включает мотор лебедки, удар – выключает. Рядом работают несколько бригад клепальщиков со своими молотами (вы слышали когда-нибудь шум отбойного молотка?), другие крановщики поднимают по командам своих колоколов другие швеллеры. Ошибиться и не услышать удар нельзя – швеллер или протаранит стрелу крана, или сбросит с установленной вертикальной балки монтажников, готовящихся его закрепить.
17. Бригадир, управляя дерриком через двух операторов, одного из которых он не
видит, добивается совпадения отверстий под клепку на установленных вертикальных
балках с отверстиями на поднимаемом швеллере с точностью до 2-3 миллиметров.
Только после этого пара монтажников может закрепить раскачивающийся, часто
мокрый швеллер огромными болтами и гайками.
18. В Нью-Йорке на 6-ой авеню есть памятникам этим ребятам, установлен в 2001 г. Моделью стала самая известная фот-ка, она в здесь в превью первая. Так вот, сделали памятник сначала точно так, как на фото, т.е. 11 чуваков сидят на балке. А потом самого крайнего справа убрали под корень. И только из-за того, что у него в руках бутылка виски!!!Я понимаю если б это сделали у нас во времена Горбачева, но у них в 2001!! Видимо не хотели разрушать легенду про бравых парней. Теперь это 10 вполне приличных ребят сидящих на стальной балке. Нормально. Но как-то обидно.
Стремление построить самое высокое здание в мире наблюдалось на протяжении всей истории архитектуры. Тысячи рабочих трудились на пирамидах древнего Египта , соборах Европы и постройке других бесчисленных башен, выполняя замыслы архитекторов, мечтающих создать нечто, внушающее благоговейный трепет.
Люди строят небоскребы , в первую очередь, потому, что они удобны — можно создать большую полезную площадь на относительно малом участке. Но и желание удовлетворить собственное величие тоже играет значительную роль в сфере строительства, как это было в более ранних цивилизациях.
Вплоть до сравнительно недавнего времени, строить высотные здания было невозможно. Конструкции теряли устойчивость после достижения определенной высоты. В конце 1800-х годов новые технологии преодолели эти ограничения. Стало возможным жить и работать в колоссальной башне, в сотнях метров над землей.
Борьба с гравитацией
Главным препятствием для стремления здания вверх – земное притяжение (гравитация ). Представьте себе, что вы несете человека на ваших плечах. Если он достаточно легок, вы можете удерживать его на себе без проблем. Но если поставить еще одного человека на плечи этому человеку (построить башню выше), то нести такой вес в одиночку будет гораздо труднее. Чтобы сделать башню, состоящую из нескольких людей в высоту, вам нужно поставить больше людей в ее основание, чтобы выдержать возросший вес.
Так работают настоящие пирамиды и другие высокие каменные сооружения. У них должно быть много материала внизу, чтобы поддерживать общий вес всех материалов, находящихся выше. С добавлением каждого нового слоя в высоту, суммарная сила на каждую точку ниже этого слоя увеличивается. Если бы пришлось продолжать наращивать основание пирамиды, то строительство могло бы затянуться на неопределенный срок. Строить высокую пирамиду становится невозможным очень скоро, поскольку ее основание занимает слишком много свободной земли.
В обычных зданиях, из кирпичей и строительного раствора , вы должны создавать утолщение в нижней части стены для строительства новых верхних этажей. После достижения определенной высоты, это очень непрактично. Если на нижних этажах почти нет места, то какой смысл в создании высотного здания?
Используя вышеописанную технологию, люди не могли построить дома более 10 этажей — это просто не представлялось возможным. Но к началу 20-го века инженеры смогли преодолеть это «высотное ограничение». Социальными обстоятельствами, которые привели к небоскребам, были растущие американские города, особенно, Чикаго. Все промышленники хотели, чтобы их офисы располагались недалеко от центра города, но там не хватало места. В этих городах у архитекторов возникла необходимость для расширения мегаполиса вверх, а не вширь.
Основными технологическими усовершенствованиями, которые дали возможность массового строительства небоскребов – были железо и сталь . Новые производственные процессы позволили получить длинные балки из литого железа. По сути, это дало архитекторам целый ряд новых строительных элементов для работы. Узкие, сравнительно легкие, металлические балки могли выдержать гораздо больше веса, чем толстые кирпичные стены в старых зданиях, занимающие часть пространства. С появлением бессемеровского процесса, первого эффективного метода для массового производства стали, архитекторы отошли от железа. Сталь, которая легче и прочнее железа, позволила построить еще более высокие здания.
Гигантская сеть из балок и колонн
Центральной структурой поддержки небоскреба является его стальной каркас . Металлические балки заклепываются друг с другом и формируют вертикальные колонны . На уровне каждого этажа эти вертикальные колонны соединены по горизонтали балками . Во многих домах имеются также диагональные балки, для дополнительной структурной поддержки.
В этой гигантской трехмерной сетке, называемой супер структурой , весь вес в здании передается непосредственно на вертикальные колонны. Колонны концентрируют силу тяжести на сравнительно небольшой площади своего сечения. Это концентрированное усилие затем распределяется в фундаменте под колонной.
В типичном фундаменте небоскреба, каждая вертикальная колонна стоит на опоре распространения — железной пластине, которая расположена на вершине ростверка . Ростверк — это ряд горизонтальных стальных балок, выровненных бок о бок в несколько слоев. Ростверк опирается на толстую бетонную подушку, отлитую непосредственно на твердом грунте. После того, как вся конструкция собрана, она покрывается бетоном.
Эта структура расширяется под землей, точно так же, как пирамида расширяется вниз. Вес здания колоннами распределяется на более широкую поверхность фундамента. В конечном счете, весь вес здания оказывается непосредственно на жестком глинистом материале под землей. Очень тяжелые здания покоятся на огромных бетонных опорах, сваях , которые забиваются в грунт вплоть до его прочного несущего слоя .
Основное преимущество стальной скелетной структуры состоит в том, что наружные стены нужны исключительно для защиты помещений от наружного воздуха и несут только их собственный вес. Это позволяет архитекторам открыть здание настолько, насколько они пожелают, в отличие от толстых стен в традиционном строительстве. Во многих небоскребах, особенно тех, которые построены в 1950-х и 1960-х годах, внешние стены выполнены почти полностью из стекла, открывая потрясающий вид на город.
Создание функциональности
Железо и сталь открыли возможность строительства высоких зданий. Но это — только половина картины. Прежде чем высотные небоскребы смогли стать реальностью, инженеры должны были сделать их практичными.
Как только в здании получается более, чем пять или шесть этажей, лестница становится довольно неудобной технологией. Небоскребы никогда не работали бы без появления технологии лифта . С тех пор, как первый пассажирский лифт был установлен в Нью-Йоркском универмаге Haughwout в 1857 году, шахты лифта были главной частью дизайна небоскреба. В большинстве небоскребов шахты лифтов составляют центральное ядро здания.
Лифт со стеклянным полом, расположенный в радио-башне Окленда в Новой Зеландии, поднимает посетителей на высоту 328 метров 70-этажного здания каждые 15 минут. Скорость движения кабины составляет 18 км/час.
Проектирование структуры лифтов небоскреба является, своего рода, решением системы уравнений. Чем больше вы добавляете этажей к зданию, тем больше увеличивается степень «заселенности» здания. Когда у вас появляется больше людей, вы, очевидно, будете нуждаться в большем количестве лифтов, или холлы заполнятся людьми, ждущими своей очереди. Но шахты лифта занимают много комнат, таким образом, вы теряете полезную площадь на каждом лифте, который вы добавляете. Чтобы сделать больше комнат для людей, вы должны добавить больше этажей. Выбор правильного соотношения количества этажей и лифтов является одной из самых важных частей проектирования высотного здания.
Создание безопасности является также основным соображением в дизайне. Небоскребы не работали бы так хорошо без появления новых несгораемых строительных материалов в 1800-х. В наши дни небоскребы также снабжены оборудованием с современным оборудованием пожаротушения, которое тушит большинство пожаров, прежде чем они распространятся очень далеко. Это чрезвычайно важно, когда у Вас есть тысячи людей, живущих и работающих в сотнях метров выше безопасного выхода.
Архитекторы также обращают особое внимание на комфорт жителей здания. Эмпайр Стейт Билдинг, например, был разработан так, его жители всегда будут в пределах 10 метров от окна. У здания Commerzbank во Франкфурте, Германия, есть спокойные внутренние области с настоящим садом, построенные напротив офисных областей здания в поднимающейся спиральной структуре. Здание только тогда становится успешным, когда архитекторы сосредоточились не только на его структурной стабильности, но также и удовлетворении потребностей жителей и удобстве использования.
Сопротивление ветру
В дополнение к вертикальной силе тяжести, небоскребы также должны иметь дело с горизонтальной силой ветра . Большинство небоскребов может легко раскачиваться на несколько метров в любом направлении, как качающееся дерево, не повреждая их структурную целостность. Основная проблема с горизонтальным движением состоит в том, что оно затрагивает людей, находящихся внутри. Если здание перемещается на существенное горизонтальное расстояние, то люди сильно ощущают это воздействие.
Самый основной метод для управления горизонтальным воздействием заключается в ужесточении структуры. В точке, где горизонтальные балки примыкают к вертикальной колонне, строители сваривают их вершины и основания, а также стороны. Это делает всю стальную супер структуру значительно жестче, в сравнении с гибким скелетом.
Для более высоких небоскребов более жесткие связи уже не обеспечивают защиты от раскачивания. Чтобы воспрепятствовать этим сильным колебаниям, инженеры должны построить особенно мощные конструкции, проходящие через центр здания. В Эмпайр Стейт Билдинг, Chrysler Building и других небоскребах той эры, область вокруг центральных шахт лифтов укреплена крепкой стальной связкой, окруженной диагональными лучами. Новые здания имеют одно или несколько железобетонных ядер, встроенных в центр здания.
Создание более жестких зданий защищает их от землетрясения . В основном, все строительные конструкции небоскреба раскачиваются синхронно с горизонтальными колебаниями земли, таким образом, его стальной скелет не искривляется и не напряжен. Это помогает защитить структуру небоскреба, но может довольно сильно сказываться на людях, находящихся внутри и может также нанести большой ущерб мебели и оборудованию. Несколько компаний разрабатывают новую технологию, которая будет противодействовать горизонтальному движению здания, чтобы ослабить силу вибрации.
Некоторые здания уже используют создающие компенсацию ветру демпферы. Центр Citicorp в Нью-Йорке, например, использует настраивающийся массивный демпфер. В этой сложной системе масляные гидравлические системы выдвигают 400-тонный железобетонный груз назад и вперед на одном из верхних этажей, перемещая вес всего здания в горизонтальном направлении. Сложная компьютерная система тщательно контролирует, как ветер перемещает здание и соответственно смещает груз. Некоторые аналогичные системы перемещения веса здания основаны на движении гигантских маятников.
Вертикальные различия
Небоскребы бывают всех форм и размеров. Стальной скелет из колонн и балок делает их структуру чрезвычайно гибкой. Единственный реальный предел — воображение архитекторов и инженеров, которые создают детали небоскреба.
Самые ранние небоскребы, построенные в конце 1800-х, были примитивными коробками со стенами из камня и стекла. Архитекторам, которые построили эти здания, достаточно было их чрезвычайной, по тем временам, высоты. В начале 20 века, эстетика начала изменяться. Здания стали более высокими, и архитекторы добавляли экстравагантные готические элементы, скрывая квадратную стальную структуру внутри.
Движение арт-деко 1920-х, 30-х и 40-х расширило этот подход, создавая здания, которые выглядели как истинные произведения искусства. Некоторые самые известные небоскребы, включая Эмпайр Стейт Билдинг, пришли к нам из этой эры. Утилитарность вернулась снова в 1950-х, когда начал утверждаться интернациональный стиль. Как и у самых ранних небоскребов, у этих зданий был минимальный декор. Они были сделаны, главным образом, из стекла, стали и бетона.
С 1960-х годов много архитекторов применяли небоскреб в новых и неожиданных ракурсах. Одной из самых интересных — была комбинация нескольких вертикальных скелетных секций в одном здании. Сирс-Тауэр в Чикаго, самый известный пример этого подхода, состоит из девяти башен различной высоты.
Вперед и вверх
Право называться «самым высоким в мире» регулярно переходит от небоскреба к небоскребу. Это — один из самых захватывающих конкурсов в строительстве.
По общему мнению, гонка небоскребов далека от окончания. Есть более, чем 50 предложенных проектов, которые побили бы текущий рекорд. Но, на сегодня, эти более амбициозные здания, существуют пока только в теории. Действительно ли они возможны? Согласно некоторым техническим экспертам, реальное ограничение — деньги, а не технология. Супер высокие здания потребовали бы чрезвычайно прочных материалов и глубоко укрепленных оснований. Строительные команды должны были бы разработать системы транспортировки, чтобы поднимать материалы и бетон до высших уровней. Сооружение такого здания может обойтись в десятки миллиардов долларов.
Кроме того, были бы логистические проблемы с лифтами. Чтобы сделать верхние этажи в 200-этажном здании легкодоступными, Вы нуждались бы в большом количестве лифтов, которые займут большую площадь в центре здания. Одно из легких решений этой проблемы состоит в том, чтобы устроить лифты, таким образом, чтобы они проходили только через часть здания. Пассажиры, которые хотят поехать на вершину, доехали бы на одном лифте половину пути, вышли, а затем проехали бы на другом лифте остальную часть пути.
Эксперты разделились в том, как высоко мы можем действительно подняться в ближайшее будущее. Некоторые говорят, что мы могли построить здание высотой в 1609 метров с существующей технологией, в то время как другие говорят, что мы должны были бы разработать более легкие, более прочные материалы, более быстрые лифты и передовые демпферы, прежде чем эти здания стали бы реальностью. Будущие технологические достижения, очевидно, приведут к высотным городам.
Человечество просто вынуждено строить вверх в будущем, чтобы сохранить землю. Когда вы строите вверх, то можете сконцентрировать намного больше городских структур в одной небольшой площади, вместо того, чтобы распространиться в неиспользованные природные зоны. Города небоскребов также были бы очень удобны: Больше компаний и предприятий может быть сгруппировано в городе, уменьшая время на транспортные перевозки между ними.
Но главная сила, заставляющая устраивать гонку небоскребов, это человеческое тщеславие. Где монументальная высота когда-то чтила богов и королей, там она теперь прославляет корпорации и города — все хотят иметь самое большое здание на планете. Этот двигатель был основным фактором в развитии небоскреба за прошлые 120 лет и вряд ли что-то изменится в обозримом будущем.
