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

7 крутых маринадов для шашлыка, которые вам точно пригодятся на майских праздниках 7 крутых маринадов для шашлыка, которые вам точно пригодятся на майских праздниках

Мясо само себя не приготовит: собрали для вас семь вкусных шашлычных маринадов

Популярная механика
Зеленый свет: рисуем стрелки неоновым лайнером к Новому году и Рождеству Зеленый свет: рисуем стрелки неоновым лайнером к Новому году и Рождеству

Подвести глаза неоновым зеленым лайнером. Уже испугалась?

Cosmopolitan
Корректировать размер скидки и определить брак: в чем ИИ поможет даже малому бизнесу Корректировать размер скидки и определить брак: в чем ИИ поможет даже малому бизнесу

Что именно искусственный интеллект делает для бизнеса уже сегодня?

Inc.
Смотреть как преступник Смотреть как преступник

Линор Горалик о сериале «Мыслить как преступник»

Weekend
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
Kuzzz-basss. Yeah, baby Kuzzz-basss. Yeah, baby

Путешествие может быть лучше, чем секс, только если оно и есть секс

Playboy
Льняное масло: польза и вред, советы врача Льняное масло: польза и вред, советы врача

Что нужно знать о льняном масле и какие могут быть от него побочные эффекты?

РБК
Бесчеловечный изобретатель: может ли искусственный интеллект быть настоящим автором Бесчеловечный изобретатель: может ли искусственный интеллект быть настоящим автором

Австралийский суд признал, что ИИ может обладать правами на свое изобретение

Forbes
Эвакуатор для своих: бармен из Санкт-Петербурга придумал как заработать, когда закрыли общепит Эвакуатор для своих: бармен из Санкт-Петербурга придумал как заработать, когда закрыли общепит

Как бармен переоборудовал грузовик и стал частным эвакуатором

VC.RU
Праздник по карману Праздник по карману

5 лайфхаков к Новому году: как не разориться на покупках

Лиза
Особенности профориентации подростков Особенности профориентации подростков

Если подросток мечтает стать практикующим психологом

СНОБ
Гонки на газонокосилках: самый безумный вид спорта Гонки на газонокосилках: самый безумный вид спорта

Кто и как придумал гонки на газонокосилках?

Популярная механика
Как сохранить эмоциональное здоровье при любых обстоятельствах Как сохранить эмоциональное здоровье при любых обстоятельствах

Как жить, когда вокруг неспокойно?

Psychologies
Как попасть на платформу 9 и 3/4 в реальном мире? Как попасть на платформу 9 и 3/4 в реальном мире?

Можно ли успеть на «Хогвартс-Экспресс»?

Популярная механика
Нашествия цикад: как и почему раз в 13 или 17 лет из-под земли появляются эти насекомые Нашествия цикад: как и почему раз в 13 или 17 лет из-под земли появляются эти насекомые

Циклы цикад: почему происходит нашествие?

Популярная механика
Правила жизни Ли Куан Ю Правила жизни Ли Куан Ю

Правила жизни первого премьер-министра Сингапура Ли Куан Ю

Esquire
Цепная реакция, или ветви одного открытия Цепная реакция, или ветви одного открытия

Судьба научной школы Николая Николаевича Семёнова

Наука и жизнь
Мыли и снова пользовались: история презервативов с древности до наших дней Мыли и снова пользовались: история презервативов с древности до наших дней

Какими были презервативы в древности и какими они стали сегодня

Cosmopolitan
Магнитное экранирование ядра в атоме гелия-3 уточнили на порядок Магнитное экранирование ядра в атоме гелия-3 уточнили на порядок

Физики смогут сделать из гелия-3 стандарт магнитометрии

N+1
Авторские приседания и гадание по ногтям: чем стал биохакинг в современном мире Авторские приседания и гадание по ногтям: чем стал биохакинг в современном мире

Какое отношение биохакинг имеет к тренингам духовного развития?

Forbes
История бетонного забора с ромбиками История бетонного забора с ромбиками

Esquire разыскал создателя бетонного забора с ромбиками

Esquire
Почему всегда так сложно выбрать подарок для мужчины? Почему всегда так сложно выбрать подарок для мужчины?

Объясняем, почему подарок для мужика — это всегда квест

Maxim
Тень отцов Тень отцов

Новогодние каникулы — волшебная пора, когда никто не работает и не учится

Men’s Health
«Все подруги замужем, а я?»: как эта установка портит нам жизнь «Все подруги замужем, а я?»: как эта установка портит нам жизнь

Как не сравнивать себя с другими и почему не стоит гнаться за замужеством?

Psychologies
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
Зачем я лайкаю себя? Зачем я лайкаю себя?

Что нам нужно от других? Внимание, уважение, симпатия, сочувствие?

Psychologies
Развод по-французски Развод по-французски

Марта Ришар осталась в истории как человек, закрывший все публичные дома

Playboy
10 лучших сериалов 2021 года 10 лучших сериалов 2021 года

Рейтинг лучших сериалов 2021 года

Esquire
Топ-5 самых длинных перелетов Топ-5 самых длинных перелетов

Самые продолжительные перелеты, которые совершались без единой посадки

Популярная механика
Немецкие физики сообщили о возможном открытии тетранейтрона Немецкие физики сообщили о возможном открытии тетранейтрона

Группа физиков сообщила об обнаружении частицы, состоящей из четырех нейтронов

N+1
Открыть в приложении