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

Как поддержать здоровье костей и сохранить костную массу с возрастом Как поддержать здоровье костей и сохранить костную массу с возрастом

Как поддержать высокую плотность костной ткани в организме?

Популярная механика
Гонки на газонокосилках: самый безумный вид спорта Гонки на газонокосилках: самый безумный вид спорта

Кто и как придумал гонки на газонокосилках?

Популярная механика
Напиши мне, напиши: как сервисы e-mail будут бороться с мессенджерами Напиши мне, напиши: как сервисы e-mail будут бороться с мессенджерами

Как сервисы электронной почты будут удерживать пользователей?

Forbes
Как быстрее вылечить насморк: 7 советов врача Как быстрее вылечить насморк: 7 советов врача

Как избавиться от насморка и при этом не навредить себе

РБК
Что такое «сухой запой» и что не так с решением жить в трезвости Что такое «сухой запой» и что не так с решением жить в трезвости

Что такое «сухой запой», почему так происходит и как спастись

Maxim
Non/fiction 23: гид по международной ярмарке интеллектуальной литературы Non/fiction 23: гид по международной ярмарке интеллектуальной литературы

16 книг, которые нельзя пропустить

СНОБ
Нас догонят Нас догонят

Иван Давыдов о сериале «След»

Weekend
80 м² 80 м²

Нарядный, но относительно недорогой интерьер трехкомнатной квартиры

AD
Портрет новой российской науки: Мария Назарова — нейробиолог, управляющая нейронами на расстоянии Портрет новой российской науки: Мария Назарова — нейробиолог, управляющая нейронами на расстоянии

Нейробиолог Мария Назарова: мы еще так мало знаем о мозге

Esquire
5 пунктов из ПДД, которые не помнит почти никто: самые сложные вопросы 5 пунктов из ПДД, которые не помнит почти никто: самые сложные вопросы

5 самых сложных дорожных ситуаций, правильные действия в которых помнят единицы

Популярная механика
Ноутбук из Антарктиды и полярный интернет: техника исследовательских станций Ноутбук из Антарктиды и полярный интернет: техника исследовательских станций

Как устроена связь Антарктиды с другими материками и зачем туда летают сисадмины

Популярная механика
Насколько опасны синтетические пищевые красители для вашего здоровья? Насколько опасны синтетические пищевые красители для вашего здоровья?

Как снизить риск развития колоректального рака.

Популярная механика
Визажист и бизнесмен Елена Крыгина —  Forbes: «Мне важно круто продать компанию» Визажист и бизнесмен Елена Крыгина —  Forbes: «Мне важно круто продать компанию»

Елена Крыгина — о том, почему она производит косметику в России

Forbes
Химики получили первые сэндвичевые комплексы селена и теллура Химики получили первые сэндвичевые комплексы селена и теллура

Химики получили полусэндвичевые комплексы теллура и селена

N+1
GPT-3 научили искать ответы в интернете и подкреплять их ссылками на источники GPT-3 научили искать ответы в интернете и подкреплять их ссылками на источники

GPT-3 научили нейросеть собирать информацию из разных источников

N+1
«Я понимала, что он умирает»: откровенный рассказ жены алкоголика «Я понимала, что он умирает»: откровенный рассказ жены алкоголика

Жуткая история борьбы с алкоголизмом

VOICE
Почему все поддерживают Бритни Спирс и признают ее след в поп-культуре Почему все поддерживают Бритни Спирс и признают ее след в поп-культуре

Самое время пересмотреть видеографию Бритни в поисках новых старых идей

РБК
Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка при зачатии сильнее, чем мы привыкли думать Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка при зачатии сильнее, чем мы привыкли думать

Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка сильнее, чем считалось

Популярная механика
Соблазнение родиной Соблазнение родиной

Игорь Гулин о своей любви к группе «Любэ»

Weekend
Забытые советские марки: КАГ Забытые советские марки: КАГ

Вспоминаем забытые советские марки автомобилей

Популярная механика
Дмитрий Чеботарев: Актерство для меня — бегство от скуки Дмитрий Чеботарев: Актерство для меня — бегство от скуки

Дмитрий Чеботарев — о том, почему нужно идти за мечтой и не бояться нового

СНОБ
Неизвестные гоночные мотоциклы 1990-х Неизвестные гоночные мотоциклы 1990-х

Кастомные частные мотоциклы в мотогонках Гран-При 1990-х

Популярная механика
Елена Панова: «Я хоть и не очень состоятельная, но вполне состоявшаяся артистка» Елена Панова: «Я хоть и не очень состоятельная, но вполне состоявшаяся артистка»

Елена Панова — о своих образах, фильмах и семье

Караван историй
Искусство оздоровления — как найти путь к себе, отдыхая в Марокко Искусство оздоровления — как найти путь к себе, отдыхая в Марокко

С чего стоит начать путь к себе и как сделать это красиво?

Esquire
Факты о норвежской лесной кошке Факты о норвежской лесной кошке

Пушистые, социальные, похожие на рысь — что мы знаем о норвежских лесных кошках?

Популярная механика
Как избавиться от черных точек дома: лайфхаки от косметолога Как избавиться от черных точек дома: лайфхаки от косметолога

Одна из самых распространенных проблем с кожей – так называемые черные точки

VOICE
Жилой мэтр Жилой мэтр

Мельников и Ле Корбюзье: что было общего и разного у именитых архитекторов?

Seasons of life
Сирийско-российская подводная археология Сирийско-российская подводная археология

Пять тысячелетий ближневосточной жизни — под водой

Наука
Брачная история: 10 честных фильмов об отношениях Брачная история: 10 честных фильмов об отношениях

Фильмы о кризисе зрелых отношений, которые с годами, станут классикой

Esquire
5 человек, которые много лет провели в тюрьме по ложным обвинениям 5 человек, которые много лет провели в тюрьме по ложным обвинениям

Из-за ошибок следователей и присяжных вместо одной трагедии мир получает две

Maxim
Открыть в приложении