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 передвинуть маяк с места на место? Как передвинуть маяк с места на место?

Чтобы спасти маяк, группа инженеров и рабочих бросила вызов силам природы

Популярная механика
Кто в доме хозяин, или что должен делать хороший муж Кто в доме хозяин, или что должен делать хороший муж

Что должен делать муж в семье: вопрос не риторический

Playboy
Искусственные «лепестки» левитируют только за счет солнечного тепла Искусственные «лепестки» левитируют только за счет солнечного тепла

Как работает устройство, способное левитировать в мезосфере

ТехИнсайдер
Не могу пить как раньше: почему похмелье с возрастом становится тяжелее Не могу пить как раньше: почему похмелье с возрастом становится тяжелее

С годами алкогольные излишества даются тебе и твоему организму всё сложнее?

Cosmopolitan
Не боги горшки обжигают: за что мы благодарны Михаилу Горшеневу из «Короля и Шута» Не боги горшки обжигают: за что мы благодарны Михаилу Горшеневу из «Короля и Шута»

Семь вещей, за которые стоит поблагодарить Михаила Горшенева

Правила жизни
Археологи нашли в Армении погребение двух женщин-воинов Археологи нашли в Армении погребение двух женщин-воинов

Археологи нашли погребение всадниц-лучниц

N+1
Турецкие ихтиологи переоткрыли «вымершую» рыбу спустя почти 50 лет Турецкие ихтиологи переоткрыли «вымершую» рыбу спустя почти 50 лет

Ихтиологи переоткрыли редкую рыбу — батманского гольца

N+1
Можем ли мы деградировать обратно в обезьян? Можем ли мы деградировать обратно в обезьян?

Может ли очень старый человек однажды превратиться в обезьяну?

Популярная механика
Вестсайдские сториз: зачем нам сразу две за год экранизации Шекспира Вестсайдские сториз: зачем нам сразу две за год экранизации Шекспира

«Вестсайдская история» и R#J: старомодный мюзикл vs скринлайф-опера

РБК
Один из родителей изменяет. Что делать? Один из родителей изменяет. Что делать?

Как быть: раскрыть тайну или молчать во имя семейного счастья?

Psychologies
“Я похудела на 140 килограммов!” – 10 историй невероятных изменений “Я похудела на 140 килограммов!” – 10 историй невероятных изменений

Они сделали это - и ты тоже сможешь

Cosmopolitan
Как закрыть гештальт, если программа зависла: инструкция по новогодней перезагрузке Как закрыть гештальт, если программа зависла: инструкция по новогодней перезагрузке

Что такое гештальт и на какие кнопки мозга нажимать, чтобы его закрыть

Playboy
Учить и любить: каким мы запомним режиссера Сергея Соловьева Учить и любить: каким мы запомним режиссера Сергея Соловьева

Каким нам запомнится режиссер «Ассы» и других культовых фильмов

Forbes
Актриса Янина Студилина: «Чудеса приходят к тем, кто в них верит» Актриса Янина Студилина: «Чудеса приходят к тем, кто в них верит»

Янина Студилина о съемках в сериале «Сестры» и секретах красоты

Cosmopolitan
Шарик бриллиантовый, ваш! Шарик бриллиантовый, ваш!

Свяжите ёлочные шары, и других таких не будет ни у кого!

Наука и жизнь
Ком в горле: что это и насколько опасно Ком в горле: что это и насколько опасно

Ком в горле может быть симптомом серьезного заболевания

РБК
Как африканцы друг другом торговали: история рабства от древности до наших дней Как африканцы друг другом торговали: история рабства от древности до наших дней

Рабство фактически отменено, но его отголоски все еще приводят к битым витринам

Maxim
Что за Web 3.0, о котором все говорят, и какие недостатки нынешнего интернета он намерен исправить Что за Web 3.0, о котором все говорят, и какие недостатки нынешнего интернета он намерен исправить

Концепция Web 3.0, возможно, вернёт права авторам и построит новую экономику

VC.RU
Как сэкономить на платных трассах: советы по выбору транспондера Как сэкономить на платных трассах: советы по выбору транспондера

Транспондер: что это за устройство, как работает и какие виды бывают

РБК
Природный этюд Природный этюд

Студия INRE превратила типовой дом в коттеджном посёлке в современную резиденцию

SALON-Interior
«Если будешь всех слушать, то проиграешь»: главное из интервью Михаила Токовинина, основателя amoCRM «Если будешь всех слушать, то проиграешь»: главное из интервью Михаила Токовинина, основателя amoCRM

Основатель amoCRM — зачем он нанимает неуверенных в себе людей?

VC.RU
Время жизни нейтрона измерили с орбиты луны Время жизни нейтрона измерили с орбиты луны

Время жизни нейтрона с орбиты Луны совпало с результатами экспериментов на Земле

N+1
Мы не подходим друг другу: как вежливо отказать потенциальному работодателю Мы не подходим друг другу: как вежливо отказать потенциальному работодателю

Как правильно и корректно отказать работодателю в предложении работы

Forbes
В плену антиутопий В плену антиутопий

Настоящая битва экосистем развернулась между «Яндексом» и «Сбером»

Forbes
Как менялась Анастасия Макеева: от королевы красоты до четырежды жены Как менялась Анастасия Макеева: от королевы красоты до четырежды жены

Как выглядела актриса Анастасия Макеева в разные моменты своей жизни

Cosmopolitan
Любовь и козы: как семья из Воронежской области строит ферму и продаёт козье молоко Любовь и козы: как семья из Воронежской области строит ферму и продаёт козье молоко

Любовь с козами у Екатерины Дорофеевой началась символично — 14 февраля

Inc.
Страсти по обжарке: как кофейня из Петербурга пережила пандемию и помогла пенсионерам Страсти по обжарке: как кофейня из Петербурга пережила пандемию и помогла пенсионерам

Основательница Pitcher вошла в шорт-лист премии Forbes Woman Mercury Awards

Forbes
И сбоку бантик И сбоку бантик

Простые и эффектные идеи упаковки подарков

Лиза
«Ты сейчас нарушаешь мои границы»: как происходит подмена понятий новой этики «Ты сейчас нарушаешь мои границы»: как происходит подмена понятий новой этики

Глава из книги «Сложные чувства» о новой реальности наших чувств

Forbes
Из запуганного мальчишки — в легенду Голливуда. Уилл Смит — о том, почему важно уметь отказываться от выгодного на первый взгляд предложения Из запуганного мальчишки — в легенду Голливуда. Уилл Смит — о том, почему важно уметь отказываться от выгодного на первый взгляд предложения

Отрывок из автобиографии Уилла Смита «Will»

Inc.
Открыть в приложении