Высотное здание - это всегда красиво. Высотка как правило предстает доминантой для целого района и даже города. Однако для того чтобы возвести такое здание, всякий раз приходится «изобретать велосипед», придумывать особенные и уникальные инженерные и технологические решения. В России там, где начинаются небоскребы , кончаются правила.

Недавний форум небоскребов «100+ Forum Russia» прошел в Екатеринбурге и задал тон нешуточной дискуссии: зачем нужны высотные здания, какие плюсы у высотного строительства, оправдано ли подобное строительство экономически и, наконец, не пора ли подвести под высотную стройку прочную нормативную базу.

Уральцы пригласили к себе известных международных архитекторов, занимающихся высотным строительством, творческий коллектив строящейся московской башни «Федерация» (в дни форума выросла до отметки самого высотного здания в Европе), отечественных инженеров и строителей, интересующихся данной темой.

В чем сложность такого строительства? - поделился с журналистами заместитель главы администрации Екатеринбурга Сергей Мямин.- В России на все, что в пределах 75 м, еще существуют кое-какие нормы. На здания до 100 м норм уже практически нет, и каждый объект приходится возводить по особым лекалам. А если высотка «перевалила» за 100 м - это уже уникальное инженерное сооружение, которым можно гордиться едва ли не на мировом уровне.

Высотное строительство у нас - своеобразная terra incognita, - подтверждает и куратор форума, член Совета Федерации от Свердловской области Аркадий Чернецкий. - Для каждой конкретной высотки мы должны изобретать специальные техусловия. Это странный подход.

Навряд ли кто-нибудь станет возражать, что первостепенное в высотном строительстве - это надежность. Необходимо разработать такие «высотные» нормативы, с тем чтобы можно было, не переспрашивая каждый раз Москву, двигаться в данном направлении самостоятельно, выразили убежденность участники форума.

Отдельное заявление по данному поводу высказала замминистра строительства и ЖКХ России Елена Сиэрра и поведала что в министерстве полным ходом идет работа по формированию отечественной нормативно-технической базы по высотному строительству. Помимо того, ведомство озабочено улучшением предпринимательского климата в строительстве высотных зданий : в настоящее время количество административных процедур и согласований в этой сфере прямо-таки зашкаливает.

К высотному строительству у нас в стране смотрят по-разному. Одни считают высотки панацеей в условиях огромной плотности городской застройки. Другие склоняются к малоэтажному строительству, демонстрирующему более человечные масштабы. В сообществе участников форума завязалась дискуссия и об экономической целесообразности строительства небоскребов . Новая екатеринбургская высотка Opera Tower, например, потребует инвестиций в 5 млрд рублей. Удастся ли в результате заработать хоть какую-то прибыль?

На самом деле, высотное строительство может быть достаточно выгодным, - полагает Виктор Афанасьев, директор по развитию «Атомстройкомплекса», компании, строящей Opera Tower. - Удорожание высотного здания идет в первую очередь за счет более дорогих инженерных и противопожарных систем, которые здесь монтируются. Однако наличествует еще одна особенность. В небоскребах гораздо больше лифтов и лестниц, нежели в обыкновенном доме. Соответственно, ядро непродаваемых площадей разрастается. Если коэффициент полезных площадей в малоэтажках где-то 70-80%, то в высотках он намного ниже. Вследствие этого задача архитектора - рассчитать проект таким образом, чтобы «полезное» соотношение было выше, за счет удачных планировочных решений, грамотной прокладки коммуникаций, - подытожил он. При этом Виктор Афанасьев не стал скрывать, что «Атомстройкомплекс» намерен получить на строительстве небоскреба хороший девелоперский процент - 30-40%.

Построить небоскреб крайне сложно. Высотное здание - это другой фундамент, другой каркас. К примеру, при строительстве «Башни Федерация» было было потрачено 14 000 куб.м бетона – что стало рекордом книги Гиннеса. Необходимо учитывать ветровые нагрузки. Даже форточку на высоте 130 м надо проектировать, придерживаясь особым техническим условиям. В башнях «Москва-Сити» , как правило форточками могут пользоваться лишь обитатели верхних этажей.

Отдельная тема - энергоснабжение небоскреба. Под него надо делать резервирование электричества и теплоснабжения из городской сети, кроме того, продумывать дополнительные энергетические источники. У высотного здания энергозатраты, само собой, больше. Однако современные технологии позволяют существенно снизить энергопотребление за счет энергоэффективных элементов в конструкции и инженерии здания. Во всех небоскребах Сити электроснабжение осуществляется по I категории надежности, от двух независимых источников энергопитания, а в башне «Меркурий Сити» таким же образом построена система теплоснабжения. Таким образом, арендаторы и собственники не останутся без света и тепла даже в форс-мажорной ситуации.

Есть те, кого пугают проблемы, связанные с высотным строительством. Но большинство указывают только на преимущества небоскребов. - Небоскреб - это, по существу, улица, устремленная вверх, - говорит генеральный директор компании ЗАО «Башня Федерация» Михаил Смирнов. Все мегаполисы мира имеют свой Сити, свой квартал деловой жизни. Такие деловые районы, застроенные небоскребами, вы встретите в Лондоне, Нью-Йорке, Чикаго, Шанхае. Иметь свой офис в Сити - очень престижно. Сейчас и у Москвы есть свой Сити. Флагманский небоскреб Москва-Сити достиг уже 343 м, опередив по высоте самое высотное европейское здание «Меркурий Сити Тауэр» .

По сути, это новый стандарт комфортной жизни. Жить в Сити - это значит иметь уникальное, ни на что не похожее жилье с роскошным видом на Москву. Апартаменты в Сити (алтернатива квартирам в небоскребе) предоставляют высочайший уровень комфорта. Офис в Сити - это удобно для проведения переговоров любого уровня: не нужно добираться по пробкам к определенному часу, достаточно спуститься в ресторан или кафе в том же небоскребе, и вы на месте.

Наконец, считать Сити своим местом работы - это престижно. Даже сейчас, на этапе строительства, у нас нет недостатка в клиентах. Солидные фирмы стараются занять место или на более высоких этажах, или весь этаж целиком. А бизнес поменьше стремится осесть «под крылышком» у крупных компаний: таким образом легче формировать имидж успешной фирмы, - отмечает гендиректор башни «Федерация» Михаил Смирнов.

Еще 7 лет назад в Москва-Сити было страшновато приезжать. Территория была поделена на 20 участков, на многих из которых лишь начиналось строительство. Сплошная стройплощадка, общественного транспорта не было, припарковаться негде, даже таксисты не были в курсе, как сюда подъезжать...

Теперь совсем другое дело. Москва-Сити - это 11 сданных в эксплуатацию зданий из 23 запланированных. Общая площадь всех объектов, включая инфраструктурные, - 1,9 млн кв. м. Это будет огромный транспортно-пересадочный узел, соединяющий наземный транспорт, метро, железную дорогу (МЖД), вертолетную площадку и выход к речному транспорту. Одним словом, башня «Федерация» - это очевидный успех высотного строительства.

Как известно, не все известные небоскребы сразу и безоговорочно принимались населением. А некоторые так и не удалось возвести из-за ярого противодействия жителей города. К примеру, не был реализован проект «Охта-центра» в Санкт-Петербурге, офиса ОАО «Газпром», из-за того, что «фитиль» небоскреба якобы портил исторический пейзаж Северной столицы.

Были споры и по поводу Opera Tower в Екатеринбурге. Ведь небоскреб возводится аккурат на фоне областного оперного театра, построенного в чисто классических традициях. Однако сомнения екатеринбуржцев живо развеялись, когда они увидели модель высотки в 3D. Небоскреб на удивление гармонично вписался в городскую застройку.

Испортил ли Москву деловой центр Москва-Сити, который виден практически из всех мест столицы? Думается, не только не испортил, но стал той достопримечательностью, которой столь не хватало Москве XXI века.

Skyscraper по-английски - это и есть дословный перевод нашего "небоскреб". До 1885 года небоскребами считались здания высотой в 6 этажей. В них не было лифтов, а водяные насосы не могли подавать воду выше, чем на 15 метров.

Здание Страховой Компании, Чикаго, 1885 г.

Однако уже в 1885 году в Чикаго архитектор Уильям Ле Барон Дженни разработал проект 10-ти этажного здания страховой компании. Он предложил следующую технологию: использовать в качестве несущей - каркас здания, который поддерживал бы и внутренние и наружные стены. В обычной архитектуре роль несущих выполняли наружные стены. Благодаря этому предложению вес здания уменьшился почти на 30%. Однако, архитектор побоялся возложить все функции несущей на металлический каркас и для подстраховки оставил в качестве несущей также заднюю стену здания и колонны из гранита. Здание простояло до 1931 года, после чего его снесли, а землю использовали как часть общего сторительства LaSalle National Bank .

LaSalle National Bank в наше время

Само здание LaSalle банка было закончено в 1934 году и имело 163 метра в высоту. Википедия сообщает, что это было последнее из «немаленьких» офисных зданий, построенных в Чикаго в промежуток после Великой Депрессии и Второй мировой. Следующий небоскреб построили только в 1955 г.. Практически все в этом строении было новым и "неизведанным". Высокоскоростные лифты, система воздушного кондиционирования. И самая главная зюминка - бронзовый рельеф, в виде формы здания, расположеный в «отделе справок».

Башня Уэйнрайта,Сент-Луис, 1891 год, 10 этажей

Вторым зданием, на котором стала полностью использоваться технолгия "несущий каркас", является Башня Уэйнрайта («Wainwright Building», Сент-Луис, архитекторы Луис Салливан и Денкман Адлер, 1891 год, 10 этажей. Построено на Каштановой улице в дайнтауне Сент-Луиса, Миссури. Названо в честь местного барыги (local financier) Эллиса Уэйнрайта). Здание считается (американцами, естественно) главным претндентом на звание "первый небоскреб в мире".

Между прочим, «Эйфелева башня», построенная в 1889 г., также один из первых небоскребов. Ее высота на тот момент составляла 313 м.

Equitable Life Building, первое здание с лифтами, окончательно построено в 1915 г.

Ещё одним архитектурным элементом, без которого невозможно представить себе современный небоскрёб, является использование лифта. Первые лифты в офисном здании появились в Эквитабл Лайф Билдинг (Equitable Life Building) в Нью Йорке.

Вулворт, Нью Йорк,1913г, 241 метров, 57 этажей.

Первым небоскрёбом, наиболее близким к сегодняшнему пониманию термина, можно считать Вулворт в Нью Йорке.

Вулворт, Нью Йорк, процесс строительства

Его строительство было завершено в 1913 году, высота здания 241 метр, этажей — 57, на 58 этаже находится площадка для обозрения. Выполнен в стиле неоготики, имеет фронтально-центральную башню и множество шпилей по периметру. Обожаемый объект для съемок у режсеров фильмов ужасов. Во всяком случае, можно назвать пару фильмов, где это здание играет не последнюю роль, да в том же «Cloverfield» или «12 злых мужчин», 1957 года. (статья на Википедии)

Вот, что писал журнал Fortune в cентябре 1930 года:

Крановые бригады

Проектировать стальные балки, торговаться с поставщиками о лучшей цене, подвозить их на строительную площадку, и совсем иная, настоящая работа наступает, когда балки нужно поднимять на высоту. Опасная и, часто смертельная работа.

Ее нужно выполнять, стоя на шатком дощатом помосте, наброшенном на стальные швеллера на отметке 100, 200, 300метров. И самое страшное — рабочие не видят балку, которую они поднимают.

Кран-деррик, одиночная стрела на шарнире, закреплен на балке 25 этажа. Его погрузочная бригада — на 26 м. Оператор крана — возле лебедки на 10 уровне. Он управляет краном по сигналу колокола, который заглушают десятки пневматических клепальных молотов. Удар — включил мотор. Удар — выключил. Он не видит ни машину, что привезла балку, ни самой балки, ни товарищей по бригаде.

Бригада монтирует балку, фиксируя ее болтами. Начальник бригады руководит оператором стрелы крана, доставляющей груз в точку назначения, и его подмастерьем, подающим колоколом сигнал оператору лебедки. Требуется совместить отверстия под клепку с точностью до 1/10 дюйма. Человек, управляющий лебедкой — шестнадцатью этажами ниже. Двое монтажников в нужный момент соединяют раскачивающийся на ветру швеллер огромными болтами и гайками. Смертники. Эти двое погибают чаще всех других.

Остается отцентровать деталь строго по вертикали и горизонтали и заклепать ее. На момент монтажа, клепальщики — самые знаменитые люди Небоскрёба — работают тремя этажами ниже.

Почему не бывает строек без крови

Клепальщик в строительстве небоскреба — это не одиночка, это звено из 4-х работников — «повара», «вратаря», «упора» и «стрелка».

Клепальщики нанимаются и увольняются четверками. Если один не вышел на работу, трое оставшихся к работе не допускаются. Люди в звене приходят, уходят, погибают — звено остается. Есть звенья, делающие за день 525 клепок, есть звенья, делающие 250. Разница — в координации движений четверки.

Строительство небоскреба, звено клепальщиков

На фотографиях — звено Игла, ветераны Уолл-Стрит,40, лучшие в городе. Основатель бригады - Игл (фото 1 — «повар»), происходит из Балтимора. Злые языки утверждали, что вообще-то Игл человек не бедный, работа для него была опасным спортом. Есть мифы и о братьях Бауэрс (фото 3 — «стрелок» и 4 — «упор»). И только о вратаре (фото 2) ничего неизвестно.

Процесс клепки с виду прост

Заклепки к месту работы подносит подмастерье — мальчишка, который, если выживет, может стать одним из четверки. На дощатом помосте, наброшенном на голые балки (не всегда склепанные), стоит печурка на угле, в которой «повар» подогревает заклепки. Когда требуется очередная заклепка, «повар» (термист) мехами поддает жару в топку, заклепки быстро разогреваются до каления. Надо знать, когда прекратить нагрев, так как перекаленные заклепки будут проворачиваться в креплении — работу придется переделывать.

Когда заклепка прогрелась, «повар» поворачивается лицом к «вратарю», который может быть в восьмидесяти футах от него — выше или ниже. О том, чтобы поднести заклепку, не может быть и речи — надо ее бросить. Молча, лишь убедившись, что «вратарь» тоже смотрит на него и готов принять бросок. Щипцами. Мягко. Но если между печуркой и «вратарем» уже собранные поточные балки — надо попасть в просвет между ними, то есть кидать и точно, и с большой силой. «Вратарь» ловит заклепку обычной жестяной банкой — лучшего пока не придумали. Он стоит в самом неудобном месте — на узком дощатом помосте рядом с местом клепки. Или на голой балке. Его цель — поймать летящую полуторафунтовую железку, раскаленную докрасна. Шаг влево или вправо — смерть. Не пойманная болванка, падающая вниз — смерть случайному прохожему.

В это время «стрелок» и «упор» подготовили посадочное отверстие — совместив, если нужно, тяжелые балки пневматическим молотом. «Вратарь», поймав заклепку, вынимает ее щипцами из банки, сбивает окалину и загоняет в отверстие. «Упор» упирается в шляпку заклепки всем телом через массивный стальной стержень. При работе на внешних колоннах он нередко висит над улицей. «Стрелок» поднимает пневматический молот и расклепывает заклепку с обратной стороны (50-60 секунд). Это самая тяжелая физически работа. Обычно, «вратари» и «упоры» время от времени подменяют «стрелка». Вес молота (35 фунтов) — еще одна, косвенная, причина смертей. Наконечник молота удерживается тяжелой скобой. Рабочие ее снимают, заменяя легкой проволокой — но когда она ломается, либо «стрелок», либо «вратарь», либо оба они гибнут.

Как строят небоскребы?

Начиная с первых высотных зданий, процесс был практически одинаков. Построили этаж, положили сверху настил, «деррик-кран». (Деррик-кран - основной вид подъемно-транспортного оборудования в строительстве небоскребов и в мостостроении. Применяется из-за того, что грузоподъемность крана сохраняет постоянное значение в широком диапазоне вылета стрелы. «Зацепив» (заанкернировав) кран на собираемую конструкцию или специальные фундаменты, применяют в подъеме тяжелых грузов на больших вылетах стрелы. К тому же, кран обладает относительно низким собственным весом. Благодаря этому усилия в монтируемых конструкциях (то есть нагрузка на строение от веса крана)- сравнительно невысока. Недостатки — высокая стоимость и трудоемкость их монтажа и демонтажа).

Поднимали на второй этаж и продолжали строительство там, далее на третий, потом на четвертый и так далее. процесс — медленный, плохо контролируемый по времени (непогода, сильный ветер, гроза- увеличивали время постройки). Под строительство выделяется достаточно маленький участок земли, и чаще всего, стройка ведется в окружении жилых домов. Хранение стройматериалов осложнено, подвоз необходимых компонентов - почти конвейерный (строители должны расходовать материал до следующих поставок, иначе работа останавливается, не из чего строить). Сильный ветер, проблемы со страховкой и медицинскими учреждениями, слабые профсоюзы.

Основная технология, используемая в постройке не супер высоких небоскребов, до 25 этажей - это чугун в виде каркаса, к которому прикрепляются стены. Основная нагрузка идет на каркас и, следовательно, на фундамент, что значительно облегчает вес здания, потому что основная задача строителей — уменьшить вес сооружения., большинство строений-небоскребов имеют несущий стальной каркас. Однако высота все растет и растет, а сталь (а тем более чугун), какие бы в него добавки не включали, не справляется. Постепенно строители переходят на строительство с использованием усиленного бетона.

«Усиленный бетон», просто модный термин, которым можно похвастаться перед инвесторами. Добавляя в бетон композиты, мы изменяем его прочность, жаростойкость, гибкость, смотря, что добавить. Добавим стальную арматуру - получим железобетон, имеющий прочность много выше, чем «просто сталь» или «просто бетон», а по научному — «воспринимающий различные продольные, поперечные, переломные нагрузки более эффективно и имеющий нормируемую усадку». В настоящее время, наловчились добавлять армирующее стекловолокно, экспериментируют с различными углепластиками и т.д. То, что даст экономический эффект - дешевизну, или придаст необычную прочность, то добавкой и будет.

Современные технологии для постройки небоскребов от 50 этажей- базируются на использовании скелета из «сильнонапряженной» стали и бетона, конечно с «базой» - массивным основанием.

Небоскреб в разрезе, видно массивное основание

Считается, что эта технология позволяет строить высотки высотой от 1 километра и выше.

Сильнонапряженная сталь получается путем фонтанирования расплавленного металла под давлением. Это дает возможность сразу из литейного чугуна или стали получать тонкую проволоку, минуя стадии проката и многократного волочения ее через фильтры. Благодаря быстрому охлаждению в воздухе струи металла получают поверхностную закалку. На них образуется сильно напряженная пленка, обеспечивающая кускам проволоки высокую прочность. В таких условиях даже чугунный волос получает прочность на растяжение, в 10 раз большую, чем у обычного массивного чугунного литья.

Также учитывается влияние 3-х стихий: земли, ветра и огня.

Земля — месторасположение здание, геология места.
Ветер — аэродинамика, прочность и устойчивость конструкций.
Огонь - безопасность сооружения и его надежность.

Так как высокое здание очень сильно закручивается и раскачивается под влиянием атмосферных явлений (ветер, например, или торнадо), активно продвигают идею создания вращающихся небоскрёбов. Напрмер, в 2009 году в Дубае планировали строить первый в мире вращающийся вокруг свое оси небоскреб, башню Таймс Резиденс.

Вращающийся небоскреб "Таймс Резиденс", Дубаи.

Скорость вращения башни будет составлять 5 мм/секунду. Полный оборот зданием будет завершаться в течении недели. Здание- сейсмоустойчиво и спосбено вырабатывать энергию путем солнечных батарей, установленных на внешней облицовке здания. И именно солнечная энергия, которой, как известно, в арабском эмирате очень много, будет использоваться на вращение здания. Разработана новая технология строительства, которая планируется применяться в новых постройках - установка центрального железобетонный штыря, на который будут одеваются уже готовые этажи.

Cуществуют проекты относительно замкнутых комплексов внутри высоких небоскребов, которые представляют собой «город в городе», со своими магазинами, театрами и т.д. Например X-Seed 4000. Разрабатан для столицы Японии, вмещает до 1 миллиона жителей. В отличие от обычных небоскребов, X-Seed 4000 будет защищать своих обитателей от перепадов давления и смены погодных условий по всей высоте здания. Его конструкция предусматривает использование солнечной энергии для энергообеспечения всей системы поддержания микроклимата в здании. Лифты рассчитаны на 200 пассажиров и доставляют на верхний этаж за 30 минут. Помимо тысяч квартир и офисов в X-Seed 4000 будут и развлекательные центры, и парки, и леса.

x-seed4000, город в городе

Реально строящийся небоскреб, представляющий город в горде - Бурдж Дубай напоминает по форме сталагмит. С 21 июля 2007 года — самое высокое строение в мире. C 19 мая 2008 года — самое высокое когда-либо существовавшее сооружение в мире (до этого рекорд принадлежал упавшей в 1991 году Варшавской радиомачте).

Бурдж Дубай

Дубайская башня» станет городом в городе — с собственными газонами, бульварами и парками. Скорость пострйки 1—2 этажа в неделю. Согласно проекту, на 37 нижних этажах разместится отель, а 700 роскошных квартир займут этажи с 45 по 108.

Бурдж Дубай. Строительство, Май 2008. Те же краны-деррики, что описывались в начале статьи.

Большинство же площадей будет отведено под офисные помещения. Исключение составят 123 и 124 этажи, на которых будут расположены вестибюль и смотровая площадка, соответственно. А искусственная башня, которая будет воздвигнута над основным зданием, будет нести, помимо декоративной функции, ещё и коммуникационную, поскольку будет оборудована необходимой телекоммуникационной техникой. Строительство проходит по обычным технологиям, массивное основание в бетоне, краны-деррики в подъеме заготовок, напряженная сталь в конструкциях, облегченный бетон (с кремазитом в качестве наполнителя) для облицовки.

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
Основная часть материала принадлежит rudzin , владельцу интереснейшего дневника

"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 - cамая важная профессия при строительстве небоскреба.

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?

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.

Передать заклепку можно единственным способом - бросить.

"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.

"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.

"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 250ти.

На фотографиях - лучшая в 1930м бригада, слева направо: "повар", "вратарь", "упор", и стрелок".

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 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 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.

Имена всех этих героев известны, благодаря родственникам, прочитать можно

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.)

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.

Похожие статьи