Но не сильно углубились в их историю. Поэтому в этот раз предлагаю заглянуть на сотни лет назад – в тот период, когда небоскрёбов со стальными каркасами не было, но люди пытались строить здания, которые даже сейчас поражают своими масштабами, и в ближайшее прошлое - во времена первых небоскрёбов.
Самые высокие здания и сооружения древности
Первыми на ум при разговоре о самых высоких сооружениях древности приходят египетские пирамиды. Великая пирамида Гизы возрастом в 4 500 лет было самой высокой постройкой на Земле до 1300 года, то есть 3 900 лет.140-метровую пирамиду построили по указанию фараона Хеопса. Если бы она была больше похожа на жилое здание, она и сейчас подпадала бы под определение небоскрёба с точки зрения высоты. Для сравнения: высотное здание на площади Красных ворот, одна из «Сталинских сестёр», достигает 138 метров.
На острове Сардиния к XV века до н. э. воздвигли целый комплекс оборонительных башен-нураг , имевших, возможно, и религиозное предназначение. Высота самой высокой из башен изначально составляла около 19 метров, сейчас разрушенные сооружения стали гораздо ниже. 19 метров – это больше пятиэтажной хрущёвки.
Мавзолей-мечеть Тадж-Махал, великолепное здание в Агре, Индия, был построен в 1653 году. Сейчас Тадж-Махал – музей, привлекающий огромное количество туристов. К сожалению, как и в случае с Пирамидой Хеопса, огромную часть изначальной красоты это здание потеряло из-за разграбления. Например, мы не увидим 10-метровый золотой шпиль, спиленный британскими колонизаторами. Гиды также рассказывают о жемчужных нитях, соединявшие четыре башни с центральным куполом.
Высота мавзолея - 73 метра. Для сравнения: первым небоскрёбом принято считать Здание домового страхования, построенный в 1885 году в Чикаго офис высотой 42 метра. К этому размеру ближе другой мавзолей - 46-метровый Галикарнасский мавзолей.
Стоит сказать, что в 1870 году, до строительства вышеупомянутых небоскрёбов, в Нью-Йорке построили 40-метровое офисное здание Equitable Life Building . Иногда именно его называют первым небоскрёбом – только из-за каркаса оно не попадает в общую классификацию. Это было первое офисное здание с пассажирским лифтами - гидравлическими моделями от компании Отиса.
Equitable Life Building
Критерий по наличию стального каркаса на данный момент уже не является абсолютно необходимым. В 1998 году в столице Малайзии Куала-Лумпуре возвели два 88-этажных , соединённые между собой мостом на шаровых опорах. Для строительства использовали эластичный бетон, усиленный кварцем и сравнимый по прочности со сталью. Но масса небоскрёба - вдвое больше, чем у зданий аналогичного размера. Высота строений - 451 метр, включая шпиль.
Более того, самое высокое здание в мире построено не на стальном каркасе. Для возведения Бурдж-Халифа в Дубае, ОАЭ, также использовали специально разработанный бетон, способный выдерживать температуру до 48 градусов Цельсия. Бетон укладывали ночью, добавляя в раствор лёд.
Строила башню Бурдж-Халифа та же компания, что возвела одну из Башен Петронас – Samsung.
Башни Петронас, Малайзия
Том Круз на небоскрёбе Бурдж-Халифа, Дубай, ОАЭ
Бурдж-Халифа
Преодоление преград
В 1912 году в Москве построили «тучерез» – Дом дешёвых квартир Нирнзее высотой более 40 метров. В 1908 году самым высоким гражданским сооружением в городе была 78-метровая Телефонная станция в Милютинском переулке. Но полёт инженерной мысли в России искусственно сдерживался эстетическими и религиозными соображениями – эти высокие здания были ниже колокольни Ивана Великого. Всё изменили «Сталинские сёстры».Если говорить о США, то у строителей были и некоторые другие проблемы, такие как несовершенные лифты и насосы, не позволявшие поднимать воду на самые высокие этажи. С этими задачами вскоре справились, но с ростом зданий возникали новые вызовы.
В США в 1913-1915 годах построили 40-этажный Equitable Building . 164-метровый небоскрёб отбрасывал на город такую тень, что в полдень лишал солнечного света дома на площади в 30 тысяч квадратных метров. Чтобы избежать подобных проблем в дальнейшем, в Нью-Йорке приняли закон, по которому здание должно было подниматься уступами. Так появились небоскрёбы с уступчатыми очертаниями.
Манхэттен, 1932 год. Результаты Закона о зонировании
Чем выше здание – тем больше оно подвержено влиянию природных условий. Высота Тайбэй 101 в столице Тайваня – более полукилометра. Для Юго-Восточной Азии характерны тайфуны и землетрясения. Башня уже выдержала несколько землетрясений и спокойно стоит при любых порывах ветра. Более того, люди в этой башне не страдают от «воздушной болезни», они не чувствуют качки на большой высоте.
Опасность обрушения снижает шар-маятник, установленный между 87 и 91 этажами 101-этажного здания. Шар весит 660 тонн и позволяет компенсировать порывы ветра. А каркас здания - очень прочный, но не жёсткий, поэтому оно не может просто «сломаться».
Тайбэй 101, Тайвань
Каждое высотное здание - это новые сложности. Шанхайская башня имеет закрученную конструкцию для борьбы с ветром и двойную оболочку для сохранения температуры. Площадку для башен Петронас пришлось передвинуть на 60 метров, чтобы близнецы стояли на одном виде грунта, а материал для них нужно было производить исключительно на территории Малайзии – потому для них создали специальный сорт бетона.
Из сложных российских проектов нужно отметить небоскрёб на площади Красных ворот. Под одним из корпусов 138-метровой высотки расположен вестибюль метро, который строили одновременно с домом. Какое-то время «тучерез» должен был стоять под наклоном на краю котлована, а после осадки грунта он бы обязательно накренился. Чтобы избежать этого, здание строили с наклоном, а грунт заморозили по технологии, используемой при строительстве метро. Грунт растаял, здание просело и встало строго (почти) вертикально. Задача была настолько сложной для просчёта, что подобный метод более нигде не применяли.
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите , пожалуйста.
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.
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
Скоро выйдет громадная церковь на дереве, теперь небоскрёбы… Но ничего, главное, что это интересно 🙂
Как построить небоскрёб? На самом деле принцип очень прост: организовать фундамент, который способен выдержать миллионны тонн небоскрёба, построить каркас из стальных балок, ну а потом всё вообще элементарно — заполнить промежутки изоляционным и защитным материалом. Ну там окна вставить, двери…
И начнём мы строительство небоскрёба с фундамента. Фундамент — это несущая конструкция, часть здания, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и передает его на основание. В случае с небоскрёбами основание должно быть как можно более устойчивым. Желательно, чтобы оно было скальным, и в этом случае с фундаментом никаких проблем не возникает. Но что делать, если до скального основания ещё копать и копать? Или же скалы в месте установки небоскрёба вообще не предполагается? Здесь может помочь опыт стоительства высотных зданий в Москве и Нью-Йорке.
Многие считают, что Нью-Йорк стоит на скале. Утверждение по сути верное, но — остров Манхэттен в верхней своей части состоит из морских наносных пород, толщина которых колеблется от 15 до 40 метров, и только под ними уже находится скальное основание, способное удержать вес небоскреба.
Первые высотки пытались строить на деревянных сваях. Но мало того, что сваи гнили, мест, в которых сваи могли достигнуть скалы и передать на нее нагрузку было достаточно мало, да и находились эти места не всегда там, где дом окупился бы. Сплошные, несоставные стальные сваи большой длины не умели еще изготовлять, а скреплять их в продольном направлении не умели. Вычёрпывание всей песчаной массы в основании здания, даже с огораживанием котлована по периметру в условиях плотной застройки невозможно - любая протечка может привести к обрушению соседних зданий.
Проблема была решена достаточно просто, изящно, и с некоторыми дополнениями работает в сложных условиях до сих пор. Её решение предложил инженер-мостовик Чарльз Сойсмит. Например, сейчас так делают колодцы на дачах 🙂
Основной компонент сваеобразующего комплекса — это опускной колодец из бетонных колец. Внутри - или пара рабочих с отбойными молотками, или небольшой экскаватор. Порода вынимается с дна колодца деррик-краном (простейший кран, стрела на шарнире), а колодец под собственным весом, а также под весом специальных грузов, расположенных на его верхней части опускается, сверху надстраивается еще одно бетонное кольцо — и так, пока этот «вертикальный тоннель» не упрется в требуемое скальное основание. Затем экскаватор (и рабочие) извлекаются, и труба заполняется бетоном. Десяток подобных труб способны удержать небоскреб.
На рисунке вид в один из таких бетонных колодцев. Глубина около 30 метров, диаметр около 3 метров.
В местах с глинистыми грунтами (таких как в Чикаго или в Москва)проблемы устройства фундамента решаются гораздо проще. Поскольку глина - более плотный, чем песок, материал, то в этом случае фундаментом может служить монолитная бетонная плита, «плавающая» в грунте.
Итак, фундамент мы возвели. Теперь можно браться за создание каркаса из стальных балок — бимсов. Порядок возведения каркаса очень прост:
- Кран подаёт балку
- Специалист по временному креплению балки временно крепит балку
- Специалисты по клепанию постоянных заклёпок клепают постоянные заклёпки.
Цикл повторяется столько раз, сколько нужно для возведения каркаса. Как видите, всё проще некуда.
Но если всмотреться вглубь, то выплывет немало нюансов. Особенно если мы всмотримся не в современность (где всё примерно так, как описано в последовательности), а в тридцатые годы, в Нью-Йорк, когда возводились самые знаменитые небоскрёбы этого города:
- здание Крайслера
- Wall-Street-40
- Empire State Building
- и другие
Соответственно, вашему вниманию предлагаем небольшой, но поучительный рассказ о том, как возводился каркас небоскрёба в тридцатые годы прошлого века. И начнём наш рассказ со специалистов по временной фиксации балок и поговорим про работу крановой бригады.
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. Заказ на бимсы согласовывается с металлургами за несколько недель, грузовики подвозят их к месту строительства минута в минуту, независимо от погоды их необходимо разгрузить немедленно.
Разгруженные балки тут же поднимают к месту установки с помощью деррик-крана (уже упоминавшийся выше простейший кран — стрела с противовесом). Этот кран установлен на самом верху, на последнем завершённом этаже. Выше — только недостроенный верхний этаж, куда, собственно, и будет подаваться балка. Соответственно, оператор крана после определённого этажа просто не видит, что он поднимает — и куда он поднимает.
Единственный ориентир для управления краном - удар колокола, подаваемый подмастерьем по сигналу бригадира. Удар - включает мотор лебедки, удар — выключает. Рядом работают несколько бригад клепальщиков (о них — далее) со своими отбойными молотами, другие крановщики поднимают по командам своих колоколов другие бимсы. Соответственно, шум стоит адский, но ошибиться и не услышать удар нельзя - иначе бимса или протаранит стрелу крана, или сбросит с установленной вертикальной балки монтажников, готовящихся его закрепить и так далее.
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 временно закрепить раскачивающийся, часто мокрый бимс огромными болтами и гайками.
Естественно, для этого монтажникам нужно залезть очень и очень высоко. Что очень и очень опасно. Плюс крановщик не видит, куда он балку суёт… Вот так:
Но всё когда-то заканчивается, и монтажники идут верменно крепить другие бимсы, а к работе над уже закреплёнными балками начинают работать специалисты по клепанию заклёпок, задача которых — создать надёжное соединение балки с балкой. Которое не разрушится и не сорвётся. Вот поэтому клепальщики — самая 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?
Всё дело в процедуре клёпки. И в том, что заклёпки нужно загонять в предназначенные для них отверстия горячими. Нагревание делает металл более пластичным — и его можно расклепать, то есть расширить высовывающуюся из отверстия часть металлического штыря так, чтобы она стала широкой и не выпадала. А заодно держала балку. С другой стороны, металл при нагревании расширяется, и если нагреть заклёпку слишком сильно… В общем, читаем как это происходило на практике:
На помосте из досок, или просто на стальных балках стоит угольная печь. В печи заклепки — десятисантиметровые в длину и трёхсантиметровые в диаметре стальные цилиндры. Один из бригады клепальщиков, "Повар", "варит" заклепки — небольшими мехами гонит в печь воздух, чтобы разогреть их до нужной температуры.
Когда заклепка прогрелась (не слишком сильно — не влезет в отверстие и придется его высверливать; и не слишком слабо — не расклепается), 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 балки, куда нужно доставить всё ещё горячую заклёпку, находится от "повара" метрах в тридцати, иногда выше, иногда ниже на 2-3 этажа. Следовательно, остаётся единственный вариант.
Передать заклепку можно единственным способом — бросить. Это происходило следующим образом: "повар" поворачивается к "вратарю" и молча, убедившись, что вратарь готов к приему, щипцами бросает раскаленную докрасна шестисотграммовую болванку в его сторону. Иногда на траектории есть уже сваренные балки или другие рабочие, поэтому кинуть нужно только один раз, точно и сильно.
"Вратарь" — второй член бригады клепальщиков — 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.
Далее в дело вступают ещё два члена бригады клепальщиков — "стрелок" и "упор". Они ждут, пока горячая заклёпка не окажется у "вратаря". Далее "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.
Итак, фундамент у нас есть, каркас тоже — теперь дело за заполнением каркаса. Но это и сейчас просто, и раньше с этим особо не заморачивались:
Страховка, наружу и вперёд, делать дело на благо общества.
Итак, теперь вы в общих чертах знаете, как построить небоскрёб. Остались лишь желание и детали 🙂
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.