СТРОИТЕЛЬСТВО СУПЕРСООРУЖЕНИЙ НАЧАЛА ДВАДЦАТЬ ПЕРВОГО ВЕКА. АНАЛИЗ НОВАТОРСКИХ МЕТОДИК

Современные тенденции в рождении новых архитектурных форм и создании безопасной среды для пребывания человека, толкают архитекторов к инновационным конструкторским решениям. На наших глазах разворачиваются соревнования стран по созданию супер­сооружений. Архитекторы демонстрируют экстравагантность форм, беспредельность архитектурной фантазии и почти не ограниченные возможности современных строительных технологий.

Многие творения современных архитекторов по праву можно назвать шедеврами. ОАЭ сегодня возглавляют списки стран с самыми невероятными и потрясающими сооружениями. Вдохновленные окру­жающим ландшафтом, романтикой обветренных дюн и манящими волнами персидского залива, архитекторы создали по истине утонченное и знаковое сооружение, а именно небоскреб «Capital Gate» в Абу-Даби. Отличительной особенность сооружения является его угол наклона (18 градусов, в 4.5 раза больше, чем у Пизанской башни) и высота, которая составляет 160 метров. Данные условия требовали особого проектного решения, так как требовалось зафиксировать здание на по­верхности, что казалось почти не возможным, учитывая его угол наклона.

Следует отметить, что, классический метод проектирования небоскребов заключается в строительстве вертикального ядра жесткости в центре и, затем, по периметру наращивается остальной каркас здания. Ядро собирает в себе основные нагрузки, передавая их на фундамент и грунт, тем самым еще больше фиксируя здание на поверхности. Говоря о материале, традиционно используется железобетон, не исключено и большое количество стальных конструкций. Проблема складывается само собой, если в данном проекте использовать традиционные методы, то мы в итоге получим следующее: от кривизны наклона здания и его высоты, мы имеем большой перевес с западной стороны, при строи­тельстве ядра, оно просто не выдержит нагрузки, пойдут искривления в выступающую сторону, с каждым этажом нагрузка будет только возрастать и в итоге разорвет бетон.

Решение было найдено не сразу, однако главное результат. Инженеры проекта разработали технологии, позволяющие воплотить архитектурный замысел. Начнем с ядра жесткости, его решили строить с кривизной в противоположную сторону от выступа, то есть в восточную, и, по мере строительства, с нагружением ядра оно постепенно выравнивалось и принимало строго вертикальный вид. Технология не новаторская, однако встретить ее очень трудно и каждая ситуация уникальная. Далее, следует рассмотреть фундамент. Принимая во внимание столь различные нагрузки, то есть, с одной стороны, они будут экстремально воздействовать на фундамент и вдавливать его в грунт, а с другой, будут стремиться выдернуть. Для нахождения баланса, инженеры решили использовать бетонные сваи, в данном проекте их было почти 400 штук, нагрузку рассчитывали на каждую группу сваю в отдельности, что препятствовать сжимающим и растягивающим силам нарушить жесткость каркаса здания. Завершающей частью фундамента стала армированная бетонная плита, которая позволила равномерно распределить нагрузки от основного массива здания.

Ближний восток богат на чудеса. Так оставаясь в Абу-Даби мы можем рассмотреть еще один замечательный не стандартный пример инженерной мысли. С первого взгляда небоскреб может напомнить вам раковину моллюска, или две выпуклые монеты, но все это AlDar HQ, потрясающий нас своими размерами, высота башни 110 м, мощностью, стеклянными искривленными поверхностями. На время постройки здания, его геометрия была уникальна, однако и несла в себе ряд проблем для проектировщиков, главной из которых была устойчивость сооружения. Интересно, что для решения это задачи, архитекторы на пару с инженерами обратились к старому архитектурному правилу - пропорций сечения, что позволило определить точки соприкосновения круглой формы с землей, создавая гармонию. Что касается внутренней части и ядра жесткости, то архитекторы принимают решение делать два ядра, усиленные арматурой. Такой метод позволит добиться лучших показателей устойчивости. По классической схеме, ядра передают нагрузку на фундамент и затем на грунт.

Чудо начала века, или как его принято называть небоскреб Тайбэй 101. Расположенный на острове Тайвань, город Тайбэй находится в геосинклинальном поясе, а также в зоне большого количества тайфунов. Все это делает район абсолютно неблагоприятным для небоскребов. Следовательно, данные сейсмические условия будут диктовать особые требования к зданиям, а именно показателей упругости и большого уровня гибкости, чтобы обеспечить поглощение энергии колебаний, более того, не следует забывать про показатели жесткости, чтобы небоскреб, мог противостоять сильным ветрам.

При разработке сооружения инженеры превзошли себя, запроектировав Тайбэй 101 таким образом, что он по праву считается самым безопасным небоскребом. Для того времени новшеств было использовано не мало, а именно разработан специальный внешний каркаса для защиты сооружения от землетрясения, но, пожалуй, самое уникальное в данном сооружении это гигантский стальной маятник, который, именуемого демпфером, расположенный на высоте 91 этажа. Главная задача шара, является компенсация движения здания, вызванное сильными ветрами. Маятник, весом около 700 тон начинает колебаться в противоположную ветру сторону, тем самым сохраняя баланс соору­жения комфорт, находящийся в нем людей. Возвращаясь к каркасу, подобному сооружению необходимо иметь жесткую структуру, инженеры разработали высокопрочную стальную конструкцию, которая представляла собой 36 колонн, из которых 8 считаются мега-колоннами и «окутаны» в бетон. Четыре пары сверхмощных колонн, скрепленных стальными стропильными фермами по периметру с ядром жёсткости, удерживают здание в вертикальном положении. Прочность Taipei 101 обеспечивается не только великолепной амортизационной системой, но и конструктивными особенностями самого здания.

Каждое из представленных сооружений, можно назвать новатором, примером и образцом. Прекрасный синтез работы архитекторов, инженеров и проектировщиков, дал свои плоды, в столь сложных сейсмических, геологических и проектировочных условиях, ими были разработаны и успешно применены новые современные методы, отве­чающие всем техническим и архитектурным требованиям сооружений. Каждая новаторская идея очень важна и уже сегодня данные технологии находит все более и более широкий круг применения уже не только в строительстве уникальных зданий.

Список литературы:

1. Маклакова Т.Г. Высотные здания. – Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. – С. 160.
2. Данилова О.Н., Шеромова И.А., Еремина А.А. Архитектоника объемных форм: учебное пособие. – Владивосток: ВГУС, 2005. – 100 с.