Многие привычные нам постройки, будь то величественный небоскреб или спрятавшийся под землей туннель, — это истинное чудо, результат фантазии, смелости и изобретательности.
Дэвид Маколи, автор бестселлера «Как всё устроено», решил разобраться, как именно появились самые известные сооружения мира — от мостов до соборов.
В своей новой красочной энциклопедии «Как это построено» Дэвид доступным языком рассказывает о технических особенностях разных построек и о процессе их создания.Шаг за шагом
Чтобы понять наглядные схемы и рисунки из энциклопедии, совсем не нужно иметь инженерного образования. Убедитесь сами. Так, к примеру, автор рассказывает о строительстве туннелей: «Как и большинство туннелей, проложенных в скальном грунте, туннель Хусак пробивали буровзрывным методом. Он предполагал такую последовательность действий. Сначала в скале бурили 8–10 отверстий глубиной до 1 метра. Это делал либо один рабочий с буром и молотом, либо команда, в которой один рабочий держит бур, а остальные по очереди бьют молотом.
Просверленные отверстия заполняли порохом. Затем все отходили на безопасное расстояние — все, за исключением одного человека, которому поручали поджечь запал (обычно это был либо самый шустрый из рабочих, либо новичок в отряде). После взрыва, когда рассеется дым, рабочие возвращались и начинали разрабатывать породу и расчищать туннель от так называемого отвального грунта — этот процесс называют выемкой грунта. Эту трудоемкую и опасную работу повторяли снова и снова до тех пор, пока не заканчивали строительство туннеля».
Каркас здания передает собственный вес, нагрузки от стен и перекрытий, ветра и снега через опорные колонны и фундамент на основание здания — грунт. Фундамент — это подземная часть постройки, передающая и распределяющая нагрузку от нее на более обширную площадь прочного грунта. После того как здание построено, возможна его осадка — смещение вниз. Очень важно, чтобы осадка была минимальной, поэтому инженеры внимательно выбирают тип фундамента для постройки».
Любителям истории
В книге Дэвида Маколи каждый найдет для себя что-нибудь интересное. Например, любителям истории будет интересно узнать, что величественное здание Пантеона, по сей день стоящее в Риме, было призвано увековечить имя правителя Адриана и вызвать благосклонность богов.
«Вошедшие в Пантеон люди испытывали настоящее потрясение. Совершенно свободное пространство, ограниченное только стенами, под рукотворным бетонным куполом создавало чувство единения, связи с небесами. Их постоянное присутствие ощущалось благодаря окулюсу — отверстию диаметром 8 метров, расположенному в центре полусферы купола. Пантеон был поистине великолепен. По замыслу его авторов, оценить по достоинству труды императора могли теперь не только подданные Римской империи, но и сами боги.
Купол Пантеона был на тот момент самым большим бетонным куполом в мире и стал настоящим чудом архитектуры. Возвести его могли лишь римские строители, для которых работа с подобными конструкциями и материалом была хорошо знакома. Независимо от того, к какому типу принадлежит купол — полусферическому, эллиптическому, или он плоский, как блюдце, — в любом случае строители при его возведении будут руководствоваться основополагающими правилами распределения нагрузки в здании.
Чтобы понять, как работают силы сжатия и растяжения в купольных перекрытиях, взгляните на рисунок внизу.
На куполе, как на глобусе, намечена сетка из меридианов (вертикали) и параллелей (горизонтали). У вершины купола меридианы сходятся к центру и «сжимают» параллели. У основания же купола меридианы, наоборот, расходятся и «растягивают» параллели. Где-то между этими двумя крайностями есть участок свода купола, который не подвергается растяжению и сжатию. Он отмечен пунктирной линией. Чтобы купол не обрушился, при строительстве очень важно найти баланс сил растяжения и сжатия».
Подвесной мост в Сан-Франциско
Вам когда-нибудь приходилось восхищаться красотой и величием мостов? Тогда вы тоже не останетесь равнодушными к этой энциклопедии.
«Построить мост в Сан-Франциско было необходимо, чтобы решить сложную транспортную проблему. При этом размер центрального пролета будущего моста должен был стать больше всех известных на тот момент в мире. За решение непростой задачи взялся инженер Джозеф Страусс. Сначала он предложил не слишком удачную конструкцию, в которой сочетались консольные башни и подвесные пролеты. Впрочем, Страусс быстро исправил ошибку и предложил строить полностью подвесной мост.
Главные составляющие подвесного моста, помимо дорожного полотна, — это опорные башни, тросы и анкерные конструкции. Дорожное полотно моста подвешено на тросах. Если бы тросы крепились на вершинах опорных башен, то их собственный вес, а также вес полотна и проезжающего по нему транспорта заставляли бы башни крениться навстречу друг другу. Чтобы этого не случилось, тросы пропускают через вершины башен и прикрепляют к анкерам (крепежам), забетонированным в скальную породу на берегах. Таким образом, натяжение тросов, тянущих вниз к анкерным конструкциям с двух сторон от башен, создает мощное вертикальное давление на башни и придавливает их к земле».
Путешественникам
Когда знаешь, как построен тот или иной архитектурный гигант, становится еще интереснее взглянуть на него своими глазами. Например, если вы посетите Куала-Лумпур, столицу Малайзии, то обязательно увидите башни Петронас — и вспомните, как они устроены изнутри.
«В 1991 году ряду всемирно известных архитектурных бюро предложили спроектировать два небоскреба для размещения в них офиса малайзийской государственной нефтяной компании «Петронас». Победил в конкурсе проект архитектора Сезара Пелли и инженера Чарльза Торнтона. По их замыслу, две башни, стоящие бок о бок, подобно гигантским минаретам, должны были подняться над землей на 451 метр! Двухуровневый пешеходный мост на высоте 42-го этажа придавал всему комплексу вид гигантских фантастических ворот.
При огромной высоте и относительной тонкости формы башен их конструкция должна была быть необычайно прочной и устойчивой. Для этого строители, во-первых, возвели подпорные сооружения — два здания цилиндрической формы, примыкающие к стенам башен. Они поддерживают небоскребы и одновременно увеличивают количество офисных помещений.
Во-вторых, устойчивость обоих небоскребов обеспечивается за счет жестких узлов и использования высокопрочного бетона. В-третьих, очень прочна сама конструкция башен. Она, по сути, представляет собой трубу в трубе. Внешняя труба — это решетка из мощных колонн, расположенных по кругу и скрепленных между собой на каждом этаже кольцевой балкой».
Вы заметили, что эти истории способны увлечь не только детей, но и взрослых? В книге «Как это построено» вас ждет еще больше интересных фактов об архитектуре и чудесах инженерной мысли.
Свежие комментарии