Фрэнк Антери обсуждает эволюцию небоскребов и строительной техники

Oct 12, 2023

Фрэнк Антери работает инженером-строителем, специализирующимся на строительстве небоскребов. В следующей статье Фрэнк Антери обсуждает эволюцию этих великолепных зданий и то, как они стали воплощением человеческой изобретательности, инженерного мастерства и художественного видения.

Хотя небоскребы, казалось, бросали вызов законам гравитации с 1800-х годов, мощное притяжение земного ядра явно не исчезло просто так. Так как же этим высоким башням удержаться от падения?

Небоскребы впервые появились в 1800-х годах, когда массовое производство железа и стали позволило поддерживать рост зданий вверх, не требуя непрактично толстых стен или неоправданно широкого основания. Использование бетона для усиления несущей способности нижнего уровня и изобретение лифта также были важными событиями.

Фрэнк Антери объясняет, как человеческая изобретательность эволюционировала от выживания в пещерах до строительства домов высоко в небе.

В 1800-х годах люди начали стекаться в города в большем количестве, чем когда-либо прежде. Этот приток создал значительную нагрузку на площади городских улиц и поставил трудный вопрос о том, как разместить растущее население. Из соображений практичности и экономии места инженеры начали смотреть ввысь.

Фрэнк Антери говорит, что, хотя небоскребы впервые появились только в девятнадцатом веке, свидетельства того, что люди поняли физические и математические принципы, необходимые для создания высотных зданий, датируются еще древними египетскими пирамидами и храмами майя.

Когда дело дошло до проблемы увеличения высоты здания при ограничении его ширины на уровне земли, инженеры-строители оказались на высоте и с тех пор продолжают подниматься. Совершить эти подвиги им позволила разработка массового производства железа и стали, которая обеспечивала прочность, позволяющую обеспечить гораздо более высокое соотношение вертикальной и горизонтальной нагрузки.

В дополнение к этим металлам инженеры-строители также начали использовать железобетон, который сочетает в себе пластичность стали с устойчивостью бетона, чтобы гарантировать, что фундамент этих зданий будет достаточно прочным, чтобы выдержать собственный вес, а затем и не только.

Фрэнк Антери говорит, что, оснастившись этими новыми материалами, инженеры девятнадцатого века смогли избежать использования широких боковых каркасов, использовавшихся древними египтянами и майя, вместо этого направляя стабилизирующий вес дальше вниз по более узкой площади поверхности.

Изобретение лифта стало решающим шагом в развитии небоскреба по нескольким причинам. Учитывая сложность перемещения больших или тяжелых предметов на несколько лестничных пролетов, лифты стали практичным средством внутренней транспортировки. Кроме того, шахты лифтов начали играть важную структурную роль в качестве несущего «хребта» внутри ядра здания.

Фрэнк Антери говорит, что с момента появления небоскребов инженерные и технологические достижения сделали все более возможным учитывать не только вопросы практической устойчивости, но и эстетической привлекательности здания. На протяжении 1900-х годов небоскребы стали гораздо более стилизованными и богато украшенными, чем базовые прямоугольные колонны, созданные всего несколько десятилетий назад.

Чтобы уменьшить плотность центрального ядра здания и улучшить внешний вид, многие небоскребы теперь имеют дополнительный несущий экзоскелет. Распределив стабилизирующий вес конструкции по более широкой поверхности, экзоскелеты стали еще одним отражением того, как структурная инженерия сочетает форму и функцию в архитектуре.

Хотя стиль в настоящее время является важным фактором при проектировании небоскреба, обеспечение безопасности и практичности плана этажа остается главной заботой каждого инженера-строителя.

В процессе планирования инженеры должны учитывать ряд различных факторов, включая фиксированный вес строительного материала, переменный вес объектов и людей внутри здания, а также потенциальный вес снега и льда в зимние месяцы в определенных климатических условиях. .