С приветом Америке

Красноярец придумал, как сделать небоскрёб прочным

Когда упали высотные “близнецы” в Америке, весь мир ахнул от ужаса: западные постройки представлялись самыми прочными. Так что с обрушением 110-этажных зданий разрушился и миф о несокрушимости американского билдинга. Высотки, срезанные самолетом, сложились как карточные домики. Десятилетие спустя аспирант Красноярского инженерно-строительного института изобрёл способ увеличения устойчивости высотных зданий. Красноярец считает, что его метод позволит высотке выстоять и не разрушиться даже при взрыве между этажами.

Справедливости ради стоит сказать, что, производя свои исследования, красноярец не брал за основу трагические события, произошедшие с американскими “близнецами”. Аспиранта кафедры строительных конструкций и управляемых систем инженерно-строительного института СФУ Евгения Прасоленко заинтересовали круглые здания, которые обладают целым набором плюсов.

— Люди стремятся строить высотки со времен Вавилонской башни, — считает Евгений Прасоленко. — Меня это завораживает — настолько грандиозные сооружения с позиций архитектурной выразительности и практичности. Первые небоскрёбы были прямоугольными или квадратными. С ростом прогресса возникли высотки готической формы, в стиле модернизма. С развитием строительства количество граней зданий росло, а первое круглое появилось только в 50-х годах прошлого века.

Евгений считает, что круглые высотки имеют большие преимущества перед рядовыми прямоугольниками. Во-первых, здесь отличное естественное освещение, потому что окна расположены на 360 градусов, а во-вторых, если эти здания использовать в качестве гостиничных комплексов, двери всех номеров будут выходить в коридор, не соприкасаясь с другими входами. То есть у постояльцев создается ощущение уединённости их номеров. Кроме того, ветер оказывает меньшее воздействие на круглое строение, потому что соскальзывает, обтекает стены со всех сторон.

Интересно, что, несмотря на такое количество плюсов, круглых высоток в мире не так много. Красноярский аспирант насчитал всего 70, в основном в Израиле и в Америке. Архитекторам, их возводившим, удалось найти очень интересные решения многих проблем, присущих в том числе и Красноярску. Например, в двух круглых высотках в Чикаго, занятых под гостиничный комплекс, первые 20 этажей отданы под парковку автомобилей постояльцев. Впрочем, многого о конструктивных особенностях круглых высоток красноярскому исследователю узнать не удалось — информация чаще всего засекречена. Ну кому захочется раскрывать секреты расположения кабинетов в знаменитом круглом здании японского концерна Дженерал Моторс в США?

В Красноярске нет ни одного круглого здания. Да и сами высотки таковыми назвать сложно. Приближенную к круглой — восьмиугольную форму имел самый известный в нашем городе долгострой — здание КатэкНИИуголь. Но сейчас новые хозяева изменили форму строения, пытаясь выиграть в площади. Строительство высотных зданий — дело затратное, так что вряд ли они появятся в нашем городе в ближайшее время. Но это не обескураживает молодого изобретателя. Он считает, что его разработки вполне могут пригодиться для мирового опыта строительства круглых высоток.

Евгений считает, что нельзя объять необъятное, а потому в своих исследованиях остановился только на одной конструктивной детали круглой высотки — перекрытиях. Аспирант заинтересовался: как можно расположить рёбра жёсткости, на которые кладётся плита, чтобы получить максимальный эффект.

— Я исследовал все конструктивы высотных зданий, которые были мне доступны, — рассказывает Евгений.— И оказалось, что практически везде рёбра жёсткости располагаются классически — по радиальной системе, соединяя периферийную колонну с ядром, как спицы в колесе кареты. Бывает, что добавляют кольцевые ребра жёсткости, и получается своеобразная вафельная сетка. Я оценил, как ведет себя здание с таким перекрытием на действие нагрузок, и понял, что есть возможность изменить расположение ребер жесткости.

В итоге Евгений предложил несколько своих вариантов конструктива перекрытий круглых высотных зданий. Первый — самый простой — попарные колонны с двух сторон соединяются друг с другом рёбрами жёсткости, расположенными чуть под углом, как спицы велосипеда. А потом пошёл дальше в своих исследованиях и чуть-чуть искривил “велосипедные спицы”, то есть сделал их немного полукруглыми — выгнутыми. На первый взгляд неспециалиста — ничего примечательного. Однако, как считают инженеры-строители, от этой формы рёбер жёсткости перекрытия зависит самое главное — устойчивость высотного здания.

— При высотном строительстве — выше 50 этажей — предъявляются большие требования к надёжности конструкции, — комментирует красноярский аспирант. — И если возникнет повреждение колонн, на которых лежит перекрытие, радиальное расположение рёбер просто сметёт перекрытие, и здание начнёт разрушаться. Я предлагаю такую форму рёбер жёсткости, при которой перекрытие не обваливается во время разрушения колонн, а просто обвисает.

Кстати, это ценно не только при взрыве внутри высотки, но и в сейсмоопасной местности. То есть благодаря изобретению красноярца небоскрёбы можно будет строить даже на территории, где часто происходят землетрясения или дуют сильные ветра, ураганы, сметающие всё на своем пути.

Конечно, за прочность придётся платить. Как подсчитал Евгений Прасоленко, для изготовления рёбер жёсткости по его задумке понадобится больше металла, а значит — перекрытие получится на 15 процентов дороже, чем обычное. Но в то же время, как считает аспирант, имея такой необычный потолок, можно сэкономить на отделочных материалах — полукруглая, переплетённая структура рёбер жёсткости перекрытия будет очень интересно и красиво смотреться.

Аспирант запатентовал своё изобретение, в этом году его исследование попало в список 100 лучших изобретений России, но Евгений говорит, что до сих пор продолжает совершенствовать свою разработку. Молодой человек планирует представить свое суперпрочное перекрытие на международном форуме в Дубае, где каждый год собираются строители и архитекторы высотных зданий мира.

В Дубай на форум высотников Евгений Прасоленко собирается со своими коллегами по институту. Аспиранты Дмитрий Мухотаев и Анна Бондаренко разработали инновационную форму высотного здания — в виде песочных часов. Как считает Евгений, для такого небоскреба как раз пригодятся его разработки суперпрочных перекрытий.

— Понравится ли наша идея серьёзным фирмам из Нью-Йорка и Германии, которые занимаются строительством высоток? Мы постараемся не ударить в грязь лицом, — говорит аспирант Прасоленко. — По крайней мере, даже замечания специалистов на таком уровне будут очень ценны.