ПОЧЕМУ УРАГАН НЕ МОЖЕТ ПРОСТО СНЕСТИ НЕБОСКРЁБ

Секрет в том, что современный небоскрёб вообще не пытаются сделать неподвижной бетонной глыбой. Его проектируют так, чтобы он принимал удар ветра, немного двигался и при этом оставался целым.

Высотку удерживает не только огромный фундамент

Чем выше мы поднимаемся над землёй, тем сильнее обычно становится ветер. Поэтому во время урагана верхняя часть башни получает особенно серьёзную нагрузку. Для инженеров это один из главных факторов при проектировании небоскрёба.

Но здание не держится на месте просто потому, что оно очень тяжёлое. Внутри высотки есть мощное ядро из бетона или стали, к нему подключаются колонны, перекрытия и иногда специальные горизонтальные связи. Вместе они распределяют боковую нагрузку и передают её вниз — на фундамент и сваи.

В странах, где ураганы являются обычным явлением, расчёт ветровых нагрузок входит в строительные нормы. Причём учитывается не просто некая «скорость сильного ветра», а вероятность экстремальных порывов именно для конкретной местности.

По сути, небоскрёб представляет собой огромную систему, которая проводит силу ветра от крыши до грунта.

Небоскрёбу разрешено немного качаться

Это, пожалуй, самое неожиданное: во время сильного ветра верхние этажи действительно могут двигаться из стороны в сторону. И это нормально.

Сделать высотку абсолютно неподвижной технически можно, но для этого пришлось бы сильно утяжелить конструкцию. Поэтому инженеры допускают небольшую гибкость и следят сразу за двумя вещами: чтобы нагрузка не была опасной для здания и чтобы движение не доставляло слишком сильного дискомфорта людям.

Небольшое движение небоскрёба — не признак того, что он сейчас упадёт, а часть нормальной работы конструкции.

Форма здания тоже защищает его от урагана

Сильный ветер опасен не только своим напором. Обтекая большое здание, он образует вихри. Если они начинают возникать в определённом ритме, башню может раскачивать всё сильнее — примерно как качели, которые подталкивают в нужный момент.

Поэтому современные небоскрёбы делают с уступами, скруглёнными углами, сужением к вершине или даже закручивают вокруг своей оси. Иногда устраивают и настоящие отверстия.

Иногда достаточно правильно изменить форму небоскрёба, чтобы ветер начал действовать на него заметно слабее.

Зачем внутри башни подвешивают огромный груз

У некоторых небоскрёбов недалеко от вершины находится устройство, похожее на гигантский маятник. Оно называется настроенным массовым демпфером.

Когда ветер толкает башню в одну сторону, огромный груз начинает двигаться в другую и частично гасит колебания. Самый известный пример находится в Taipei 101: по данным CTBUH, там используется стальной маятник массой около 728 тонн.

Такой демпфер установлен и в самом узком небоскрёбе мира в Нью-Йорке. Но гигантский шар нужен далеко не каждой высотке. Где-то вместо него используют резервуары с водой, где-то другие типы демпферов, а иногда хватает правильно подобранной формы и жёсткости конструкции.

Задача демпфера — не удерживать небоскрёб от падения, а не давать ему слишком сильно раскачиваться.

Вера Макарова.