Нью-Йорк и Чикаго можно считать родиной современных высоток, но на самом деле история многоэтажного строительства намного старше.
В Йемене башенные дома Шибама датируются 1600 г. н.э. и представляют собой один из самых ранних примеров многоэтажного жилищного строительства. Эти высохшие на солнце дома из глиняного кирпича были построены высотой до 7 этажей, что обеспечивает безопасность и престиж их жителей.
В плотном кластере, насчитывающем около 500 башен, эти дома занесены в список всемирного наследия Юнеско.
Во второй половине 19 века социальное, экономическое и технологическое развитие способствовало созданию условий для появления нынешних высотных зданий в городах Северной Америки - Нью-Йорке и Чикаго.
Пожалуй, двумя важнейшими факторами, способствовавшими появлению настоящих высотных зданий, были успехи в области металлоконструкций и подъемных механизмов.
Густав Эйфель использовал заранее подготовленные железные конструкции для проектирования и строительства в Париже своей трехсотметровой башни в 1889 году, чем удвоил высоту самой высокой в мире башни, произведенной человеком и продемонстрировал возможность существования высочайших металлоконструкций.
В 1852 году Элиша Грейвс Отис построил первую поднимающую систему, что предоставило возможность строить высотные здания.
Первая гравитационная система со стальным каркасом, которую применили высотном строительстве была в Чикаго. Замена толстых несущих стен из кирпича на колонны из стали позволяет ввести большие окна и входы по периметру зданий, изменив архитектуру и функциональную гибкость общих многоэтажных зданий.
ВЫСОТНЫЕ ЗДАНИЯ СЕГОДНЯШНЕГО ДНЯ
Ускорение темпов урбанизации в строительстве высотных зданий, наблюдаемых в последние 10-летия во всем мире, особенно в странах с формирующейся рыночной экономикой.
Основополагающим фактором роста высотных сооружений, особенно жилых, является недостаток земельных участков в густо урбанизированных районах мира.
Еще одним фактором роста высотных зданий во всем мире послужил конкурс на строительство самого высокого здания в городе, стране, мире.
Эти тенденции ставят инженеров-строителей в центр процесса проектирования для проектов строительства высоких зданий. Будь то выбор боковых несущих конструкций или систем перекрытий, подход к интеграции конструкции в общую геометрию и архитектуру здания, решения, принимаемые инженером-строителем, оказывают глубокое влияние на стоимость, удобство, конструктивность и долговечность высотных зданий.
Здания можно охарактеризовать как "высокое", исходя из его абсолютной высоты, относительно окружающей среды.
С точки зрения проектирования высотных зданий, по мере того как они становятся выше и тоньше, их конструкция все больше зависит от специфических поведенческих факторов, которые являются гораздо менее значимыми для более коротких зданий. Эти факторы включают динамическую реакцию высоких зданий на ветровые нагрузки как в предельном состоянии, так и в пределе работоспособности, а также дифференциальное осевое укорачивание вертикальных элементов высоких зданий под действием гравитационных нагрузок.
Что касается этих факторов, абсолютная высота здания не обязательно является оптимальной мерой для "высокого здания". В частности, на величину динамической характеристики ветра в большей степени влияет общая продольность здания (т.е. первые два колебательных режима относительно главных осей здания), чем абсолютная его высота.
Конструкционный материал
Конструкционными материалами, используемыми в высотных зданиях, обычно являются один или несколько (армированный или предварительно напряженный) бетон, конструкционная сталь и композитные системы. Выбор систем конструкционных материалов для высотных зданий должен производиться с учетом архитектурных, экономических и строительных факторов.
Экономические факторы варьируются в зависимости от географии, поскольку относительные затраты на материалы, рабочую силу, время и пространство варьируются от места к месту.
Другие факторы, которые следует учитывать при выборе конструкционного материала, включают:
- предпочтение, доступность на местном рынке;
- размер, высота проекта;
- форма здания (обычная или комплексная);
- конструктивные соображения (противопожарные характеристики, динамические характеристики, адаптивность и т.д.);
- расположение,доступ к объекту;
- скорость строительства.
ВЫСОТНЫЕ ЗДАНИЯ БУДУЩЕГО
Несмотря на то, что стремление обеспечить хорошее функциональное и экономичное проектирование высотных зданий вряд ли коренным образом изменится, ожидается, что акцент на производство энергоэффективных и устойчивых конструкций будет возрастать все более быстрыми темпами.
Это является ответом на тот факт, что здания потребляют 40% энергии, 40% материалов, 30% отходов и 15% воды во всем мире, и что высокие здания пропорционально больше страдают от материального и энергетического голода, чем низкоэтажные здания.
В многоэтажных зданиях конструкция составляет большую часть общей стоимости и воплощенной энергии, и, следовательно, инженер-строитель может существенно повлиять на общий устойчивый результат проектирования.