Стоишь рядом с Останкинской башней, задираешь голову — шапка падает. 540 метров бетона и стали. Полмиллиона тонн веса. И первая мысль, которая приходит в голову любому нормальному мужику, который хоть раз строил сарай или заливал фундамент под баню: «А на чем она вообще держится?».
По логике вещей, такую махину надо было зарыть в землю метров на пятьдесят. Забить сваи до ядра Земли.
Но Николай Никитин, главный конструктор, сделал то, от чего у современных архитекторов дергается глаз. Он поставил башню на землю, как шахматную фигуру на доску.
Глубина фундамента — всего 4,6 метра. Для сравнения: у меня на даче погреб глубже.
Как эта бетонная игла не падает от ветра? В чем секрет? А секрет, мужики, в «натяжении». В буквальном смысле.
Бетон на веревочках
Давайте о физике. Бетон — материал крутой, но капризный. Он отлично держит нагрузку на сжатие (дави на него сколько хочешь), но терпеть не может растяжение. Если башню качнет ветром, одна сторона сожмется, а другая начнет растягиваться. И обычный бетон там просто треснет и рассыплется.
Никитин придумал решение, которое до него в таких масштабах никто не применял. Он решил сжать башню изнутри.
Представьте себе детскую пирамидку или бусы. Если они просто лежат — они гибкие. А если пропустить через них веревку и со всей дури натянуть? Бусы станут твердыми, как палка. Их можно ставить вертикально, и они не согнутся.
Вот Останкинская башня — это такие «бусы».
Внутри бетонного ствола, по всей высоте, натянуты стальные канаты (тросы).
- 145 стальных канатов.
- Каждый натянут с усилием в 70 тонн.
Эти тросы сжимают бетонные кольца башни с такой силой, что никакой ветер не может «растянуть» бетон. Башня всегда находится под чудовищным давлением. Она не просто стоит, она напряжена.
Эффект «Ваньки-встаньки»
Теперь про фундамент. Почему всего 4 метра?
Никитин говорил: «Человеку же не нужно зарывать ноги в землю, чтобы стоять». Нужна опора и правильный центр тяжести.
Башня работает как неваляшка. У неё очень тяжелое, мощное основание (тот самый «перевернутый цветок» с лепестками) и относительно легкая макушка.
Центр тяжести находится очень низко. Даже если ураган согнет верхушку на несколько метров (а она отклоняется, это нормально), башня все равно вернется в исходное положение.
Кстати, когда проект утверждали, Никитина чуть не съели. Немецкие инженеры, которые строили телебашню в Штутгарте, крутили пальцем у виска: «Русский сумасшедший! Она упадет!».
Никитин достал логарифмическую линейку (калькуляторов тогда не было, мужики!) и за пару минут доказал: не упадет.
Та самая «Царь-гайка»
Но самое интересное — как это всё обслуживать.
Тросы со временем могут растянуться. Бетон дает усадку. Натяжение ослабевает.
Что делать? Разбирать башню?
Нет. Внутри башни есть специальные технические этажи, где находятся узлы натяжения этих канатов. Это и есть та самая «Царь-гайка» (условно, конечно).
Инженеры могут подтягивать тросы, регулируя жесткость всей конструкции, как мы натягиваем струну на гитаре.
Благодаря этой системе башня «живая». Она дышит, реагирует на температуру и ветер.
Проверка огнем
В августе 2000 года случилась трагедия — пожар. Горели фидеры (кабели) внутри ствола. Температура была такая, что плавился металл.
Самое страшное было в том, что от жара начали лопаться те самые натянутые тросы. Они летели вниз с жутким грохотом, прошивая перекрытия.
Из 145 канатов уцелели немногие. Казалось бы — всё, «стержень» сломан, башня должна сложиться.
Но Никитин (которого уже давно не было в живых) заложил такой запас прочности, что даже на остатках тросов и за счет собственной геометрии бетонная игла устояла. Она наклонилась, но не рухнула.
Потом, конечно, тросы заменили на новые, негорючие. Но тот пожар стал главным экзаменом для советской инженерной школы. И она его сдала.
Итог
Мы привыкли смотреть на Останкинскую башню как на антенну для телевизора. А на самом деле — это памятник человеческой смекалке.
Никитин придумал образ башни за одну ночь. Ему приснился перевернутый цветок лилии. Вот так: приснился цветок, а получился железобетонный шедевр, который стоит уже полвека и падать не собирается.
Умели же делать. Без компьютеров, без 3D-моделирования. Просто руки из плеч и голова на месте.
Знали про тросы внутри стен? Или думали, что там просто арматура навалена? Пишите в комментариях, обсудим!
И подписывайтесь на «Руки из плеч».
Читайте также: