Архитекторы знаменитых зданий остаются в памяти. Инженеры, стоящие за ними, люди, которые превращали их проекты в реальность, напротив, часто остаются в стороне. А ведь они заслуживают не меньшего признания, чем творцы известных сооружений. Сегодня мы хотим представить вам одного такого инженера: Фазлур Рахман Хан.
Небоскрёбы: Не без Фазлура Рахмана Хана
Вероятно, каждый из вас хоть раз был в большом городе. Возможно, вы даже сами живёте в нём. Тогда вам это наверняка знакомо: современные стеклянные фасады, которые словно не имеют конца вверх. Будто гиганты из стали и стекла бесконечно растут в небо.
Небоскрёбы давно стали частью городского пейзажа, они абсолютно привычны. Сделал это возможным человек, о котором вы, возможно, никогда не слышали: Фазлур Рахман Хан. Как один из важнейших инженеров-строителей XX века, он произвёл революцию в высотном строительстве и сделал возможными знаменитые здания вроде Бурдж-Халифы.
Фазлур Рахман Хан: Когда высотные здания достигли своих пределов
В 50-е и 60-е годы строительство высотных зданий означало нечто большее, чем просто создание жилого пространства. Особенно высокое сооружение было прежде всего вопросом престижа: для его создателей и для города. Каждый мегаполис, который уважал себя, хотел иметь хотя бы одно особенно высокое здание.
Однако строительные методы того времени для этого не подходили. Материальные затраты были слишком высоки, собственный вес казался чрезмерным. Кроме того, добавлялись нагрузки от ветра или землетрясений, которые было не только трудно компенсировать, но и приходилось учитывать в чрезвычайно сложных расчётах. Напомним: программ для расчёта строительной статики, способных делать такое, тогда ещё не было. Обычная каркасная стальная конструкция становилась всё менее эффективной.
Итак, в высотном строительстве были проблемы, и проблемы совсем не маленькие. Особенно ветровая нагрузка ставила небоскрёбы перед пределами возможного. Чем выше здание, тем сильнее ветровые силы, действующие на конструкцию горизонтально и сбоку. Примером небоскрёба, для которого боковой ветер стал проблемой, является Citigroup Center в Нью-Йорке. Если вы хотите узнать о нём больше, материал можно найти здесь: Центр Citigroup: паника, сокрытие и ураган .
Фазлур Рахман Хан: Инновация в небоскрёбах
Фазлур Рахман Хан родился на территории нынешнего Бангладеш и изучал гражданское строительство в Indian Institute of Engineering Science and Technology в Шибпуре. Затем он получил степень бакалавра по гражданскому строительству в Bangladesh University of Engineering and Technology.
Благодаря поддержке двух стипендий Фазлур Рахман Хан смог в 1952 году поехать в Соединённые Штаты. Там он учился в University of Illinois и за три года получил две степени магистра — одну по строительной статике, другую по теоретической и прикладной механике. Затем он получил и докторскую степень по строительной статике. Впечатляет, не правда ли?
Небольшой забавный факт: свой первый небоскрёб Фазлур Рахман Хан увидел лишь в 21 год. Ведь в его родном городе ни одно здание не было выше трёх этажей. Попасть в здания среднего по нынешним меркам высоты в США, должно быть, было для него захватывающим опытом: не только нечто совершенно новое, но и огромный источник вдохновения.
Фазлур Рахман Хан и система Tube
После получения дипломов Фазлур Рахман Хан начал работать в архитектурном бюро Skidmore, Owings & Merrill (SOM) в Чикаго. Спустя одиннадцать лет он даже стал там партнёром. Пока архитекторы его бюро, например Брюс Грэм, проектировали здания, он размышлял о том, как решить проблему современного высотного строительства.
Главной проблемой были материал и его собственный вес. Строить вверх было абсолютно неэффективно и дорого. Чтобы наглядно это показать, давайте кратко посмотрим, как до этого момента строили, когда речь шла о максимально высоких зданиях.
Классика: стальной каркас («каркасное строительство»)
Классикой до этого был стальной каркасный метод, также называемый каркасным строительством. Название уже многое говорит само за себя: речь шла о каркасе для будущего здания, о плотной сети стальных колонн и балок.
Нагрузки, действующие на сооружение, воспринимаются внутри именно этим каркасом. При этом фасад — это лишь оболочка, которая затем подвешивается. Проблема в том, что на определённой высоте ветер становится серьёзным риском. Он вызывает колебания, изгиб и заставляет всё здание вести себя как огромный рычаг.
Единственным решением было использовать более толстые стальные балки, большее количество колонн и более плотную сетку стального каркаса. Но именно здесь возникала главная проблема небоскрёбов того времени: они становились слишком тяжёлыми и слишком дорогими. Больше материальных затрат, неудобные внутренние пространства из-за множества колонн и, как следствие, негибкие, плохо используемые планировки.
Короче говоря: эта система просто была для больших высот недостаточно эффективной и быстро достигала своих пределов. Фазлур Рахман Хан задался решающим вопросом: почему несущая конструкция находится внутри, хотя снаружи она была бы намного полезнее? Давайте разберёмся!
Инновация Фазлура Рахмана Хана: система Tube
Фазлур Рахман Хан разработал совершенно новую концепцию: здание само становится несущей конструкцией. Хотя, строго говоря, совсем новым это не было, ведь вдохновение для этого он черпал напрямую из природы своей родины. Одним из самых распространённых там видов растений является бамбук. А он растёт в полых трубках, вставленных одна в другую.
Здесь вся несущая структура — это сама оболочка! И именно этот принцип Фазлур Рахман Хан перенёс на небоскрёбы. Его подход основывался на плотно расположенных вертикальных опорах, соединённых между собой горизонтальными балками. В результате получалась жёсткая наружная оболочка, которая воспринимает основную часть нагрузки и передаёт её вниз.
Благодаря этой инновации Фазлура Рахмана Хана небоскрёбам требовалось значительно меньше несущих элементов внутри. Это позволило создать большие открытые пространства, которые мы знаем, например, как типичные офисы open space в центрах городов.
Несущая система Фазлура Рахмана Хана теперь была ориентирована не внутрь, а наружу. Это обеспечило огромную устойчивость, поскольку здания стали значительно более стойкими к колебаниям и изгибу. И прошло совсем немного времени, прежде чем он смог воплотить свою теорию на практике.
Фазлур Рахман Хан: Его самые знаменитые здания
Первым его зданием с трубчатой конструкцией был жилой дом Chestnut De-Witt. Кроме того, он участвовал в разработке John Hancock Center на 100 этажей. Его хорошая репутация в профессиональной среде вскоре принесла ему прозвища «Эйнштейн строительной инженерии» и «величайший инженер-строитель XX века».
Однако его шедевром стал Sears Tower в Чикаго на 110 этажей. Позднее он был переименован в Willis Tower и с 1973 по 1998 год был самым высоким зданием в мире. Без инновационной трубчатой системы Фазлура Рахмана Хана эти сооружения вообще не могли бы быть реализованы.
Благодаря системе Tube здания могли достигать огромных высот, не теряя структурной устойчивости. К этому добавлялась ещё и эффективная технология строительства, которая особенно проявлялась в более низких строительных затратах и меньшем расходе материалов. Тем самым Фазлур Рахман Хан установил новые стандарты в высотном строительстве во всём мире.
Фазлур Рахман Хан: Пионер CAD
Не только в области строительных систем Фазлур Рахман Хан был настоящим пионером, который постоянно искал пути сделать здания более эффективными. В 1970-х годах на рынок вышли первые серьёзные структурные расчёты для компьютеров: началась эра программ для строительной статики.
SOM, архитектурное бюро, где Фазлур Рахман Хан был партнёром, стало одним из первых, кто начал активно работать с этим. Именно Грэм и Хан убедили своих партнёров приобрести мэйнфрейм. В строительной отрасли к новым технологиям и тогда относились скорее скептически. Но их партнёры согласились, и Хан начал программировать систему для расчёта уравнений для проектирования несущих конструкций. Тем самым он совершил настоящую пионерскую работу для всей отрасли.
Итог: Наследие Фазлура Рахмана Хана
Фазлур Рахман Хан умер в 52 года от последствий сердечного приступа. Но его инновационный метод строительства небоскрёбов и по сей день оказывает большое влияние на то, как мы строим. Небоскрёбы, такие как Бурдж-Халифа или One World Trade Center, основаны на его работе.
Без системы Tube Фазлура Рахмана Хана такие сооружения в такой форме были бы едва ли возможны. Хотя в профессиональной среде он пользовался большим признанием — и по сей день — его имя почти неизвестно широкой публике. Инженеры всё же обычно работают на заднем плане.
Одно можно сказать точно: Фазлур Рахман Хан надолго изменил строительную отрасль. Он подарил нам систему строительства, которая сделала возможными современные силуэты городов, какими они видны на бесчисленных фотографиях. Возможно, в следующий раз вы вспомните об этом, когда будете смотреть вверх в большом городе и любоваться тем, как чистое голубое небо отражается в фасаде небоскрёба. Именно этот фасад и несёт всё здание.
