Императора спросили об архитектуре

Введение в строительство знаковых зданий из стальных конструкций

Сталь — краеугольный камень современной архитектуры, позволяющий возводить здания, которые выше, прочнее и гибче в плане дизайна, чем традиционные материалы. Благодаря своей прочности на разрыв и долговечности она была использована при создании некоторых из самых известных и узнаваемых архитектурных памятников в мире.

Почему сталь используется для строительства знаковых зданий

Свойства стали делают её уникально подходящей для создания амбициозных, высоких и сложных конструкций:

Исключительное соотношение прочности и веса: сталь невероятно прочна для своего веса. Это означает, что относительно лёгкий стальной каркас может выдерживать огромные нагрузки, позволяя строить более высокие здания с меньшими колоннами, что освобождает больше полезного внутреннего пространства.

Гибкость проектирования и большие пролёты: стальные балки могут перекрывать большие расстояния без необходимости использования промежуточных колонн. Это критически важно для создания больших пространств открытой планировки, таких как атриумы, выставочные залы и стадионы. Это также позволяет создавать сложные и выразительные архитектурные формы.

Скорость строительства: стальные элементы изготавливаются на заводе вне строительной площадки в точном соответствии с техническими требованиями. Это обеспечивает быструю сборку на месте, независимо от погодных условий, что значительно сокращает время строительства по сравнению с традиционным бетонным строительством. Эмпайр-стейт-билдинг — легендарный пример такой скорости.

Сейсмостойкость и ветроустойчивость: Сталь — пластичный материал, то есть она может изгибаться и деформироваться при экстремальных нагрузках (например, при землетрясениях или сильном ветре) без разрушения. Эта эластичность делает здания со стальным каркасом исключительно безопасными и устойчивыми.

Устойчивость: Сталь — один из наиболее перерабатываемых материалов на планете. Современная конструкционная сталь часто содержит очень высокую долю переработанных материалов, и по окончании срока службы здания стальной каркас можно разобрать и снова переработать.

Ключевые стальные структурные системы

В архитектурных памятниках архитектуры сталь используется несколькими основными способами:

Каркасные конструкции (балочно-колонная система): Наиболее распространённая система для небоскрёбов, таких как Эмпайр-стейт-билдинг. Сетка из вертикальных стальных колонн и горизонтальных балок создаёт прочный, жёсткий каркас, к которому крепятся перекрытия и стены.

Стальные фермы: Используют внутреннюю прочность треугольника для перекрытия больших расстояний. Идеально подходят для крыш стадионов (например, «Птичьего гнезда») и мостов.

Экзоскелеты: Основная система опор конструкции вынесена на внешнюю сторону здания, становясь его визуально доминирующим элементом. Это освобождает внутреннее пространство для свободного от колонн пространства.

Трубчатые конструкции: Периметр здания выполнен в виде жёсткой полой трубы, способной противостоять боковым нагрузкам, например, ветру. «Связанная труба» Уиллис-тауэр — это усовершенствованный вариант этой конструкции. Натяжные конструкции: Используют натянутые стальные тросы для поддержки крыш или мостов, создавая ощущение лёгкости и элегантности. Распространены в современных терминалах аэропортов и на стадионах.