Стальные конструкции - столетие каркасного строительства из стали
Во Франции и в Бельгии имеется ряд
выдающихся решений, в которых фасады четко расчленены с помощью наружных
колонн, которые вырисовываются в подвесной стене, как, например, в выстроенном
в Париже 1958 г. архитекторами Бал-ладуром и Лёбейлем и очень умело вписанном
в узкий участок земли административном здании «Кэсс Сантрал де Реассюранс».
Расчленение фасада достигалось также благодаря выступающим наружу полкам внешних
колонн, как, например, в 14 этажах, поднявшихся выше нижней
железобетонной части здания социального страхования в Брюсселе, 1956 г. (архит.
X. ван Куик). В заключение можно
сослаться на два здания в Дюссельдорфе, как на выдающиеся достижения эры
навесных стен — здание фирмы «Маннесман» архитекторов Шнай-дер-Эслебена и
Кнотхе и инженера Левенто-на, а также здание управления фирмы «Феникс-Рейнрор»
архитекторов Хентриха и Петчнига — оба начаты в 1957 г. Среди архитекторов
долгое время не было единого мнения, какому зданию отдать предпочтение. Многие
склонялись к тому, чтобы дать премию зданию «Маннесман».
Завершенность деталей, гармоничность
структуры фасада, несущей системы и внутренней обстановки, эффект узких,
высо-ковзмывающихся башен на рейнском берегу перед широко раскинувшейся массой
старых административных зданий — все это создает прекрасное впечатление. Особенность
здания также состоит в том, что в нем применен традиционный принцип трехчленного
деления, особенно ярко подчеркнутый цилиндрическими наружными колоннами нижнего
этажа. Благородное впечатление еще усиливается строгой замкнутостью планов,
изоляцией строительных корпусов, обусловленной
узким земельным участком и противопожарными разрывами от существующих
сооружений. Элегантные навесные фасады из алюминиевых профилей, стекла и
эмалированных стальных листов огибают здание кругом; колонны из круглых труб,
спрятанные за фасадом, соединены на шарнирах, ветровые нагрузки передаются на
массивное ядро жесткости, которое, лишь немного отступая от продольного фасада,
стесняет и без того узкий план здания.
«Феникс-Рейнрор», называемый теперь
«Тиссен-хауз», выигрывает благодаря свободному размещению на большом пространстве
на окраине городского парка. Группировкой из трех вытянутых в длину, различных
по высоте плоских корпусов архитекторы показали блестящий пример «открытых
форм»: корпус высотного здания, оживленный ступенчатостью в плане и на разрезах,
повторяет проектный замысел, который был на 25 лет раньше с успехом воплощен в
центральном здании RCA в Нью-Йорке. Здесь он доведен до логического завершения Так же
как и в «Маннесман-хауз», трубчатые колонны расположены позади фасада, но они
стоят на больших расстояниях и в зависимости от конкретных условий иногда
попадают в середину окон. Гибкая планировка помещений благодаря этому предельно
упрощена. Ветровые нагрузки не воспринимаются массивным ядром жесткости, а передаются
через ветровые связи на торцовые плоскости корпусов . Статические функции
лишенного окон торца здания подчеркнуты переменой материала — вместо алюминия
применена облицовка из нержавеющей стали.
Весь замысел проекта благодаря интенсивной
совместной работе архитекторов и инженеров — расчет, проблемы вертикального
транспорта, развитие помещений и их планировка, направленность освещения,
оборудование и коммуникации и т. д. — воплотился в объединенной, геометрически
замкнутой, легко запоминающейся центрально-симметричной форме, «красивом»
плане. Этот план представляет собой образец, по которому можно судить, что
задача настоящих архитекторов не исчерпывается лишь тем, чтобы навесить на
какую-либо конструкцию красивый фасад.
Выносные стальные каркасы
В целом международная архитектура
представляла после 1950 г. пеструю запутанную картину, демонстрируя чрезвычайное
расширение творческих и технических возможностей, крутые перемены, резкие
столкновения между противоположными точками зрения и тенденциями в образовании
новых архитектурных форм. Возможность составить достоверное мнение в этом
обилии новых идей, условностей и масштабов и удержаться на уровне современной
строительной техники для практикующих архитекторов скорее осложнилась, чем
облегчилась, активным выпуском специальной литературы и растущим влиянием,
которое приобретали теоретические умозаключения и полемические дискуссии.
Для лихорадочного архитектурного
оживления характерен тот факт, что даже смелейшие проекты передовых архитектурных
бюро, например конструкция оболочки здания аэропорта, разработанная
Саарине-ном, имеющая вид воздушного змея, или сложная, полная пластичности
конструкция фасада из готовых элементов брюссельского «Ламберт-банка»
(проектное бюро СОМ), были опубликованы в виде моделей, выполненных настолько
реально, что они казались снимками с натуры. Теория архитектуры сделала
решительный поворот при появлении понятия «брутализм». Этот термин был введен
Р. Банхемом, назвавшим так свою книгу, хотя фактически в архитектуре никаких
симптомов такого течения в то время не наблюдалось.
В нашу задачу не входит давать определения
и критиковать строительно-эстетические и историко-эстетические понятия, ставить
прогнозы относительно будущей архитектуры. Мы ограничимся нашей собственной
темой — конструкциями стальных каркасов многоэтажных зданий, которые за
последние 15—20 лет, бесспорно, достигли больших успехов в своем развитии;
строительство с применением стальных конструкций безостановочно росло,
несмотря на обострявшуюся конкуренцию; тенденция узаконить видимый несущий
каркас привела к новым формам архитектуры металлического строительства. Эти
стремления стимулировали основательную разработку и развитие новых решений
проблем огнезащиты и предохранения от ржавчины, вопросов строительной физики,
новых несущих систем.
Начать мы хотели бы с более старогосооружения, которое создало хорошую подготовку для настоящего и будущего
стальных конструкций, которое включено в историю строительства как пример
«брутализма». Это — средняя школа в Ханстэнтоне (Англия), запроектированная
архитекторами Алисоном и,Петером Смит-сонами в 1949
г., т.е. вскоре после строительства двух наиболее значительных сооружений
послевоенного времени — жилого комплекса в Марселе (архит. Ле Корбюзье,
1948—1954 гг.) и первого институтского здания Мис ван дер Роэ в Чикаго. Здание
школы в Ханстэнтоне как бы занимает промежуточное положение между бетонным
массивом в Марселе и стальной архитектурой Иллинойского технологического
института. Симметрия, прямоугольность и замкнутость корпуса здания,
последовательность, с которой стальной каркас отделяется от плоскости стекла и
от клинкерной кладки, — все это явное возвращение к эпохе Мис ван дер Роэ, но
детальная обработка стальных конструкций здесь свободна от строгой
геометричности; несущие и вспомогательные конструкции открыты; проводки, трубы,
каналы и решетки оборудования, сборные железобетонные элементы перекрытий
сильно упрощены, если не сказать грубоваты, но в основе функционально
правильны.
Строительство этого здания позволило
Англии вновь занять ведущее место в международной архитектуре, как и в XIX столетии. Англичане нашли выход из
дилеммы — пуритански-чистая статика, с одной стороны, и экспрессивная динамика,
с другой, благодаря своим национальным особенностям — отрицанию доктринерской
систематики, склонности к эксцентричным решениям.
Открытый стальной каркас, примененный
как архитектоническое средство в комплексе Иллинойского технологического
института, должен был в высотном строительстве отступить. Сторонники стальных
конструкций должны были воспринять это следствие стиля «навесных стен» как шаг
назад, как обнищание стиля. Было много попыток вмонтировать несущий каркас в
висячий фасад или сделать каркас видимым через него. В середине 50-х годов
были построены первые многоэтажные здания с выступающими несущими конструкциями.
Начало было положено вновь Мис ван дер Роэ строительством «Гроун-холла» —
резиденции архитектурного факультета Иллинойского технологического института
(1952—1956 гг.); в этом здании стальные рамные сплошные конструкции, решенные
крайне последовательно и геометрически строго, полностью вынесены наружу, что
для строительства залов не является принципиально новым.
Строительством административного здания
«Инленд Стил билдинг» в 1954—1957 гг. Чикаго снова заняло ведущее положение в
развитии многоэтажных деловых домов. В отношении разделения функций отдельных
элементов зданий это сооружение представляет идеальную каркасную структуру. Огромная
(960 м2) площадь плана 19-этажного административного здания
полностью свободна и позволяет в пределах внутренней модульной сетки осуществлять
любую планировку. Проходы, лестницы, санитарные узлы и другие виды оборудования
объединены в квадратной башне, которая расположена асимметрично вдоль
продольной стороны здания. Стоики многоэтажных сварных рам пролетом 18 м
выступают за наружные стены здания. Выступающие торцовые поверхности и
утопленное остекление в нижних этажах настойчиво демонстрируют несущую
структуру. Стойки рам обетонированы, вся же остальная фасадная структура и
безоконная башня облицованы нержавеющей сталью.
В 1955 г. в ФРГ было воздвигнуто
небольшое здание, внесшее важное новшество: оно было, вероятно, первым
многоэтажным административным зданием, в котором наружные стальные колонны
остались без огнезащитной облицовки. В этом административном здании в
Густав-сбурге стальные конструкции были особенно тщательно проработаны. По
соображениям экономики и учитывая чрезвычайно короткое время, отведенное на
строительство, с самого начала была поставлена задача — оставить стальные
конструкции открытыми. Наружные колонны поставлены в 15 см от фасада;
поскольку экспериментально была доказана их огнестойкость, органы надзора за
строительством разрешили даже применение дерева для элементов фасада.
Начиная примерно с 1960 г. открытый
несущий каркас был признан повсеместно. Проектировавшееся с 1956 г., но
построенное лишь в 1961—1964 гг. административное здание «Джон Дир компании в
Молине (штат Иллинойс, США) архитектора Ээро Сааринена послужило стимулом для
дальнейшего развития стальных конструкций. Архитектору и заказчику удалось, несмотря
на противодействие противопожарного надзора, оставить стальные конструкции
открытыми. Система солнцезащитных галерей во всех этажах подчеркивает несущий
каркас: на продольной стороне выступают наружу колонны и главные балки, на
поперечной стороне — второстепенные балки. Галереи вокруг здания служат для
навешивания солнцезащитных жалюзи и решеток. Во всех узлах главные, второстепенные
и вспомогательные балки либо уложены друг на друга, либо перерезают друг
друга. Все сечения элементов доступны обозрению.
Высокие затраты на прокатные и листовые
профили для солнцезащиты вряд ли могли быть компенсированы упрощением системы
кондиционирования воздуха и значительно повысили стоимость строительства.
Однако весь комплекс с самого начала был задуман как демонстрация стального
сплава кор-тен, который под атмосферным воздействием образует на своей поверхности защитный слой,
предохраняющий металл от коррозии, и применяется лишь для железнодорожных
рельсов. Темный цвет этой стали придает вместе с пятнами тени и игрой света на
остеклении особую выразительность стальному каркасу. Здание вырастает из
окружающего ландшафта как монумент культуре американского континента.
Мысль оживить открытый стальной каркас
навесными солнцезащитными галереями нашла воплощение в здании посольства в
Вашингтоне, запроектированном в 1958 г. Эгоном Айерманом и выстроенном в 1964
г. Наружные колонны несущего каркаса не облицованы. Стальной каркас обрамлен
балконами: изящные консоли из перфорированного, поставленного на ребро стального
листа, связаны швеллерным профилем, а на узких косяках из стальных труб висят
продольные бруски перил и вертикальные элементы солнцезащиты из деревянных
реек. Покрытые решеткой балконы создают дополнительную защиту от солнца и
служат для очистки окон; они используются также и как эвакуационные проходы,
благодаря чему было разрешено применить необлицованные несущие колонны в
соединении с деревянными оконными рамами из древесины орегонской сосны.
Противоположностью зданию «Джон Дир
компания является проект Штирлинга административного и исследовательского
центра «Дорман Лонг» при прокатном заводе в Мидлсбро (Англия). Вытянутый в
длину 14-этажный корпус здания приобрел мощную динамику благодаря тому, что
остекленный фасад в нижней части здания установлен с наклоном; этому могучему
взлету на обратной стороне соответствуют выступающие вперед башни с лестница-» и лифтами. Ломаной фасадной
плоское»" следуют выставленные наружу стойка перекрывающих всю глубину
здания многоэтажных рам; ветровые раскосы и продольные балки, обеспечивающие
жесткость, дополняют впечатление огромной мо_« сооружения. Весь каркас
находится на расстоянии ~ 60 см от остекления по требом-нию органов
строительного надзора. Эти» проектом Штирлинг доказал, что и в стала можно
решать задачи «бруталистическол» архитектуры и что строительному сооружению можно
придать индивидуальный обр»..
С точки зрения строительной физика поставленные
снаружи колонны непосредственно передают температурные колебания наружного
воздуха всей несущей структуре, что в классическом варианте и в старых
каркасных решениях устраняете* наличием наружных ограждающих стен. Глубокие
исследования каркасных сооружений из металла и железобетона, которые начиная с
1960 г. выполнялись преимущественно по новому конструктивному типу, показали,
что температурные напряжения в несущей конструкции не вызывают значительных
перенапряжений. Так появилась новая, третья фаза развития современного
каркасного строительства — отодвинутый вглубь фасад с обнаженными несущими
конструкциями. Он внес помимо более сильного пластического и структурного впечатления
различные конструктивные преимущества, например удобную защиту стен от
атмосферных воздействий и солнца, упрощение вопросов размещения и ухода за
дополнительными, лежащими снаружи, солнцезащитными приспособлениями и очистки фасада.
Очень убедительно выглядит переход от
скрытого к четко выявленному несущему каркасу, от сплошной фасадной стены к
поставленным вне плоскости фасада стальным конструкциям на примере типа
зданий, который сложился в США в 50-е годы. Это двух-трехэтажные строения,
развернутые в ширину и поставленные на свободной территории или за городом, с
внутренним двором для освещения и огромными помещениями для конструкторских
залов, складов, лабораторий и т. д., которые занимают всю глубину плана.
Наряду с преимуществами расположения среди природы малоэтажные здания
экономичны благодаря сокращению внутренних коммуникаций и при соответствующей
планировке — в силу высокой степени гибкости функционального использования.
Характерными ранними примерами
малоэтажных зданий второй половины 50-х годов могут служить здание «Коннектикут
Дженерал Лайф Иншуренс» в Хартфорде (США), ставшее известным как первое
сооружение с огромным рабочим помещением, и административное здание «Рейнолдс
Металл компани» в Ричмонде (штат Виргиния, США). Оба здания проектного бюро
СОМ. Они имеют гладкое стеклянное заполнение с мелким членением навесных стен.
Часто поставленные, облицованные алюминием, наружные колонны в верхних этажах
этого здания так изящны, что можно принять их за импосты окон, похожие на
применявшиеся в институтском здании Сааринена, здании фирмы «Дженерал Моторс»
в Детройте и исследовательском центре ИБМ, которые тоже
представляют интересный вклад в развитие строительства
малоэтажных зданий. С изяществом этих фасадов контрастирует мощь выступающих
стальных каркасов в зданиях нового типа, например в инженерном корпусе
«Армстронг Корк ком-пани» в Ланкастере (штат Пенсильвания), построенном в 1965
г. (проектное бюро СОМ), Низкий нижний этаж с конторскими и бытовыми
помещениями имеет сетку колонн 5X8,75 м; в верхнем этаже высотой 4 м
продолжаются вверх лишь наружные колонны продольной стороны; весь этаж
полностью свободен от опор. Внутри просторного конструкторского помещения
выделяются на основе модульной сетки с шагом 1,25 м с помощью передвижных
стеклянных перегородок высотой до потолка отдельные помещения для конференций
и кабинеты. Остекление внешней поверхности имеет горизонтальный модуль 2,5 м и
расположено позади несущих стальных конструкций. Колонны и рандбалки, различающиеся
в обоих этажах соответственно нагрузке и длине пролета, четкая форма связей —
все это, несомненно, относится к строгой школе Мис ван дер Роэ, но только еще
в более отчетливой форме.
Около 1963 г. начался огромный
подъем в американском высотном строительстве. При этом во главе остается Чикаго
— из пяти высочайших зданий в мире три построены в городе, который в 90-е годы
прошлого столетия приступил к строительству первых высотных домов. Для новейших
американских небоскребов особенно типичны поставленные снаружи несущие каркасы
— не только как средство архитектонического оформления, но и как исходный
пункт и основа для высокоэффективных несущих конструкций нового типа. В
течение нескольких лет высота торговых и жилых высотных зданий возрастала до
40, 60 и, наконец, более 100 этажей без чрезмерного увеличения строительных
расходов в пересчете на единицу полезной площади.
Чем выше здание, тем сложнее передача
горизонтальных сил и обеспечение горизонтальной жесткости каркаса. Различные
типы конструкций, обеспечивающих жесткость, которые применялись в США в последние
десять лет, символизируют этапы определенного прогресса в современном
строительстве. В то же время это были раунды упорного состязания между двумя
видами строительства — с применением стальных или железобетонных конструкций.
Железобетон благодаря монолитной природе материала и применению конструктивного
легкого бетона получил широкое распространение и применялся до тех пор, пока
небоскребы не достигли такой высоты, когда железобетон уже не мог конкурировать
со сталью.
Более жесткие функциональные требования
и экономические условия, интенсивная проработка, более высокие требования к
проектированию и экономический контроль — все это придает архитектуре построек
незнакомое до сих пор напряжение. Из инженеров, которые изобрели новые несущие
конструкции и системы обеспечения жесткости и выработали новую методику
проектирования для высотных зданий, здесь назовем только двоих: Фазлура Хана и
инженера-архитектора Мирона Гольдсми-та; оба работали в бюро СОМ и оба учились
в Иллинойском технологическом институте.
Соревнование железобетона и стали в
высотном строительстве началось еще 1959 г. при проектировании здания «Хартфорд
Иншуренс» в Чикаго. Передача ветровых сил в нем еще не составляла проблемы; она
могла быть осуществлена с помощью массивных ядер жесткости, чему способствовала
большая глубина здания. Выставленные на фасад горизонтали и вертикали
конструкции перекрытий демонстрируют передачу вертикальных нагрузок, они
олицетворяют традиционный архитектурный принцип — принцип балок и стоек,
нагрузки и опор.
Пластический эффект свободно стоящего
высотного каркаса удалось еще больше усилить в конструкции стального каркаса
«БМА-билдинг» в Канзас-Сити, законченного в 1964 г. Сетка колонн здесь значительно
крупнее—10,8 м вместо 6,6 м, число колонн существенно меньше; окна заглублены,
причем это впечатление усиливается темным цветом остекления и алюминиевых
рам; башня при одинаковой приблизительно высоте имеет меньшие размеры в плане
и открыто стоит на холме. При таких размерах пролета и при таком соотношении
сторон корпуса здания железобетонный каркас не мог конкурировать с металлом.
Каркас выполнен из высокопрочной стали, прогоны в обоих направлениях жестко
сварены с колоннами. Каркас облицован белым мрамором.
Общественный центр в Чикаго,
выстроенный с 1963 по 1966 г. К. Ф. Мерфи в содружестве с проектным бюро СОМ
и с привлечением широкой группы архитекторов, представляет собой сооружение,
непревзойденное по смелости и четкости форм из стальных конструкций. Это — наивысшая
точка расцвета среди работ второй Чикагской архитектурной школы. Здание
превосходит «БМА-билдинг» в Канзас-Сити, «Эквитейбл-билдинг» в Чикаго
проектного бюро СОМ и «Континенталь-центр» в Чикаго К. Ф. Мерфи не столько
высотой (31 этаж, 195 м), сколько неслыханными до сих пор пролетами перекрытия
(26,5X14,7 м) Большой шаг колонн был обусловлен, во-первых, трудностями
устройства основания с помощью кессонов на 30-метровой глубине на подстилающей
скале; во-вторых, особенно высокими требованиями, которые предъявлялись к многочисленным помещениям непостоянного
назначения: контор, конференц-залов, больших и маленьких залов судебных
заседаний и т. д. Гибкость планировки простирается здесь даже на третье
измерение, так как большие залы заседаний проходят через два этажа, а промежуточное
перекрытие может раздвигаться. В качестве несущих элементов перекрытий в
обоих направлениях применены решетчатые сварные балки высотой 1,5 м. Колонны
крестообразного сечения из высокопрочной стали, примененные впервые, оказались
очень удобными для приварки прогонов в любом направлении в зависимости от
сетки колонн с двух, трех или четырех сторон
Разделением вертикалей и горизонталей
и сокращением сечений колонн в верхних этажах достигнута наглядность всей
структуры в отличие от скрытого намека на несущую структуру в фасаде здания на
Лейк-Шор-Драйв. Заимствованная у того же здания металлическая облицовка несущего
каркаса оптически и статически активизирована: рандбалки, как и колонны, одеты
в бетон, поверх которого размещено покрытие из сваренных листов стали кор-тен.
Листы стали, как и рандбалки, заанкере-ны в бетоне; это обеспечивает лучшее
соединение и более высокую прочность несущего каркаса — колебания верхней части
здания при порывах ветра значительно уменьшены. Поскольку для восприятия
горизонтальных усилий недостаточно одних многоэтажных рам, предусмотрено
похожее на примененное раньше в здании Сигрэм ( комбинированное обеспечение
жесткости: в верхней половине здания только рамы, в нижней — рамы и расположенные
между колоннами ветровые связи.
Построенный в 1962 г.
«Брунсвик-бил-динг» стоит напротив Общественного центра в Чикаго и убедительно
демонстрирует наступление железобетона. Для обеспечения жесткости против
воздействия ветра здесь применена система рам вместе с массивным ядром
жесткости. Устойчивость наружной стены сильно подчеркнута: фасадные пилястры
вырастают из мощного цокольного корпуса. Но, к сожалению, цоколь стоит не на
земле, а поставлен, как на ходулях, на широко расставленные опоры. Такое решение
продиктовано требованиями городского транспорта, а также сложностью устройства
кессонного основания.
Постройкой в 1963 г. жилого «Каштанового
дома» высотой 143 м было начато применение системы «труба» для железобетонного
остова зданий. Продолговатый план и изменяемость квартирной планировки не
позволили устроить ядро жесткости, поэтому горизонтальные усилия полностью
воспринимаются монолитной пространственной структурой наружных стен, действующей
как вставленная в фундамент труба. Рекорд высотыдля американских
железо-бетонных небоскребов был достигнут в 1968 г. постройкой 52-этажного (218
м) здания «Уан Шелл Плаза» в Хьюстоне (штат Техас). Здесь ограждение действует
совместно с внутренней трубой массивного ядра жесткости («труба в трубе») —
сходно со зданиями «КБС-билдинг» в Нью-Йорке, а также «Брунсвик-билдинг» в
Чикаго.
Стремление к более эффективному методу
обеспечения жесткости против воздействий ветра, более интенсивному
использованию прочности и большой ширины диска наружной стены наблюдается и в
металлическом каркасном строительстве. Однако здесь эти меры могут быть экономически
оправданы для зданий на 20, 40, 60
этажей выше, чем железобетонные здания.
В здании «Юс Стил билдинг» высотой
256 м в Питтсбурге ограждения треугольного ядра жесткости
превращены в каркасные диски и на углах жестко связаны друг с другом,
образуя жесткую трубу, ь укрепленную в фундаменте и восприни-Щ
мающую все горизонтальные нагрузки Ц . В верхнем этаже эта Zконструкция в виде трубы соединена с помощью жестких
консолей с наружными щ колоннами, которые включаются в работу при порывах
ветра, воспринимая сжимающие и растягивающие усилия при деформациях
трубчатого ядра и предотвращая искривление плоскости крыши; при этом
они уменьшают размах колебаний верха здания. Необычно далеко
выставленные, необлицованные главные колонны имеют наряду со статическими
функциями другое важное значение для заказчика — мощнейшего объединения
стальной индустрии: они демонстрируют успех, которого строительство их
стальных конструкций добилось _ в борьбе против обеих «наследственных
болезней» — пожарной и коррозионной . опасности. Профили коробчатого
сечения, как и облицовка отступающего назад фасада, состоят из
атмосферостойкой стали и заполнены водой, подаваемой системой
охлаждения, которая в случае пожара должна срабатывать
автоматически .
С помощью пространственных рам оказалось
вполне возможным преодолеть высоту от 70 до 80 этажей. Эта высота !
теоретически могла бы быть удвоена, если | перейти от внутренних
пространственных рам к жесткому фахверку наружных стен, а прочность дисков и
колонн каркаса наруж- j ных стен усилить диагональными элементами, т. е. если бы фасады
решались в сетке диагональных стержней, как в высотном доме ИБМ в Питтсбурге ,
или если бы главные колонны были включены в фахверк, как в высотном доме
«Алкоа» в Сан-Франциско, где наружный фахверк в соединении с добавочными
многоэтажными рамами в центре здания служит для восприятия горизонтальных
усилий и сейсмических воздействий. В 100-этажном здании «Джон Ханкок-центр» в
Чикаго (архитекторы Б. Грехэм и фирма СОМ, 1968 г.) не только мощные диагонали
с вертикальными элементами были объединены в жесткие узлы, но и горизонтальные
рандбалки включены в решетку фасадов. Необходимая прочность оболочки и
экономичность решения достигались при достаточно простом решении окон; расход
стали на 1 м2 поверхности при этом не выше чем в 50-этажных дом
Сильное опору, с огромными размерами распорных крестов придало зданию высшую
степень архитектонической выразительности. Монументальность приобретает здесь
несколько мрачный, угрожающий вид отчасти из-за облицовки стального каркаса
черными анодированными алюминиевыми листами. Такая облицовка с расположенной
под ней огнезащитной и тепловой изоляцией оказалась нерентабельной.
Непрерывно уменьшающиеся по мере
увеличения высоты зданий площади и глубина помещений также были запланированы
и обусловлены — они соответствовали чрезвычайному разнообразию функциональных
назначений. «Джон Ханкок-центр» является целым городом. Он включает парковую
зону, магазины, бюро проката, общественные помещения, спортивные сооружения,
комбинат бытового обслуживания; начиная с 46-го этажа, расположены жилые
квартиры и, наконец, на самом верху — ресторан и телевизионная станция.
Внутренний несущий каркас рассчитан лишь на вертикальную нагрузку; внутренние
колонны и балки перекрытий шарнирно связаны, а подвесные потолки могут быть
удалены и вновь поставлены на место.
Международный торговый центр в
Нью-Йорке, строительство которого началось в 1966 г., со своими 110-этажными
близнецами-башнями высотой по 411 м отражает градостроительную идею, которая
была реализована в Чикаго при возведении первого блока на Лейк-Шор-Драйв.
Строгое вертикальное членение напоминает «КБС-билдинг» Сааринена, но
архитектура Международного торгового центра не имеет ни строгости чикагской
школы, ни бурной мощи «КБС-билдинг».
Статически речь шла вновь о системе
«трубы», заделанной в фундамент, которая воспринимает ветровые усилия, а
внутренние колонны, как и в «Ханкок-центр», были рассчитаны лишь на вертикальные
нагрузки. С помощью жесткой связи облицовочных плит с колоннами наружная стена
превращается в безраскосную раму Виренделя с тысячью ячеек — вся оболочка
«трубы» состоит из металлических пластин, прорезанных узкими оконными щелями и
укрепленных ребрами жесткости коробчатого профиля.
Сборные элементы, из которых собрана
па болтах гигантская стальная сетка фасада, состоят из трех подоконных листов и
трех трубчатых колонн, объединенных вместе; они имеют в принципе одинаковую
форму и основаны на идее железобетонных сборных элементов, которыми был
облицован высотный дом Газовой компании в Детройте архитектора Ямасаки; только
здесь их значение неизмеримо возросло в связи с высокими требованиями и высокой
стоимостью здания. Внешняя утонченность фасадов небоскреба стоит относительно
дорого, а расход
стали значительно выше, чем в «Ханкок-центре».
Международный торговый центр еще не был облицован, а в Чикаго уже завершалось
строительство третьего здания из числа супернебоскребов — 109-этажного корпуса
«Сирс-билдинг» высотой 445 м, запроектированного Б. Грехэмом, — крупнейшего
административного здания. Жесткость здания обеспечивается целой серией
решетчатых систем: 3X3 квадрата с длиной стороны каждого квадрата по 22,5 м, соединенных
вместе. При использовании здания только для конторских помещений двойной крест
внутренних рядов колонн практически не мешает; умелым расположением лифтовых
групп можно достичь значительной гибкости помещений, однако этому
препятствовало расположение диагональных связей жесткости. Таким образом,
Грехэм пришел к системе из рам Виренделя, как Ямасаки в нью-йоркской двойной
башне. Расположение колонн и окон в башне «Сирс-билдинг», однако, значительно
более редкое. Высокий расход стали был компенсирован удивительно коротким периодом
строительства — здание сооружено за 15 месяцев. Фасады были смонтированы из
готовых элементов высотой на три этажа.
Башня «Сирс-билдинг» не только самая
высокая из трех нью-йоркских башен, но и, вероятно, самая ценная с точки зрения
той архитектуры, которая укоренилась в американских высотных зданиях. Металлический
внешний каркас башни указывает на принадлежность ее ко второй Чикагской школе;
уступчатость корпуса здания менее ярко выражена, чем в зданиях
«Рокфеллер-центр» и «Вульворт-билдинг» в Нью-Йорке и в более ранних зданиях,
которые имеют схожую схему из девяти квадратных призм, расположенных уступами.
Если башня «Сире» является венцом
первых 100 лет каркасного строительства с применением стальных конструкций, то
это не значит, что в перспективе они будут применяться только для сооружения
небоскребов. Современные каркасные конструкции, как и все значительные
конструкции в истории строительного искусства, там, где к ним предъявлены
высочайшие требования, приводят архитекторов к простым и совершенным
геометрическим формам. План башни «Сире», закономерность, с которой девять
квадратов постепенно прерываются по мере подъема вверх, имеет что-то от
«магического квадрата». Геометрия здесь — родоначальница и основной принцип
строительного искусства, духовная связь между архитектурным и инженерным
замыслом. Стальные конструкции в наибольшей степени способствуют воспитанию
ясного геометрического мышления. Таковы выводы, которые мы извлекаем из развития
строительства высотных зданий в США,