Ēģiptes piramīdas bija sava laika debesskrāpji - un tās ir nostājušās 5000 gadus. Vai mūsdienu debesskrāpji spēs atkārtot šādu varoņdarbu? Pirmās plaisas parādījās aprīlī. Līdz 1995. gada 29. jūnijam plašā plaisu tīklā bija izplatījies viena no Seulas aizņemtākajiem universālveikaliem piektā stāva griesti. Pēc dažām stundām no jumta atskanēja skaļi sitieni. Plaisas pieauga.
Tika sasaukta ārkārtas padomes sēde, bet priekšsēdētājs pamatoti atteicās evakuēties, atsaucoties uz zaudēto peļņu. Tad viņš pameta ēku.
Piecos vakarā piektā stāva griesti sāka drūp. Iepirkšanās turpinājās kā parasti, līdz modinātājs atskanēja gandrīz stundu vēlāk. Bet bija jau par vēlu. Vispirms jumts sabruka, un pēc tam tika uzvilkti galvenie ēkas balsti, kā rezultātā viss ēkas dienvidu spārns sabruka pagrabā. Ieslodzījumā bija 1500 cilvēku, ieskaitot priekšsēdētāja pameitu, un 502 nekad no tā neizkļuva.
Samsung universālveikala sabrukums ir piemērs tam, cik trauslas var būt mūsdienu struktūras. Pat ar jaunākajiem materiāliem, aprīkojumu un modernu fizikas izpratni šī ēka nenotika piecus gadus, nemaz nerunājot par 5000.
Tikmēr Ēģiptes piramīdas daudzu gadu tūkstošu garumā pulcēja skatītāju pūļus. Zemestrīces, erozija, vandālisms - piramīdas ir izdzīvojušas pat civilizācijas sabrukumā un Sahāras pārveidošanā no sulīgas ganības mūsdienu plašajā tuksnesī.
Gīzas Lielā piramīda, kas celta 2540. gadā pirms mūsu ēras, ir nepārspējama materiālu, dizaina un inženierijas ziņā gan pirms, gan pēc ēkām. Senās Grieķijas tūristi devās tūkstošiem kilometru, lai apskatītu tās kvartālus, noslīpēti līdz vietai, kur viņiem tika aprakstīts, lai viņi iemirdzētos; ceļotāju vārdus līdz šai dienai var atrast cirsts piramīdas sienās.
Kleopatra dzīvoja tuvāk mūsdienu pasaules augstākajai celtnei - Burj Khalifa - nekā šai monumentālajai kapavietai. Kad pēdējie mamuti izmira, viņai jau bija 1000 gadu.
Reklāmas video:
Gīzas piramīda bija tā laika debesskrāpis, pārspējot jebkuru ēku pasaulē, līdz beidzot, apmēram pirms 700 gadiem, tika uzcelta Linkolna katedrāle. “Senie ēģiptieši radīja - es to ļoti ienīstu - mirušo palaišanas spilventiņu, lai ceļotu uz sauli un zvaigznēm,” saka Donalds Redfords, kurš piramīdas ir pētījis četrdesmit gadus.
Ātri uz 2016. gadu, kur mēs jau esam pārklājuši debesis ar debesskrāpjiem, pulksteņu torņiem un 20 stāvu robotiem, un mēs plānojam uzcelt ēku pusotra kilometra augstumā. Lai gan vēl nav zināms, vai to vispār var uzbūvēt. Mēs ieejam debesskrāpju laikmetā, jo arvien vairāk cilvēku ceļo no ciematiem uz pārpildītām pilsētām.
Šīm ēkām jāiztur milzīgi spēki, lai paliktu taisni, ieskaitot pastāvīgus zibens spērienus un vēju, kas slaucīja ar ātrumu 150 km / h, nemaz nerunājot par pastāvīgu gravitācijas iedarbību. Dažos apgabalos šim sarakstam var pievienot spēcīgas zemestrīces. Kāds ir piramīdu noslēpums? Vai mūsdienu debesskrāpji tos var izdzīvot?
Faktiski iespaidīgais piramīdu vecums nav nejaušība. Senie ēģiptieši uzskatīja, ka dzīve pēc nāves būs mūžīga, un pielika lielas pūles, lai arī viņu kapi tiktu labi saglabāti. Piramīdu dizains mainījās tūkstošiem gadu, kad to celtnieki eksperimentēja ar materiāliem un arhitektūru, lai atbilstu viņu ambīcijām.
"Viņi vienmēr teica, ka tā ir ēka" mūžībai "," mūžīgi mūžīgi "- šīs frāzes pastāvīgi bija viņu vārdnīcā," saka Redfords, kurš šobrīd atrodas Pensijas štata universitātē. Viņi bija tik pārliecināti par savām spējām, ka “miljoniem un miljoniem gadu” tika iekļauti daudzu piramīdu nosaukumos.
Neskatoties uz visiem viņu mēģinājumiem un pārspīlējumiem, ēģiptieši precīzi nezināja, ko viņi dara, un tas vairāk bija viņu priekšrocība, nevis trūkums. Lai aizpildītu nepilnības fizikas likumu izpratnē, pirmās piramīdas tika uzceltas, ņemot vērā visus iespējamos nocietinājumus. Viņi zināja par balstiem, bet nezināja, ka varētu balstīt jumtu. Tāpēc, ja nepieciešams, tika pievienotas papildu sienas.
Vēl viens izskaidrojums ir tā milzīgais izmērs. Paņemiet Lielo piramīdu, kas vairāk ir cilvēku veidots kalns, nevis ēka, kas veidota no gandrīz sešiem miljoniem tonnu cieta klints. Pieci tūkstoši gadu ir muļķība, ņemot vērā, ka kaļķakmens, kas veido piramīdas blokus, ir atradies zemē apmēram 50 miljonus gadu.
Mūsdienu debesskrāpji, salīdzinājumam, ir efektīvi un viedi. Burj būvei, kas sešas reizes pārsniedz Lielās piramīdas augstumu, vajadzēja tikai 110 000 tonnu betona un 39 000 tonnu tērauda. “Viņi projektēja ēkas, kas kalpos mūžīgi - šodien tā nav prioritāte. Mēs projektējam praktiskas ēkas, kurās dzīvot,”saka Roma Agrawal, būvinženieris, kurš strādā pie Shard ēkas Londonā.
Tāpat kā pirmās piramīdas, visticamākais var būt agrākās debesskrāpju paaudzes. Kad 1945. gadā lidmašīna B-52 ietriecās Empire State Building, pāris dienas vēlāk ēka tika no jauna atvērta. “20. gadsimta sākumā viss tika aprēķināts ar rokām, tāpēc inženieri ikreiz pievienoja papildu tēraudu,” saka Agravals. Lai arī Empire State Building ir uz pusi mazāka nekā Burj, tā sver divas trešdaļas vairāk.
Papildus visiem parastajiem riskiem ēka mākoņos nes savu svaru. Lai izdzīvotu līdz 7000. gada AD, tas ir, dzīvotu tik ilgi, kamēr dzīvoja piramīdas, debesskrāpjiem tūkstošiem gadu jācīnās ar lietu, vēju un pērkona negaisiem.
“Vējš ir īpaša problēma augstām ēkām,” saka Bils Beikers, Burj dizaina inženieris. Kad vējš metas garām modernizētam objektam, piemēram, kokam vai luktura stabiņam, tas virpuļo vienā organizētā brāzmā, kas iet apkārt objektam vispirms pa kreisi, tad atpakaļ pa labi, tad atkal pa kreisi, un objekts šūpojas vēja virzienu maiņas dēļ. Spēcīgā vējā Burjs var šūpoties līdz pusotra metra augstumam katrā virzienā.
Nepatikšanas ir, jo augstāks, jo ātrāks vējš. Lai nepieļautu, ka debesskrāpji nokrīt - un augšējie cilvēki atbrīvojas no jūras slimībām - inženieri projektē neregulāras formas ēkas, kas kavē vēju un iznīcina tā organizāciju. No arhitektūras viedokļa ēka var šķist nedaudz izdomāta, taču Burj un Shard atšķirīgie sazāļotie profili ir domāti drošībai, nevis skaistumam.
Pat viesuļvētra viņus nesatricinās. “Ja tā ir normāla ēka, tai jāspēj izturēt viesuļvētra, kas notiek reizi 700 gados,” saka Beikers. Tādas svarīgas ēkas kā Burj Khalifa spēs tikt galā ar notikumiem, kas notiek reizi vairākās tūkstošgadēs.
Un ir arī zibens. Apvienotie Arābu Emirāti, kur atrodas Burj, gadā piedzīvo apmēram 10 pērkona negaisu. Atsevišķs miljardu voltu zibens spēriens var būt tikpat spēcīgs kā kodolreaktorā. “Es biju Dubaijā negaisa laikā, un Burj ir kā visas pilsētas zibens stienis - zibens to sit ik pa minūti,” saka Beikers.
Par laimi, ir risinājums. Būvniecības laikā ēkas tērauda korpuss tiek sasiets kopā - katrs tērauda stienis, katrs loga rāmis - tieši līdz pamatnei. Un tas darbojas kā milzu Faraday būris, aizsargājošs korpuss, kas līdzīgs stiepļu tīklam mikroviļņu krāsnīs, kas uztur saturu drošu, ierobežojot to no elektrības. “Esmu runājis ar darba komandām pēc īpaši spēcīga negaisa, un viņi nav redzējuši nekādu postījumu,” saka Beikers.
Pat zemestrīču laikā debesskrāpji iztur ļoti labi. Jo ātrāk viņš ir gļēvulis, jo labāk. Tas viss attiecas uz tādu lietu kā rezonanse. Ja zeme drebē frekvencē, kas atbilst ēkas šūpoles ātrumam, tā svārstīsies ātrāk un ātrāk, līdz, iespējams, sabruks. "Šaurām ēkām būs nepieciešams ilgāks laiks, lai šūpotos turp un atpakaļ - Burj - 11 sekundes - tāpēc tās pārvietosies, bet ne sabruks," saka Beikers.
Bet tas nav pilnīgi uzticams: tāpat kā mēs atkārtoti saliekam saspraudes, vairākkārt saliecot un liekot, ja tērauds tiek sabojāts pārāk bieži, tas pārplīsīs.
Daudz bīstamāks ir ūdens.
Pagājušā gadsimta 30. gados 96 no 100 pasaules augstākajām ēkām bija izgatavotas no tērauda. Mūsdienās lielākā daļa pilsētu ēku ir būvētas no dzelzsbetona (dzelzsbetona), kurā ir apvienota metāla stiepes izturība (spēja izturēt stiepšanos) un akmens spiedes stiprība (spēja izturēt drupināšanu).
Glabājot sausā vietā, dzelzsbetons ir pārsteidzošs materiāls, kas var kalpot mūžīgi. Bet vietās ar augstu nogulumu līmeni vājās skābes ūdenī lēnām reaģē ar cementa kaļķakmeni un to izvada - ēkā parādās tērauda rūsas un caurumi.
“Tas, ka piramīdas atrodas sausā vidē, ir neticami svarīgi,” saka Mišela Barsuma, Filadelfijas Drexel universitātes materiālu zinātniece. Pat saulē žāvētajā Sahārā pirmās piramīdas nokrita zem ūdens postījumiem.
Daudzus gadus tika uzskatīts, ka ēģiptieši to beidzot izdomāja un iemācījās sagriezt blokus ar stingrāku piedevu, bet kā tas īsti palika noslēpums. Tad 2000. gadu sākumā kādam beidzot radās ideja pētīt klintis ar augstas izšķirtspējas mikroskopu. Tas bija Mišels Barsums, un viņš pamanīja, ka šie ieži nav dabiski kaļķakmens, bet gan ir veidoti no agrīna cementa formas.
Būdams keramikas eksperts - Barsums nekad nebija pētījis piramīdas - viņš nevarēja pretoties kārdinošajai izredzei to pārliecināties. Dziļi seno bloku iekšienē viņš atrada daiļrunīgus pavedienus: mikroskopiskas aļģes, diatomīti, kuru cieto apvalku daļēji sabojāja sārmains cements. “Apmēram 90% piramīdas ir izgatavoti no cirsta akmens, pārējie ir lieti,” saka Barsums.
Ēģiptieši akmeņus izgatavoja no četrām galvenajām sastāvdaļām: kaļķakmens, kaļķiem, ūdens un dubļiem. Viņi reaģē viens ar otru, veidojot ķīmisku līmi. Vissvarīgākais ir tas, ka līmi novecojot, tā atgriežas sākotnējā sastāvdaļu stāvoklī, pārvēršot cementu akmenī. "Tas smaržo un izskatās kā dabisks kaļķakmens," saka Barsums.
Bet, ja debesskrāpja galvenā betona čaula ir salīdzinoši spēcīga, tajā esošo logu liktenis nav tik caurspīdīgs. Stikls sver kā granīts, un tam ir alumīnija stingrība; būs nepieciešams 10 tonnu spiediena, lai sasmalcinātu kubikcentimetru. Pat jūrai būs nepieciešami 50 gadu slīpēšanas, lai pludmalē stiklu pārvērstu krāsainos gludos oļos. Un tomēr stikls nav ideāls. Tas var spontāni plaisāt. Neviens nezina, kāpēc.
Pat ar divkāršu stikla slāni, ja to neuztur, vairums logu ilgi neturēsies. "Stiklu īpaši neietekmē vide, bet vēja vibrāciju, pērkona negaisa un citu faktoru ietekmē tas galu galā saplīst," saka Līdsas universitātes materiālu zinātnieks Konstantinos Tsavdaridis.
Visbeidzot, vai stikls galu galā izplūst rāmja apakšā? Šīs idejas pamatā ir fakts, ka viduslaiku logi parasti bija biezāki apakšā un ka stikls faktiski ir ārkārtīgi viskozs šķidrums: un simtiem gadu laikā stikls var izliet rāmja apakšā.
1998. gadā šo populāro ideju enerģiski atspēkoja fiziķu grupa, kas aprēķināja, ka jebkuras ievērojamas stikla izmaiņas istabas temperatūrā prasīs laiku “daudz ilgāku par Visuma vecumu”. Senā stikla nevienmērīgais biezums bija pilnīgi nejaušs - pat stikla izgatavošana pirms pāris simtiem gadu nebija tik vienkārša.
Tātad vai mūsdienu debesskrāpji var likt laikam no viņiem baidīties?
Bils Beikers domā, ka tā ir. “Mūsdienās celtniecības materiāli ir diezgan labi. Izņemot tos mirkļus, kad tie neizdodas, un ja tiek atbalstīti."
Agravalis piekrīt. "Ja jūs par viņiem rūpējaties, kāpēc gan nē."
Pēc Konstantinos teiktā, betona konstrukcijas kalpos ilgāk, jo rūsa, kas veidojas dzelzsbetonā, viņu nogalina. Bet Redfords šaubās, ka mūsu ēkas ilgs pietiekami ilgi. Galu galā šīs ir funkcionālās struktūras, kas vienkārši dara savu darbu. Viņus būs vieglāk mest. Lielākā daļa debesskrāpju tiks nojaukti pirms to krišanas. Galu galā Lielā piramīda nebija vienīgā apbrīnojamā celtne pirms 4500 gadiem.
Tiek saukts, ka tā sauktais labirints ir bijis vēl neparastāks. Kad grieķu vēsturnieks Hērodots viņu ieraudzīja, viņš uzbļāva. Viņš nevarēja aprakstīt lielāko bloku izmēru un svaru, kas iegāja ēkā,”stāsta Redfords. Šodien tādu ēku neatradīsi. Labirints tika izlaupīts, un tā ķieģeļi tika izmantoti citu ēku celtniecībai. Ja staigājat pa vecās Kairas ielām un izpētāt veco ēku pamatus, dažreiz no tās pašas ēkas varat atrast hieroglifiskus uzrakstus.
Ja mēs nenojaucam debesskrāpjus, piemēram, Ņujorkā, un tie nekrīt, tad pēc pašreizējā būvniecības apjoma par 7000 būs 10 000 ēku, kuru augstums pārsniedz 160 metrus. Varbūt mums būs ar ko lepoties. Kāpēc mēs esam sliktāki par senajiem ēģiptiešiem?
ILYA KHEL