Ситигруп-центр: как ошибка в проектировании «левитирующего» небоскреба на опорах чуть не обернулась его крушением

Этот примечательный во всех отношениях небоскреб много лет удивляет и радует глаз не только необычной «короной», его «левитирующие» способности просто сражают наповал. Причем не только в прямом, но и переносном смысле слова. Хотя все начиналось очень даже эффектно. Один из самых узнаваемых небоскребов Нью–Йорка – Ситикорп центр (теперь Citigroup Center) был разработан еще в начале 70-х годов прошлого века архитектором Хью Стаббинсом и инженером Уильямом Ле Месерьером.

Их задача состояла в том, чтобы на небольшом клочке земли, 30 % которого занимала старинная церковь Святого Петра, рассчитать расположение не только религиозного объекта, но и 59-этажного небоскреба высотой 279 м. Чтобы выполнить эту сложнейшую задачу, инженер-строитель предложил взгромоздить высотку на 30-метровые опоры, под которыми и построили новую церковь. Причем эти гигантские колонны, которые никак не отвечали строительным нормам, применимым в отношении высотных башен, были расположены не по углам конструкции, а внутри ее основания, что вообще выходило за все рамки разумного расчета.

Но новаторский подход Ле Месерьера никого не насторожил, ведь подкупал оригинальный внешний вид, да и запас прочности конструкции согласно расчетам был вполне достаточным. Поэтому было дано добро на строительство столь изящного здания, многие годы считавшегося настоящим чудом. Еще бы, «парящий» небоскреб – это фантастическое зрелище, которое не имело аналогов в целом мире.

Конечно же, автор конструкции разработал особенную систему несущих треугольных стропил-шевронов, которые принимали на себя основной вес строения. Именно они участвуют в распределении растягивающих боковых нагрузок (во время порывов ветра) к центру колонн. Все бы ничего, но при расчете выносливости конструкции при ураганных ветрах, скорость которых равна 110 м/с, учитывалось только давление на стены, но не на углы здания. Впридачу к этому просчету, подрядчик решил сэкономить на сварных работах в местах соединения балок. Вместо сварных швов элементы конструкции скрепили болтами.

После окончания строительных и отделочных работ «парящий» над землей Ситикорп центр был сдан в эксплуатацию. И если бы случайный интерес всего одного человека, то при первом же ураганном ветре, несущемся по диагонали, рухнул бы не только этот небоскреб, но и ряд зданий, находящихся рядом, вызвав при этом эффект домино. По скромным подсчетам, обрушение одного лишь небоскреба могло повлечь за собой разрушение целого делового квартала с многомиллионными убытками и человеческими жертвами (по оценкам, до 200 тыс. человек).

Но этого не случилось благодаря студентке инженерно-строительного факультета Диане Хартли, которая писала работу об этом удивительном строении и нашла ошибку в расчетах. При встрече с самим Уильямом Ле Месерьером, она высказала это предположение, но именитый инженер лишь только посмеялся над этим, но все же сомнения закрались. Он решил перепроверить все сам и даже подключил крупных специалистов в этой отрасли. Результаты расчетов действительно оказались неутешительны. Положение усугублял тот факт, что углы стальной конструкции были не сварены, как планировались, а это в разы уменьшало прочность небоскреба.

Интересный факт: После того, как Уильяму Ле Месерьеру стало известно о конструкторской ошибке, было рассчитано, что избежать падения здания при скорости диагонального ветра 112 км/ч не удастся. Главный разработчик понял, что его проект потерпел фиаско, поэтому он отправился в свое укромное убежище на озере Себейго. Инженер понимал, что ему грозит судебное разбирательство и позор, поэтому решил наложить на себя руки, но вовремя спохватился, ведь в его силах было спасти жизни сотен тысяч людей. Ему пришлось официально признать этот плачевный факт и честно все рассказать владельцам Сiticorp Center и архитектору, проектировавшему это здание. Ле Месерьер даже предложил владельцам компенсацию в 2 млн дол., хотя впоследствии они потратили восемь, но это мелочи, по сравнению с тем, во сколько бы вылилось падение небоскреба.

В срочном порядке начались укрепительные мероприятия, которые проводились тайком, чтобы не поднялась паника. На этот раз рабочим пришлось потратить 3 месяца, чтобы исправить оплошность как инженера, так и строителей. Они заменили 200 болтовых соединений на сварные швы. Счастливому спасению небоскреба поспособствовала и сама природа, ведь на Нью-Йорк надвигался мощнейший ураган Элла, критическая скорость которого достигала 220 км/ч. Но он внезапно повернул и обошел Нью-Йорк стороной, не став испытанием на прочность.

Чтобы еще больше укрепить высотное здание, Ле Месерьер рассчитал, где и как установить 410–тонный инерционный демпфер, способный преобразовать кинетическую энергию в силу трения. С тех пор гигантский бетонный блок, расположенный на верхних этажах небоскреба, стабилизирует конструкцию, уменьшая раскачивание сооружения во время сильных порывов ветра.

И самое интересное, информация о промахе была настолько засекречена, что даже вездесущие журналисты не узнали об этом, хотя к секретным работам привлекались не только сварщики и проектировщики, но 2 тыс. сотрудников Красного Креста. Эту организацию подключили в связи с угрозой приближения урагана, сразу же после разработки плана эвакуации в случае обрушения.