Офісна будівля Citigroup Center мала стати інженерною інновацією на ринку висотних будівель. Хмарочос заввишки 279 м став одним з перших у місті, де на даху було встановлено віброгаситель. Опора будівлі на чотири колони вразила мешканців. На жаль, їх розташування та помилка в розрахунках ледь не призвели до катастрофи. Трагедії вдалося уникнути завдяки пильності двох студентів-архітекторів та інженерів.
Церковні переговори
Ще на початку 20 століття на ділянці землі на Лексінгтон-авеню стояла лютеранська церква Святого Петра. У 1960-х роках церковна громада зазнала фінансових труднощів, що спонукало раду продати ділянку. Переговори про це тривали кілька років. Церква вимагала створення нової будівлі, окремої від вежі, в якій вона могла б продовжувати свою діяльність. Ця умова була виконана забудовником, але теперішня церква мало нагадує стару.
Citi Bank доручив Hugh Stubbins & Associates спроектувати хмарочос. У свою чергу, інженерні питання були доручені Вільяму ЛеМессюр’є (William LeMessurier). Проект складається з хмарочоса, церкви, громадського простору нижче рівня вулиці та озеленення. Найважливішим елементом є, звичайно, хмарочос. 46 поверхів будівлі в основному вирізняються полірованим та анодованим алюмінієм. Між панелями розташовані ряди вікон. Фасад не є складним. Чого не можна сказати про дах і основу будівлі.
Колосс на глиняних ногах
Візуально споруда спирається на чотири колони, розставлені посередині кожної сторони квадрата. Це означає, що простір по кутах порожній. Вага хмарочоса розподілена на зовнішній каркас. А саме, на сітку рам трикутної форми, заховану під фасадом. Цікаво, що конструкцію видно зсередини. Елементи не були повністю зварені, а лише закріплені болтовими з’єднаннями. Сталевий каркас, сконструйований таким чином, мав протистояти перпендикулярним вітрам. На думку інженерів, інші типи вітрів не повинні були становити загрози. Крім того, міські норми не вимагали враховувати в конструкції інші пориви повітря.
Верхня частина усіченого даху нагадує рівнобедрений трикутник. Початковий план передбачав будівництво терас і квартир на даху, але з часом архітектори вирішили встановити великі сонячні панелі. ЛеМессюр’є, який є професором і випускником Массачусетського технологічного інституту, провів серію тестів, щоб перевірити ефективність панелей. Виявилося, що енергії, яку перетворювала установка, було недостатньо. Зрештою, від цієї невеликої сонячної електростанції відмовилися.
Цікава форма даху виділяється серед інших хмарочосів. Алюмінієва стіна висотою 49 метрів приховує важливий механізм. У Citigroup Center встановлений один з перших демпферів з регульованою масою. Це бетонна сфера вагою 360 тонн, залита маслом. Під час коливань ґрунту або вітру, що рухають будівлю, механізм розгойдується в напрямку, протилежному нахилу будівлі. Балансування розгойдування відбувається за допомогою гідравлічних рук, що утримують сферу. Завдяки такому рішенню хмарочос здатен “тримати рівновагу”.
На ділянці знайшлося місце для невеликої церкви Святого Петра та громадської зони з лавками і зеленню. Церква нагадує великий валун зі скляним заглибленням. За колонами ховається простір лобі. Хмарочос з’єднаний з церквою скляним мостом.
Інженерна криза
Нью-Йорк – це штат, де урагани, подібні до того, що стався в Новому Орлеані, є досить рідкісним явищем. Але що, якби раз на 55 років вітер у Нью-Йорку дув зі швидкістю 110 км/год? Таке явище не тільки трапляється в природі, але й такі вітри можуть дути з різних напрямків. Центр Сітігруп відкрився в 1977 році, і лише через рік стало очевидно, що хмарочос може мати серйозні конструктивні недоліки.
Саме в червні 1978 року студентка інженерного факультету престижного Прінстонського університету вивчала конструкцію Сітігруп-центру для своєї дипломної роботи. Діана Гартлі зробила деякі розрахунки вітрового навантаження на будівлю. Потім вона порівняла їх з розрахунками Ле Мессьє і виявила, що цифри інженерів-будівельників були помилковими. Студентка попросила надіслати їй точні розрахунки навантаження для різних типів вітру. Вона отримала дані лише для перпендикулярних вітрів. Незважаючи на подальші запити, Хартлі отримала від компанії лише запевнення про міцність конструкції.
Ескізний скелет хмарочоса, фото Ендрю Мура, wikimedia, CC 2.0
Пізніше того ж місяця ЛеМессюр’є отримав дзвінок від іншого студента, цього разу з архітектурного факультету Нью-Джерсійського технологічного інституту в Ньюарку. Лі ДеКароліс переконав ЛеМессюр’є провести перерахунок. Досить швидко з’ясувалося, що максимальне навантаження на сталеві трикутники перевищується на 40 відсотків, коли вітер дме по діагоналі. Можна сказати, що болти, які з’єднують конструкції, перевантажені ще більше. Подальші випробування, проведені в університеті в Онтаріо, Канада, показали, що косі вітри можуть викликати ще більші перевантаження, ніж очікувалося. Крім того, налаштований демпфер маси не зміг би впоратися з такою великою силою. Тим більше, що для повноцінної роботи він потребував постійного живлення. Переляканий інженер повернувся додому і поринув у депресію.
“Поточний ремонт”
Через деякий час ЛеМессюр’є обтрусився від похмурих думок і почав діяти. Він зв’язався з юристами та іншими фахівцями, щоб узгодити процес виправлення своєї помилки. Вже в серпні робітники приступили до зварювальних робіт. Завдання полягало в тому, щоб приварити сталеві пластини товщиною 5,1 см для покриття болтів. Цілісність колон і всього каркасу постійно перевірялася. Крім того, бетонна куля на даху була убезпечена з точки зору доступу до джерел енергії.
Працівники офісу могли навіть не підозрювати про небезпеку. Роботи проводилися ввечері, в рамках “поточного ремонту”. Щоправда, місто підготувало план евакуації для цієї частини Мангеттена на випадок загрози обвалу, але він не був оголошений. У розпал робіт до міста почав наближатися ураган Елла. Шторм оминув місто, і ремонт будівлі був завершений у жовтні.
Весь інцидент не був висвітлений у пресі. Однак це була не інтрига Ле Мессьє, а страйк журналістів трьох найбільших нью-йоркських редакцій. Лише в 1995 році в статті для “The New Yorker” було описано справу майже двадцятирічної давнини. Втім, архітектори та інженери Citigroup Center не зіткнулися з юридичними наслідками через виправлення своїх помилок. Вартість проведених змін склала кілька мільйонів доларів. Ця сума була покрита страховкою компанії. Згідно з новими розрахунками, вітер, здатний серйозно пошкодити будівлю, трапляється кожні 700 років.
Герой чи легковажний?
Лише у 2011 році були розкриті особи двох студентів, які висловили свої сумніви щодо проекту. ЛеМессюр’є вважається героєм за те, що він визнав свою помилку і намагається її виправити. З іншого боку, прорахунки інженера були зумовлені його надмірною самовпевненістю. Такий інноваційний і ризикований проект не був ретельно перевірений з усіх боків. З одного боку, утаємничення планів евакуації допомогло нівелювати паніку мешканців. З іншого боку, секретність обмежувала можливість реалізації плану. Ця історія є важливим прикладом того, що закони фізики і природи не терплять людської неуважності.
Джерело: Dlubal
Читайте також: Архітектура | Офісна будівля | Хмарочос | Місто | США | Нью-Йорк | Дрібниці | whiteMAD в Instagram
