История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия

Первые девять этажей Чикагской страховой компании были достроены в 1885 году. В этом здании впервые было использовано заметное количество стали для каркаса. Кроме того, большая часть внешней стороны являлась всего лишь навесной стеной, которая не поддерживала даже саму себя и опиралась только на каркас. По крайней мере, это было справедливо для всех этажей, кроме нижних этажей Ла-Саль и фасадов Адамс-стрит, которые вместе с задними стенами были в виде сплошной каменной кладки. Колонны использовали двух типов: круглые чугунные и сборные железные. Правда, на некоторых верхних этажах железо заменила бессемеровская сталь. Здание, несмотря на умеренную высоту – 10 этажей, явилось первым в мире небоскребом. Оно было снесено в 1931 году, и техническая экспертиза показала, что, хотя при его строительстве не были выполнены все требования к зданию каркасного типа, это весьма достойный пример. Это было первое офисное здание, где использована, по крайней мере частично, каркасная конструкция.

Примерно четырьмя годами позже, в 1889 году, к северу от улицы Ла-Саль было построено здание Такома аналогичной конструкции. Жители Чикаго по праву гордились этим зданием. В путеводителе того времени, изданном к Колумбийской выставке 1893 года, сказано, что «оно возвышается над окрестностями на головокружительной высоте двенадцати этажей» (на самом деле в здании было 14 этажей). Внешние стены из кирпича и терракоты с большими окнами были ненесущими. Они служили только для защиты от атмосферных явлений и допуска света. Стены здания Такома могли возводиться на разных этажах, а не строго снизу вверх. Колонны и перемычки были чугунными. В каркасе использовались и кованое железо, и бессемеровская сталь, при этом он был клепаный, а не скрепленный болтами. Многие считают первым небоскребом именно здание Такома. В нем было пять гидравлических пассажирских лифтов. После него было построено сразу несколько каркасных зданий. Здание компании Рэнд Макнелли, завершенное в 1890 году, было первым, в котором каркас был полностью стальным. 14-этажный отель Great Northern принимал постояльцев с 1891 до 1940 года. А законченный в 1892 году, как раз перед Колумбийской выставкой, 21-этажный Масоник-Холл стал самым высоким сооружением этого периода. Чикагцы искренне считали его самым красивым в мире.

Фундамент с расширенным основанием для распределения нагрузки уходит корнями в далекое прошлое. В ранних чикагских зданиях плитный фундамент постепенно вытеснил традиционный фундамент с расширенным основанием. Такой фундамент часто состоит из нескольких слоев железнодорожных рельсов, скрещенных под прямым углом, для усиления бетонного фундамента. Во многих из этих зданий ожидалось оседание на несколько дюймов, и потому их строили немного выше, чем было необходимо. Деревянные, а позднее бетонные сваи, уходящие в землю на 50–75 футов, постепенно заменили плитный фундамент в Чикаго.

Первой каркасной конструкцией в городе Нью-Йорк стал Тауэр. Он был построен в 1889 году. На табличке в его вестибюле сказано, что это «самый ранний пример каркасной конструкции». Первым небоскребом Нью-Йорка было здание Манхэттенской страховой компании на Бродвее, напротив церкви Святой Троицы. Оно было построено в 1894 году, имело высоту 347 футов. При строительстве фундамента этого здания инженеры впервые использовали сжатый воздух для установки пневматических кессонов. Было использовано пятнадцать кессонов разных форм и размеров, что позволило пройти сквозь 50 футов глинистой массы и песка до коренной породы. После этого кессоны были заполнены бетоном, поверх которого уложены железные балки для поддержки кирпичных столбов. Здание Манхэттенской страховой компании также было первым, в котором использовалась обширная система ветровых связей – дополнительные металлические связи в каркасе, чтобы предохранить высокую конструкцию от разрушения при сильных ветрах.