Pierwsze wieżowce budowano w technologii szkieletowej. Setki profili stalowych unosiły cały ładunek. Pozostałe elementy konstrukcyjne budynku zostały przymocowane do tej stalowej ramy nośnej.

Jednak powyżej 300 metrów stalowy szkielet kolumn i belek nie jest już tak skuteczny. Architekci opracowali zupełnie nowy system konstrukcyjny wysokich budynków – rdzeń wspierający. Dzięki tej technologii rdzeń znajduje się w środku, a po bokach lżejsze podpory. Konstrukcja stalowa hali budowli jest przez to mocniejsza, a przy tym lżejsza.

Stalowa konstrukcja wysokościowców w budownictwie

Dziś technologia ta jest podstawą prawie wszystkich nowoczesnych ultra wysokich wieżowców.

Ludzkość nauczyła się stopniowo budować wysokie domy. Kiedyś dom o trzech piętrach był uważany za wysoki. Później wieżowcem nazwano dziesięciopiętrowym budynkiem. W XX wieku rekordem była budowa 440-metrowego Empire State Building. Ale w ciągu ostatnich kilkunastu lat pojawiły się technologie, które pozwoliły na kolejny krok w górę o prawie 400 metrów. Na przykład Burj Khalifa ma 828 metrów. W Arabii Saudyjskiej budowana jest Wieża Jeddah. W Chinach wszystkie rekordy pobiła Shanghai Tower.

Do 2020 liczba mega budowli powyżej 600 m, osiągnie liczbę osiem.

Europa jest bardziej konserwatywna, tutaj najwyższy budowany wieżowiec ma 462 metry. Znajduje się w Rosji, w Petersburgu. Konstrukcja stalowa domu pozwala na budowanie wyższych obiektów, ale możliwości starego kontynentu być może nie dorównują pozostałym terytoriom.

Jak doszło do rozwoju technologii?

W latach osiemdziesiątych XIX wieku wynaleziono konstrukcję szkieletową. Pomysł należy do amerykańskiego architekta Williama Le Baron Jenney. Nie potrzeba już grubych ścian. Obciążenie przejęła rama z profili stalowych. Fasada i wszystko inne jest przymocowane do ramy.

Powyżej 300 metrów stalowy szkielet kolumn i belek nie jest już tak skuteczny jako system stabilizujący. W późniejszym czasie zrozumiano, że stalowe kolumny deformują się w silnym pożarze i niosą ze sobą ryzyko zawalenia się konstrukcji.

Alternatywne rozwiązania inżynieryjne, które stanowiły podstawę systemu stabilności ultra wysokich obiektów, pojawiły się w połowie lat 60. XX wieku. Fazlur Khan, pochodzący z Bangladeszu pracował innowacyjny projekt tzw. rurę nośną. Zamiast zwykłej wewnętrznej siatki kolumn inżynier zasugerował użycie kolumn na obwodzie, łącząc je z potężnym rdzeniem budynku. Dzięki tej technologii zbudowano Sears Tower, John Hancock Center, World Trade Center.

Rama składa się z dziewięciu kwadratowych rur tworzących kwadrat u podstawy. Każda rura składa się z 20 pionowych belek i wielu poziomych. Wszystkie dziewięć rur jest spawanych do 50 piętra, a następnie siedem rur do 66, pięć pozostaje na 90 piętrze, a pozostałe dwie”rury” wznoszą się na kolejne 20 pięter.

Na początku lat 80.pojawiły się problemy. „Rura” pozwala budować budynki o dowolnej, nawet niebotycznej wysokości. Jest tylko jeden niezbędny warunek: podstawa wzrasta proporcjonalnie do wysokości budynku. To drastycznie ogranicza fantazje architektów z powodu przestrzeni potrzebnej do posadowienia obiektu.

Poradzono sobie i z tym wyzwaniem. Dzięki nowej technologii rdzeń znajduje się w środku, a po bokach trójkątne podpory. Można ją porównać do rakiety z długimi, cienkimi płetwami stabilizującymi. W ten sposób zbudowano najwyższą Sztuczną konstrukcję na ziemi. Wieżę Burj Khalifa w kształcie koniczyny. Każdy jej element zwęża się ku górze. U samego szczytu rdzeń przechodzi w iglicę.

Dzisiaj ten pomysł leży u podstaw prawie wszystkich nowoczesnych, ultrawysokich drapaczy chmur. W budowie stalowych konstrukcji pomoże wypożyczalnia sprzętu budowlanego, która dysponuje szerokim zasobem potrzebnych narzędzi.