Гонка небоскрёбов в 1900 году. Дешёвая сталь — лучшая арматура. Выгода стоительства из железобетона
Первым небоскребом было здание Монаднок в Чикаго, штате Иллинойс. Он был построен в 1891 году архитектурной фирмой Burnham & Root и, после его завершения, мог похвастаться целым рядом "впервые в мире": самой высокой кирпичной кладкой в мире, самое высокое коммерческое здание существующее в то время, и первое здание в котором использовался алюминий (для лестниц) в больших масштабах. Он имел 17 этажей и возвышался на 65 метров. Он ослеплял всех, кто его видел. Термин небоскреб, бывшее название самого высокого паруса на парусных судах, скоро станет существительным, обозначающим любое особенно высокое офисное здание. Монаднок начал эру конкуренции среди архитекторов и строительных компаний в проектировании и строительстве высоких, ещё более высоких и самых высоких зданий, которая продолжается и по сей день.
Здание Монаднока было одновременно и новаторским и архаичным: несмотря на свои внушительные размеры, оно также было одним из последних больших офисных зданий построенных методом кирпичной кладки; окончательное угасание этого типа зданий было обречено использованием дешевой стали. Повышение эффективности производства стали, введенное Эндрю Карнеги, а также недавнее открытие обширных месторождений железной руды на месторождении Месаби в Миннесоте привели к снижению цен на сталь до такой степени, что теперь стало экономически целесообразным строить здания с использованием стальных каркасов. А поскольку прочность стали была намного выше, чем у каменной кладки, ее несущая способность была ограничена сжимающими нагрузками, появилась возможность строить еще более высокие здания, чем небоскреб Монаднок.
Другим важным последствием резкого падения цен на сталь стало то, что из более твердого сплава теперь можно было изготовить более прочную арматуру. При этом существенно возросла и прочность железобетона. Рэнсом быстро начал делать свою арматуру из стали, как и все остальные, кто запатентовал методы армирования сталью (были конкурирующие методы, но ни один не продержался достаточно долго). Стоимость цемента также снижалась благодаря цементной компании Keystone (позже Atlas) из Коплея, штат Пенсильвания, которая к 1890-м годам начала эксплуатировать первые коммерчески жизнеспособные вращающиеся печи для обжига клинкера.
Практически каждый день на железобетонные конструкции обращали всё больше внимания. Особенно привлекательными были экономические выгоды от их применения. Несмотря на падение цен на сталь, железобетонное строительство все ещё было дешевле, чем строительство с использованием стального каркаса. Однако, большинство специалистов в бетонной промышленности знали, что остался ещё один важный не пройденный этап: строительство величественного здания, такого как здание Монаднок, чтобы продемонстрировать преимущества прочности и стоимости железобетона. В то время, когда было построено здание Монаднока, самые высокие железобетонные здания имели всего четыре этажа, и все они были построены Рэнсомом. Небоскреб из железобетона также продемонстрировал бы, что утверждения представителей профсоюзов, например утверждение о том, что материал недостаточно прочен для того чтобы выдержать большие нагрузки а, следовательно, представляет общественную опасность, должны быть отметены как ложные и выражающие только их собственные интересы.
Рис 23. Два пионера железобетонного строительства позируют вместе в автомобиле, приблизительно в 1900 году: Томас Эдисон слева и Эрнест Рэнсом справа. Эдисон владел крупнейшим в мире портландцементным заводом. Рэнсом изобрел современную арматуру и усовершенствовал инструменты и методы железобетонного строительства.
Рис 24. Здание Ингаллс. Первый в мире небоскрёб из железобетона
Рис 25. Дамба Гувера в Аризоне. При её строительстве было использовано столько бетона, что некоторая часть его всё ещё выгибается, спустя 75 лет после её ввода в эксплуатацию в 1935 году.
Возможность строительства железобетонного небоскреба появилась в 1901 году, когда железнодорожный магнат Мелвилл Эзра Ингаллс решил построить офисное здание в Цинциннати, штат Огайо. В качестве проектировщика он выбрал архитектурную фирму Андерсон и Эйснер. У. П. Андерсон взял на себя эту задачу и убедил Ингаллса построить здание, используя железобетон вместо стального каркаса, метод, который затем повсеместно использовался для возведения зданий такой высоты. Это была самая легкая часть. Самое трудное было убедить Комиссию по градопланированию г.Цинциннати, члены которой были без сомнения, под активным давлением профсоюзов, лоббировавших запрещение строительства подобных зданий. Процесс растянулся на месяцы. Тем временем Андерсон и Ингаллс продолжали работу над проектом, договорившись о поставках огромного количества портландцемента и арматуры, необходимых для строительства небоскреба. Почти до дня начала строительных работ, комиссия по планированию по-прежнему отказывала в выдаче разрешения. Причина, по которой они, наконец, уступили неизвестна, но это, вероятно, потому, что вмешались мощные политические связи Ингаллса и его деньги, что и обеспечило выдачу разрешения. К удовольствую Ингаллса. А десятки тысяч мужчин, работающих каменщиками по всей стране, должно быть, поняли, что бетонный небоскреб представляет собой кардинально изменение в строительной отрасли, и единственными счастливчиками среди них были те, кто был близок к пенсионному возрасту. Эпоха строительства крупных зданий из кирпича и камня, растянувшаяся на тысячелетия, медленно подходила к концу.
Еще одним выгодоприобретателем была Сан-Францисская фирма "Рэнсом и Смит". Андерсон выбрал строительную компанию работающую с железобетоном в качестве подрядчика для гигантского строительства. Компания уже лицензировала запатентованные методы строительства железобетонных конструкций Рэнсома, включая арматуру, а также использовала бетономешалки "Рэнсом". Это была бы лучшая реклама, за которую не пришлось бы платить, которую только можно себе представить - если, конечно, здание Ингаллса не рухнет.
Железобетонные здания были еще редкостью. Чтобы дать представление о масштабе работ заметим, что объём цемента потребовавшийся для бетона используемого для строительства здания Ингаллс составил 0,5% от всего цемент используемого в США на тот момент. Учитывая, что для строительства тысяч домов и коммерческих сооружений, которые тогда строились, для возведения фундаментов использовался бетон, количество бетона приходившегося на монолитные бетонные конструкции было действительно небольшим.
Когда строительство здания Ингаллс было завершено, оно ничем не отличалось от стальных каркасных небоскребов, строящихся в большинстве крупных городов Соединенных Штатов. Имея высоту в шестнадцать этажей оно имело в высоту 54 метра, чуть ниже здания Монаднока, и на несколько этажей меньше чем строящиеся тогда стальные каркасные небоскребы. Тем не менее, оно было более чем в два раза выше любого железобетонного сооружения, существовавшего на тот момент. (Предыдущим рекордсменом было шестиэтажное здание Уивер в Суонси, Уэльсе, построенное Франсуа Хеннебиком в 1897 году.) Здание Ингаллс имело площадь около 14.25 м на 31,5 м, и, как и большинство офисных зданий своего времени, первые два этажа имели витринные окна. Легенда гласит, что большинство людей было уверенно, что здание разрушится, так что местная газета организовала дежурство фотографа рядом со зданием, чтобы запечатлеть на пленку как оно будет падать. История, вероятно, вымышленная.
Новость о строительстве здания Ингаллс было в новостях по всему миру и, конечно, такому событию уделялось особое внимание в строительных и архитектурных журналах. Это также одно из очень немногих знаковых железобетонных сооружений того периода, которые до сих пор с нами. Хотя Эрнест Рэнсом не строил небоскреб, при его строительстве были использованы запатентованные им методы и оборудование, что подтвердило его роль новатора в строительстве, как ничто другое. Рэнсом продолжил проектирование и строительство железобетонных конструкций. Здание фабрики, которое он построил для объединенной обувной компании в Беверли, штат Массачусетс, в 1906 году, считалось самым передовым в своем роде в мире и, как сообщается, оказало сильное влияние на молодого немецкого архитектора Вальтера Гропиуса. Рэнсом сделал больше чем любой другой человек для признания железобетонных конструкций. Когда он умер в 1917 году, весь мир отдавал ему должное. Сегодня он в значительной степени забыт.
Хотя профсоюзные гильдии и профсоюзы продолжали выступать против железобетонного строительства, их сопротивление в значительной степени прекратилось после землетрясения и пожара 1906 года в Северной Калифорнии. Защитники бетона указывали на стойкость бетонных конструкций как к подземным толчкам, так и к огненной стихии, которая разразилась вслед за ними.
Эрнест Рэнсом был также одним из последних самоучек, которые внесли значительный вклад в первые дни железобетонного строительства. Двое современников Рэнсома, также в основном самоучки, также сыграли свою роль в истории бетона. Один будет использовать железобетон с впечатляющим успехом; в то время как другой, вероятно, должен был бы держаться подальше от этого строительного материала и продолжать делать то, что он делал лучше всего на свете - создавать электромеханические чудеса.