1.1 Общие положения

Понятие «Многоэтажные здания» изменяется исторически в зависимости от этажности городской застройки, обусловленной социальными, экономическими и градостроительными требованиями. Жилые и общественные многоэтажные здания начали широко распространяться в античных городах вследствие потребности в ускоренном строительстве дешёвых жилищ для населения с низким доходом (например, инсулы в Древнем Риме), а позднее и в средневековых городах ввиду ограниченности их территорий, защищенной городскими стенами (дома зажиточных горожан Европы с жильём, мастерскими и лавками в 1—2-х этажах и амбарами в остальных). В эпоху капитализма бурный рост городов и значительное удорожание городских земельных участков вызвали резкое расширение строительства многоэтажные здания, а совершенствование их инженерного оборудования (в первую очередь появление лифта) позволило значительно поднять их высоту (16-этажный Монаднок-билдинг в Чикаго, 1891, архитекторы Д. Х. Бёрнем и Дж. У. Рут).

Самый первый лифт в истории человечества, по свидетельству римского архитектора Витрувия, создал Архимед ещё в 236 году до н. э.

Появлению лифтов мы обязаны французскому королю Лифт - тип транспорта, предназначенный для вертикального перемещения пассажиров и грузов. Современный пассажирский лифт имеет возможность перемещать до тридцати человек, а шахтные пассажирские лифты - около 100 человек. Обычный лифт перемещается со скоростью от 0,5 - 4 м/с, а у высокоскоростного лифта скорость может быть 17 м/с. Грузовой лифт способен перемещать до10 тонн груза со скоростью до 1,5 м/с.  Лифты для жилых домов - главный предмет комфорта и удобства, без которого сложно предположить современные небоскребы, да и обычные дома. Тем не менее далеко не все знают, как и в какое время были созданы первые лифты. Сейчас мы расскажем эту историю.

Историки считают моментом появления лифта 1743 год. Именно тогда по велению французского короля Людовика XV, которому к тому времени минуло 33 года, во дворце в Версале был сооружен первый лифт. Королю уж слишком не нравилось напрягаться и подниматься в комнату и спальню своей любовницы, расположенные этажом выше.  Тем не менее прототип лифта, привычного для нашего глаза, был создан больше чем через сто лет благодаря американскому изобретателю Э. Г. Отису (1811 - 1861 гг.). Данный человек перебрал в своей жизни немало профессий - работал на стройке и лесопилке, строил экипажи. В 1852 году, во время работы на мебельной фабрике, делавшей кровати, Отис получил трудное задание - сконструировать грузовой лифт для доставки досок на второй этаж. 

В 1853 году американец открыл миру грузовой лифт с аварийным тормозом, который моментально реагировал в случае обрыва троса. Отис присоединил трос к платформе лифта через плоскую пружину подобной рессоре, а по бокам подъемника присоединил зубчатые рельсы. Даже под весом неполной платформы пружина выпрямлялась и просто проходила между рельсами. Если, не приведи господь, канат рвался, пружина, распрямлялась, застревала своими кончиками в зубцах рельсов и тем самым останавливала падение грузового лифта. 

Отис окрестил свои подъемные платформы “безопасными лифтами” и создал маленькую фирму по их производству, которая до сих пор является ведущим производителем в этой области.

В 1854 году Отис провел грандиозную PR- кампанию для популяризации выпускаемых им грузовых лифтов. В Нью-Йорке в выставочном зале с высоким куполом перемещалась подъемная платформа между двумя опорами высотой 12 метров. На вершине сооружения был ассистент с огромным мечом в руке, а на самой платформе в груде ящиков, коробок и бочек прятался сам изобретатель во фраке и в цилиндре. Паровая машина поднимала лифт под самый купол, а затем ассистент по команде Отиса стремительно обрубал канат мечом. Лифт падал вниз, но через 1-2 метра автоматика с диким звуком срабатывала и предотвращала падение. Довольный Отис снимал цилиндр и кланялся восторженным наблюдателям этого номера.

В 1857 году в 5-этажном магазине на Бродвее появился первый пассажирский лифт, который выпустила компания Отиса. Лифт перевозил до пяти человек и двигался со скоростью 20 см/сек. Отис, к сожалению, не до конца осознал гениальность своего детища, т. к., когда начали появляться небоскребы, он уже умер. 

В первых небоскребах использовали гидравлический лифт без каната, который был изобретен в Париже в 1867 году и чуть позднее установлен на Эйфелевой башне. В длинном цилиндре располагался ходящий поршень, выталкивающий кабинку наверх под напором жидкости. Но такие лифты для жилых домов могли быть сооружены в здании не выше двадцати этажей, хотя и ходили в двадцать раз эффективнее, чем пассажирские лифты системы Отиса. Затем гидравлику модернизировали - цилиндр поставили горизонтально, а канат, который поднимал кабину, тянулся с помощью поршня через систему блоков. 

Впервые электрический пассажирский лифт был выпущен в 1880 году немецкой компаниейфабрикой “Сименс и Гальске”, который за 11 секунд перемещался на высоту двадцать два метра. С этого времени проблема высоты подъема уже не препятствовала росту количества этажей домов. 

Наиболее высокий небоскреб “Сирс Тауэр” в Чикаго (Америка) оборудован 106 пассажирскими лифтами. шестнадцать из них - двухэтажные: берут и высаживают людей в одно и тоже время на 2-х этажах. Для гостей смотровой площадки на крыше установлены два экспресс-лифта, которые поднимаются на высоту 412 метров немного больше, чем за минуту.

В конце 19 — начале 20 вв. в США появились многоэтажные здания в несколько десятков этажей (т. н. небоскрёбы), используемые для контор, банков, гостиниц, жилья. Построенный в 1930—31 в Нью-Йорке небоскрёб Эмпайр стейт билдинг (архитекторская фирма «Шрив, Лэмб и Хармон») насчитывает 102 этажа (высотой без телевизионной вышки, выстроенной в 1951, — около 380 м). Со 2-й половины 1940-х гг., в связи с интенсивной урбанизацией, а иногда и недостатком свободных территорий, многоэтажные здания получили широкое распространение во многих странах мира. Наряду с основным массовым строительством многоэтажные здания в 9—17 этажей возводятся т. н. высотные здания, часто многофункционального назначения (например, 100-этажный Джон Хэнкок билдинг в Чикаго, 1971, архитекторы Л. Скидмор, Н. А. Оуингс, Дж. О. Мерилл, где размещаются магазины, банк, гараж, конторы, жильё и др.). В условиях капиталистического градостроительства стихийная концентрация многоэтажных зданий на ограниченной территории и скопление значительных масс людей и транспортных средств приводят к разрушению функциональных, физико-гигиенических и эстетических качеств городкой среды (транспортные пробки, оглушающе шумные, узкие улицы, лишённые свежего воздуха, ощущение хаоса, которое создаёт вид тесной застройки разновысотными, нередко невыразительными по архитектуре многоэтажными зданиями).

В СССР и других социалистических странах многоэтажные здания размещаются обычно в соответствии с градостроительными требованиями, согласно генеральным планам городов (в частности, в целях экономии территорий в центре города, особо ценных вследствие их насыщенности дорогостоящими коммуникациями, инженерным оборудованием и пр.). В конце 1940-х — начале 1950-х гг. в Москве по единому градостроительному замыслу было построено 7 высотных зданий в 26—32 этажа (архитекторы В. Г. Гельфрейх, А. Н. Душкин, Б. С. Мезенцев, М. А. Минкус, А. Г. Мордвинов, Л. М. Поляков, Л. В. Руднев, Д. Н. Чечулин и др.). Сооружение этих зданий ускорило технический прогресс в области строительства. Поставленные в ключевых местах столицы и увенчанные шпилями, они придали ей новый силуэт и масштабность. Для этих зданий характерны сложная композиция из разновысотных объёмов, обилие декора на фасадах и в интерьерах, низкий процент полезной площади. Строительство многоэтажных зданий индустриальными методами резко увеличилось в СССР во 2-й половине 1960-х гг. (в 1973 — 20 % от общего строительства жилых зданий). Наряду с основной массой 9—17-этажных зданий воздвигаются и здания в 25 этажей и выше. Иногда многоэтажные здания образуют целые комплексы (например, проспект Калинина в Москве, 1964—69, архитекторы М. В. Посохин, А. А. Мндоянц и др.; см. илл.). Единой классификации многоэтажных зданий не существует. Критерием отнесения зданий к категории «многоэтажные здания» принято считать появление (в результате большой высоты) качественных изменений в их планировке, конструкции и техническом оснащении. В многоэтажных зданиях требуется обеспечение пожарной безопасности (повышенная огнестойкость конструкций, устройство незадымляемых лестниц, систем пожарного водопровода, дымоудаления и др.), конструктивной устойчивости под действием ветровых, в том числе динамических, нагрузок, усложняются лифтовое хозяйство и техническое оборудование. Конструктивная устойчивость жилых многоэтажных зданиях достигается главным образом за счёт поперечных несущих стен или связевого каркаса (в СССР преимущественно сборного железобетонного), в общественных зданиях — в сочетании с т. н. ядром жёсткости (железобетонной коробкой, ограждающей собранные вместе лифтовые шахты, технические коммуникации). В высотных зданиях за рубежом распространены ядрооболочковые конструкции, в которых «оболочка» — несущие фасадные ограждения решётчатого типа из стальных или предварительно напряжённых железобетонных элементов — соединяется перекрытиями с расположенным в центре «ядром», образуя единую систему большой жёсткости (две 110-этажные башни Центра международной торговли в Нью-Йорке, архитекторы М. Ямасаки и др., 1971—73). Из-за большого (порой отрицательного) влияния на традиционный облик старых городов огромных объёмов, повторения многих тысяч одинаковых фасадных элементов создать выразительное архитектурное решение многоэтажных зданий очень сложно. Стремясь преодолеть сверхчеловеческий масштаб и однообразие, архитекторы вводят в композицию многоэтажных зданий сопоставление разновысотных объёмов, иногда криволинейные очертания, ищут выразительные пропорции и силуэт, прибегают к ритмической организации фасадных элементов (например, группировка балконов и их ограждений или окон в композиции орнаментального характера), к эффектной отделке фасадов нержавеющей сталью, алюминием, бронзой, стеклом (например, 38-этажное здание Сигрем-билдинг в Нью-Йорке, 1958, архитектор Л. Мис ван дер Роэ).

Многоэтажными называются здания высотой 30 м (8. 10 этажей) и более. Высотными считаются здания выше 100 м (28 . 35 этажей). Появление многоэтажных зданий в XIX в. обусловлено расширением промышленного производства, научно-технической революцией, значительным ростом городского населения, стремлением к более экономному расходованию земли, сохранению природных зон вокруг и внутри городов, сокращению инженерных коммуникаций, транспортных и других систем городского обслуживания.

В настоящее время наблюдается увеличение роста этажности крупных городов. Толчком к появлению многоэтажных зданий послужило изобретение лифта в 1851 г. Это дало возможность строить здания традиционного типа с несущими вертикальными конструкциями из кирпича высотой до 10. 15 этажей. Но дальнейший рост этажности сдерживался тем обстоятельством, что при высоте здания 50 этажей и более толщина несущих стен из кирпича становилась чрезмерной. Например, здание в 100 этажей должно иметь толщину стен в уровне первого этажа порядка 5. 7 м. Естественно, что столь толстые стены не могут удовлетворять нашим представлениям о целесообразности.

Идею строительства каркасного здания большой высоты иногда приписывают американцу У. Л. Дженни, который спроектировал первый в Америке небоскреб, построенный в 1883 г. в Чикаго. А ключ к решению вопроса о путях повышения этажности зданий, как утверждают, подсказал Дженни случай, когда он положил очень тяжелую книгу на птичью клетку, сделанную из тонкой проволоки. По принципу пространственно-стержневого каркаса и был запроектирован первый небоскреб: стальной каркас с самонесущей стеновой кирпичной кладкой. Это здание со стальным каркасом в то время считалось гигантским — в нем было девять этажей. Долгое время среди высоких зданий первенство держал небоскреб «Эмпайр Стейтс Билдинг», имеющий общую высоту 381 м, считая венчающую ее радиотелевизионную мачту.

В многоэтажных зданиях высотой до 100 м применяются обычно железобетонные несущие конструкции, а выше — стальные. В нашей стране в 50-х годах был построен в Москве ряд высотных домов: главный корпус МГУ, имеющий высоту 240 м, жилые дома на Котельнической набережной, на площади Восстания и т. д. Эти здания стали центрами архитектурных ансамблей. Их местоположение хорошо сочетается с рельефом Москвы, ее планировкой. Это подчеркивает особую важность архитектурного облика здания, необходимость системной застройки города.

В настоящее время в Москве и других городах созданы выразительные ансамбли с многоэтажными высотными зданиями.