От гръцките кранове до готическите куполи – как древните строители са предвидили технологиите на бъдещето

Физиката не се е променила от VIII век насам – само техниките за нейното овладяване. На 7 септември Viasat History представя четвъртия сезон на „Древни супер структури", посветен на едни от най-впечатляващите строителни постижения в историята – сред тях е и световноизвестната Sagrada Família, както и Акропола. В новите епизоди ще проследим как тези гигантски монументи са положили основите на съвременните строителни технологии и материали.

Предварително напрегнат бетон: Sagrada Família
По времето на Гауди армираният бетон е бил революционна технология – железни или стоманени пръти, вградени в бетона, позволяващи му да поема натиск, докато металът поема опъна. Днес технологията отива крачка по-напред с предварително напрегнатия бетон. Панелите в по-новите кули на Sagrada Família се сглобяват буквално „като сандвич", както се изразява един от строителите – слоеве бетон, армировка и други материали, комбинирани в тънки, но изключително здрави елементи.
При предварително напрегнатите конструкции стоманените въжета се опъват преди – или се напрягат след втвърдяването на бетона. Когато напрежението бъде освободено, въжетата се свиват и притискат бетона под натиск. Това предварително притискане контролира напукването и позволява по-тънки елементи да покриват по-голямо разстояние, затова технологията е ползвана при мостове, паркинги, подови плочи и покриви с голям обхват.

Кулокранове: Акропола
Кранове са издигали мрамора на Акропола, а по-късно и колооборотните кранове- в средновековните катедрали – всичките решават проблема, пред който стоят и днешните кулокранове: умножаване на човешкия труд чрез лостове, лебедки и макари, за да се вдигат товари, непосилни за човешка ръка. Гръцките строители комбинирали дървени рамена с макари и лебедки. По-късно римските инженери надградили идеята с гигантски колела, в които работниците вървели, за да вдигат товари от няколко тона.

Съвременните кулокранове заменят работниците с електромотори и компютърно управление, но запазват същата основна анатомия: вертикална мачта, въртящо се рамо, лебедка и противотежести. Първият мобилен кулокран – моделът TK 10 на Ханс Либхерот 1949 г., създаден за възстановяването на след военна Германия – не е скъсване с античния кран, а негов моторизиран наследник.

Видео за „Древни суперструктури“ – нов сезон по Viasat History

Пръстени на опън: катедралата в Аахен
Под купола на Аахен е вграден железен пръстен, който невидимо поема силата на почти 500 тона камък, натискащи отвън – ранен пример за принципа на "опънатия пръстен". И днес пръстените на опън са често срещан начин инженерите да предотвратят разпадането на купол. При плитките куполи пръстен в основата поглъща страничния натиск, така че стените поемат само вертикално натоварване.

Същата логика присъства и в съвременни покривни конструкции с голям обхват – например индийският стадион „Нарендра Моди", най-голямото място за крикет в света, чийто фибро стъклен покрив се държи от стоманен пръстен на опън и външна система от пръстени на натиск. Покривът се издава на около 30 метра над трибуните и е конструктивно отделен от бетонните трибуни. Строителите на Карл Велики и днешните инженери на стадиони не са ползвали една и съща технология, но са решавали сходен проблем.

Строителна стомана: замъкът Пиерфон
Покривът на голямата зала в Пиерфон е изграден от пудлинговано желязо – същото семейство материали, използвано и в Айфеловата кула. То е достатъчно здраво, за да поема опън, и се огъва при вятър, докато чугунът би се пропукал. Разликата идва от суровия чугун – високо въглероден и богат на примеси продукт, годен за отливане, но твърде крехък за много конструктивни приложения. Чугунът, получен чрез претопяване и изливане в калъпи, е издръжлив на натиск, но лесно се чупи при опънили огъване.
От 80-те години на XVIII век процесът на пудлинговане на Хенри Корт превръща суровия чугун в ковко желязо, което може да се валцувана пръти, плочи и форми. Този материал доминира в строителството през целия XIX век, докато Бесемеровият процес и открития под направят по-качествената стомана по-евтина и достъпна от 70-те години на XIX век на сетне – отваряйки пътя към стоманения профил, познат от повечето съвременни сгради.

Покривът на Пиерфон улавя точно този повратен момент – замък със средновековен вид, преизграден с желязна технология, на прага на смяната ѝ със стоманената рамка.

Новият сезон на „Древни супер структури" тръгва по Viasat History в делнични дни от 23:10 ч., от понеделник, 7 септември.

Обновеният уебсайт на Viasat History е на www.viasathistory.eu/bg