Бoльшую часть жизни здание подвергается нагрузкам, не превышающим 10% от его прочности. А когда наконец случается что-то из ряда вон, домик неожиданно рушится, потому что проектировщики полагали, что нагрузки будут не такими высокими. Чтобы вырваться из порочного круга, инженеры из Университета Штутгарта (ФРГ) предлагают необычную концепцию, скрещивающую гидравлические опоры крана и вполне гражданское строительство.

Образец новой технологии, названной SmartShell, представляет собой деревянный купол толщиной менее 4 см и площадью 100 м², находящийся сейчас в кампусе вуза. Создавался он вместе с компанией Bosch Rexroth и лишь на днях был открыт для публики. Хотя пока это просто купол, тот же подход, по уверениям авторов, может применяться к мостам, небоскрёбам, стадионам, аквапаркам и т. п.

У SmartShell четыре опоры, из которых лишь одна обычная. Остальные — гидроопоры Bosch, подобные тем, что применяются в экскаваторах (а когда-то и в военной технике). Они могут свободно перемещаться (по очереди), обеспечивая своей конструкции некоторую подвижность вокруг основной, неподвижной точки. Впрочем, в дальнейшем исследователи намерены испытать купол на четырёх гидравлических точках опоры без единой жёсткой.



Вес обычного здания весьма велик, но вся его «хвалёная» прочность не годится против динамических нагрузок. Резонанс, землетрясение, ураганы непременно выламывают не приспособленные к колебаниям куски конструкции, после чего она сама рассыпается. Самое печальное, что динамические нагрузки в борьбе со зданием используют «принцип дзюдо», обращая вес своего противника против него самого. Когда зимнее пучение грунтов приподнимает один угол дома, то чем тяжелее остальные его углы, тем сильнее они будут воздействовать на поднятый участок, в конце концов приводя к возникновению трещин. Ну а при землетрясении энергия, воздействующая на сооружение, и вовсе прямо пропорциональна его массе.

Гидравлические опоры SmartShell имеют встроенные простенькие контроллеры с несложной программой реакции на динамические нагрузки. Какими бы ни были последние, гидроопоры среагируют и сохранят положение оболочки перпендикулярным поверхности. Когда метровый слой снега ляжет на крышу, опоры приложат большее удерживающее усилие именно в том углу, куда ветер нанесёт максимум снега. Время реакции на любой «катаклизм» минимально и измеряется в миллисекундах, что позволяет эффективно реагировать даже на землетрясение. При этом, согласно расчётам, поверхность пола в самом здании с фундаментом на опорах останется практически неподвижной.

Напомним: нечто подобное уже разработали в Японии, но там используется воздушная подушка, требующая приличного количества электроэнергии, которой попросту не будет в момент разгула стихии, поэтому для системы необходимы мощные литиевые аккумуляторы, срок службы которых ограничен несколькими годами. Гидроопоры же могут функционировать десятилетиями без достойного упоминания ремонта и почти не требуют энергии.

Заметим, впрочем, что, хотя сама концепция упоминается в фольклоре уже довольно давно, практическая её реализация в масштабном объекте, по всей видимости, имела место впервые.

И последнее. Одно из серьёзнейших преимуществ SmartShell — «смешной» вес конструкции. А это означает меньшую нагрузку на фундамент, который сводится к нескольким бетонным площадками по углам здания. Это, равно как и снижение расхода материалов на столь лёгкое сооружение, серьёзно уменьшает общую стоимость строительства.