В этом обрушении был еще один интересный факт. Мы ожидаем, что наибольший ущерб нанесет взрыв в основании здания, так как над ним много этажей и все они могут обрушиться. Но в этом случае, если бы взрыв произошел в основании, обрушения могло и не быть.
Трение зависит от веса. Чем тяжелее груз, который давит на соединение двух поверхностей, тем больше между ними трение. Наверху башни (где была квартира Айви) было всего четыре этажа, вес которых был приложен к соединению стен и пола, поэтому сила трения была мала. Сила взрыва оказалась больше силы трения, и потому бетонные панели улетели. Но у основания башни вес более чем двадцати этажей бетонных блоков создавал гораздо большее трение между панелями (по той же причине достать журнал из основания стопки гораздо труднее, чем из ее вершины). Так что, вопреки интуитивным ожиданиям, взрыв в верхней части здания привел к катастрофическим последствиям. Сейчас такое происходит нечасто – в основном потому, что, как мы увидим, здания больше не строят подобным образом.
Трагедия в «Ронан-Поинт» научила будущих строителей двум важным вещам. Во-первых, необходимо соединять части постройки вместе таким образом, чтобы при воздействии какой-либо силы на стену или на поэтажное перекрытие соединения не дали панелям развалиться. (Например, в «Ронан-Поинт» можно было бы соединить готовые панели разных этажей стальными прутьями, и они бы выдержали взрыв. Подобная система соединений используется в современных панельных домах.) Даже при более традиционном способе постройки, когда на стройплощадке заливают бетон и фиксируют стальной каркас, нужно убедиться, что у всех балок и колонн прочные соединения. В случае со стальным каркасом нужно использовать при его сборке достаточно прочные болты, которые выдержат не только нормальную нагрузку под воздействием ветра и гравитации, но и прочно соединят между собой части конструкции.
Несоразмерное обрушение этажей после взрыва в «Ронан-Поинт» в Лондоне в 1968 году
Во-вторых, инженерам нужно было предотвратить несоразмерные последствия. В «Ронан-Поинт» из-за небольшого взрыва на 18-м этаже обрушился весь угол здания на всех этажах. Такой эффект домино несоразмерен силе взрыва, и так появился новый термин – несоразмерное разрушение. Если происходит, например, взрыв, то, конечно же, он нанесет зданию ущерб, но маленький взрыв на одном этаже не должен повреждать сразу все этажи. Проблемой башни в Кэннинг-Тауне было то, что нагрузке было некуда распределиться. Так что суть в том, чтобы убедиться, что силам есть куда распределяться, даже если какая-то часть постройки вдруг исчезнет. Это все равно что сидеть на стуле: теоретически на каждую из четырех его ножек приходится всего четверть нашего веса. Но если, как и многие люди, вы любите качаться на стуле, то нагрузка на эти две ножки удваивается относительно той, которую предусмотрели проектировщики стула, и ножки могут не выдержать, а вы упадете и ударитесь спиной. Зато если инженеры предусмотрят такое поведение и сделают ножки достаточно прочными для двойной нагрузки, то вы в безопасности.
Таким образом родилась идея сознательно создавать новые пути, по которым может распределяться дополнительная нагрузка. В компьютерной модели я удаляю одну колонну, учитываю увеличение силы, воздействующей теперь на соседние колонны, и проектирую их таким образом, чтобы они выдержали новую нагрузку. Я знаю, что если одну колонну убрать, то соседние все выдержат. Потом я ставлю колонну на место и убираю какую-нибудь другую, и так я тестирую различные варианты и проверяю, сохранит ли моя постройка устойчивость в случае взрыва. Никогда не пытайтесь выиграть у инженера-строителя в «Дженгу»: мы знаем, какие блоки вынимать и как извлечь из постройки детали так, чтобы она не обрушилась.
На протяжении всей истории и инженеры, и власти борются с общим врагом – пожарами, которые грозят сжечь наши города дотла. В Древнем Риме дома часто строили на деревянных каркасах, с деревянными перекрытиями и крышами, из-за чего они легко загорались, потому и пожары там были нередки. Великий пожар Рима в 64 году н. э. уничтожил две трети города. Раньше древесину не обрабатывали ничем противопожарным, а стены сооружали из плетеных прутьев и глины. Плетенку – решетку из узких деревянных реек, напоминавшую плетеную корзинку, – покрывали глиной, а точнее, смесью глины, влажного грунта, песка и соломы. Такая конструкция легко загорается, и пожар по ней распространяется очень быстро. Узкие улочки только усугубляли ситуацию, потому что огонь легко преодолевал небольшое расстояние между домами.