Ученые нашли самый древний «небоскреб»
Международная группа исследователей провела цифровое моделирование дворца Грат-Беаль-Гибри в Эфиопии. Здание, построенное около 800 года до нашей эры, обладало огромным запасом прочности. Инженерные расчеты показали, что особая система стен из камня и дерева теоретически способна выдержать сооружение высотой до 16 этажей. Научная работа появилась в журнале Heritage.
Скрытый деревянный каркас из маслины и кордии
Дворец Грат-Беаль-Гибри размером 60 на 60 метров строили на шестиметровом подиуме. Фундамент и стены первого этажа достигали двух метров в толщину, а фасад украшал монументальный вход с десятиметровыми колоннами из песчаника. До наших дней сохранился только первый уровень величественного сооружения, однако найденные внутри ступенчатые лестницы и фрагменты конструкций давным-давно указывали на существование верхних этажей.
Строители древней Эфиопии использовали комбинированную технологию. Внутри стен из местного фонолитового камня на глиняном растворе они укладывали прямоугольные балки из африканской маслины и кордии. Деревянные брусья чередовались продольными и поперечными слоями. Такой скрытый горизонтальный каркас равномерно распределял колоссальные нагрузки по всему периметру здания.
Компьютерное моделирование древнего «небоскреба»
Для проверки прочности конструкции ученые создали трехмерную модель стен и применили метод конечных элементов, который используют в современном проектировании. Моделирование учло природную изменчивость свойств глины, камня и древесины. Ранее археологи предполагали, что здание имело восемь ступенчатых этажей по аналогии с древними южноаравийскими изображениями.
Цифровые тесты подтвердили, что стены с легкостью выдерживали проектную нагрузку в восемь уровней. Даже при самом консервативном сценарии с максимальными нагрузками математическая модель показала вертикальный потенциал системы до 16 этажей. Это не значит, что дворец действительно имел такую высоту, но его строители создали инженерный запас, колоссально превышавший реальные потребности малоэтажного строительства.
Причина разрушения древнего шедевра архитектуры
Результаты расчетов ответили и на вопрос о причинах гибели древнего «небоскреба». Стандартные физические нагрузки не могли обрушить такое массивное здание. Дворец уничтожил пожар, следы которого сохранились на каменной кладке. Выгорание внутренней деревянной арматуры лишило каменные стены опоры, что и привело к последующему обвалу верхних ярусов.
Использование древесины маслины и кордии показало глубокие познания древних мастеров. Эти породы дерева проявляют высокую устойчивость к жукам и термитам, обеспечивая долговечность каркаса. Племена Эфиопского нагорья создали эффективную технологию задолго до появления современных материалов, а их методы позже легли в основу аксумской архитектуры.
