069.1913年:伍尔沃斯大厦
冈瓦尔德·奥斯(Gunvald Aus,1851—1950)
科特·波利(Korte Berle,生卒年不详)
卡斯·吉尔伯特(Cass Gilbert,1859—1934)
1912年伍尔沃斯大楼在建的场景。
圣丹尼斯大教堂(1144年),贝塞麦炼钢法(1855年),自由女神像(1886年),帝国大厦(1931年),迪拜塔(2010年)
18世纪的建筑师或工程师通常使用木材、石材和砖作为建筑材料。外墙和室内柱承受着建筑的全部荷载。如果使用石材来建造多层建筑,就意味着墙体,特别是底部的墙体必须特别厚。开窗会削弱结构的,所以此类建筑的开窗都很小。
到了19世纪,铸铁出现。柱子和墙可以变得很薄,窗户可以变得很大,但是建筑高度依然是一个局限。七八层就已经是建筑的最高极限了。
所有这一切都因贝塞麦炼钢法制造了廉价的钢材而得以改变。因为钢材的坚固性,工字钢梁框架可以将建筑高度提升到非常高,而且这样一来建筑外墙不再需要承担建筑荷载。现代摩天大楼的建筑外墙被称为幕墙,从这里可以看出它们的角色是如何改变的—―外墙可以悬挂在钢结构上。如果工程师想要让外墙完全是玻璃材料,对于现代结构来说也是可能的。
其他的技术也成就了摩天大楼的高度。摩天大楼如果没有电梯是不可能实现的—―没有人愿意爬50层的楼梯。辅助泵和储水罐使得高层建筑中有了可利用水压。所有这些元素在19世纪末期都相继出现。
纽约熨斗大厦有21层,在1903年使用了所有上述这些技术。但是它是“摩天大楼”吗?工程师们的技术开发非常快,仅仅10年之后,60层的伍尔沃斯大厦成为了后来17年中世界上最高的建筑。伍尔沃斯大厦是由建筑师卡斯·吉尔伯特设计的,并由结构工程师冈瓦尔德·奥斯与其合伙人科特·波利协助完成,在当时可以称得上结构工程的奇迹,它有34部高速电梯,5000扇窗,几乎100万平方英尺(93000平方米)的建筑面积。
摩天大楼展示了工程学一贯的主题—― 一旦有新技术和新材料,工程师就能创造出新的东西。■ 工程学之书