Mis hoiab kõrghooneid ümber kukkumast?

Burj Khalifa' pilvelõhkuja Dubai emiraadis on oma 828 meetriga maailma kõrgeim, ületades nt Empire State Buildingut rohkem kui kaks korda.

Kuidas on üldse võimalik hoonet nii kõrgeks "venitada" ilma, et see ümber kukuks?

Kuni 19. sajandi lõpuni piirdus enamiku linnamajade tippkõrgus kümne korrusega. Toonaste ehitusmaterjalidega polnud palju kõrgemate hoonete konstrueerimine lihtsalt võimalik.

Mida kõrgem on mördiga ühendatud tellistest laotud hoone, seda paksemad peavad olema selle alumiste korruste müürid. 70-korruselise tellismaja vundament peaks olema nii paks, et sellesse ei jääks fuajee jaoks ruumi.

Kõik see muutus, kui nüüdisaegne teras laialdasemalt kasutusele võeti. Praegu on kõigil kõrghoonetel "luustik" — püstistest terastaladest ja rõhtsatest I-taladest koosnev kandesõrestik e karkass.

Too luustik (nn pealisehitis, ingl superstructure) toetab kogu hoone raskuse püsttaladele, mis orienteerivad gravitatsiooni kaaluka jõu hoone vundamendi suunas. 

Vundament ehk alusehitis (ingl substructure) ulatub enamasti suisa aluskivimini välja. See eeldab mitmekümne meetri sügavuse augu lõhkumist kõvasse kivisse, kuhu valatakse betoonist platvorm.

Sügavale aluskivimisse puuritakse spetsiaalsed augud, nn soklid, millesse kinnitatakse terastalad, mis nende kohale rajatava torni vankumatult maasse ankurdavad.

Ehkki pilvelõhkujad näevad enamasti välja üsna kandilised, kujutavad need endast tegelikult ringikujulise ristlõikega torusid, mille nurgad toetuvad konsooltaladele.

Alates 1960. aastatest on kõik 40 korrusest kõrgemad hooned ehitatud ümber toruja karkassi, kuna taoline lahendus on lihtsalt kõige kokkuhoidlikum — hoone sisemusse on vaja vähem püsttalasid, mis aitab kärpida kulutusi, säästes seejuures põrandapinda.

Chicago kuulus Willise torn, endise nimega Searsi torn, kujutab endast näiteks üheksast torust koosnevat kimpu.

Torni keskseks teljeks olevasse betoonsüdamikku rajatakse liftišahtid ja trepišahtid; sellesse paigutatakse kogu hoone mehaaniline "seedekulgla".

Eriti oluliseks muutub betoonist südamik tuulistel päevadel, mil kõrghoone võib kõikuda nagu kuusk tuules.

Mõned hooned trotsivad puhanguid reguleeritavate amortisaatoritega (ingl tuned mass damper) — õlipõhiste hüdrauliliste süsteemidega, millel seisab hoone tipu lähedale paigaldatud 300–400 tonnine betoonraskus.

Tuule suunal ja tugevusel hoiab silma peal raalsüsteem, mis liigutab raskust — ja seega ka hoone raskuskeset — vastavalt vajadusele küljelt küljele.

Loe meenutuseks ka Forte varemilmunud artiklit teemal, kui kõrgeks saab kõrghoonet üldse ehitada.