Фазлур Рахман Хан ( бенгальский : ফজলুর রহমান খান , Fazlur Rôhman Khan ; 3 апреля 1929 — 27 марта 1982) был бангладешско-американским [3] инженером-строителем и архитектором, который инициировал важные структурные системы для небоскребов . [4] [5] [6] Считающийся «отцом трубчатых конструкций » для высотных зданий, [7] Хан также был пионером в области автоматизированного проектирования (САПР). Он был проектировщиком башни Сирс, позже переименованной в Уиллис-тауэр , самого высокого здания в мире с 1973 по 1998 год, и 100-этажного центра Джона Хэнкока .
Будучи партнером фирмы Skidmore, Owings & Merrill в Чикаго, Хан, больше, чем кто-либо другой, способствовал возрождению строительства небоскребов во второй половине 20-го века. [8] [9] Его называли «Эйнштейном строительной инженерии» и «Величайшим инженером-строителем 20-го века» за его новаторское использование структурных систем , которые остаются основополагающими для современного проектирования и строительства небоскребов . [4] [10] В его честь Совет по высотным зданиям и городской среде обитания учредил Медаль за жизненные достижения имени Фазлура Хана как одну из своих наград CTBUH Skyscraper Awards .
Хотя Хан больше всего известен как архитектор небоскребов, он также был активным проектировщиком других видов сооружений, включая терминал аэропорта Хадж , солнечный телескоп Макмата-Пирса и несколько стадионных сооружений. [11] [12]
Фазлур Рахман Хан родился 3 апреля 1929 года в семье бенгальских мусульман в Дакке , Бенгальское президентство (современный Бангладеш ). [13] Он был родом и вырос в Хан Бари Бхандариканди в Мадарипуре , округ Фаридпур . Его отец, Хан Бахадур Абдур Рахман Хан , был учителем математики в средней школе и автором учебников, который в конечном итоге стал директором народного образования в Бенгалии и после выхода на пенсию занимал пост первого директора колледжа Джаганнатха . [13] Его мать, Хадиджа Хатун, была дочерью Абдула Басита Чоудхури, заминдара ( аристократического землевладельца) Дулая в Пабне , который вел свою родословную от мигранта из Самарканда в Туркестане . [2] Дядя Хана по отцовской линии, Абдул Хаким Хан, был зятем Саида Абдула Джаббара, заминдара, обосновавшегося в Комилле . [14]
Хан учился в средней школе Armanitola Government High School в Дакке. После этого он изучал гражданское строительство в Bengal Engineering and Science University, Shibpur (ныне Indian Institute of Engineering Science and Technology, Shibpur ), Kolkata , India , а затем получил степень бакалавра гражданского строительства в Ahsanullah Engineering College (ныне Bangladesh University of Engineering and Technology ). Он получил стипендию Фулбрайта и правительственную стипендию, что позволило ему отправиться в Соединенные Штаты в 1952 году. Там он учился в University of Illinois в Urbana-Champaign . За три года Хан получил две степени магистра — одну в области строительной инженерии и одну в области теоретической и прикладной механики — и степень доктора философии в области строительной инженерии [15], защитив диссертацию под названием «Аналитическое исследование соотношений между различными критериями проектирования прямоугольных предварительно напряженных бетонных балок» . [16]
В его родном городе Дакка не было зданий выше трех этажей. Он не видел свой первый небоскреб лично, пока ему не исполнился 21 год, и не ступал в среднеэтажное здание, пока не переехал в Соединенные Штаты для учебы в аспирантуре. Несмотря на это, окружающая среда его родного города Дакка позже повлияла на его концепцию трубчатого строительства, которая была вдохновлена бамбуком, растущим вокруг Дакки. Он обнаружил, что полая труба, как бамбук в Дакке, придает высотному зданию вертикальную прочность. [17]
В 1955 году, работая в архитектурной фирме Skidmore, Owings & Merrill (SOM), он начал работать в Чикаго . В 1966 году он стал партнёром. Оставшуюся часть жизни он проработал бок о бок с коллегой-архитектором Брюсом Грэмом . [18] Хан представил методы проектирования и концепции эффективного использования материалов в архитектуре зданий. Его первым зданием, в котором использовалась трубчатая структура, было жилое здание Chestnut De-Witt . [19] В 1960-х и 1970-х годах он стал известен своими проектами для чикагского 100-этажного центра Джона Хэнкока и 110-этажной башни Сирс, позже переименованной в Уиллис-тауэр , самого высокого здания в мире с 1973 по 1998 год.
Он считал, что инженерам необходим более широкий взгляд на жизнь, говоря: «Технический человек не должен теряться в своих собственных технологиях; он должен уметь ценить жизнь, а жизнь — это искусство, драма, музыка и, самое главное, люди». [13]
Личные документы Хана, большинство из которых находились в его офисе на момент смерти, хранятся в библиотеках Райерсона и Бернхэма в Чикагском институте искусств . Коллекция Фазлура Хана включает рукописи, эскизы, аудиокассеты, слайды и другие материалы, касающиеся его творчества.
Для удовольствия Хан любил петь поэтические песни Рабиндраната Тагора на бенгальском языке. У него и его жены Лизелотты, которая иммигрировала из Австрии , была одна дочь, которая родилась в 1960 году. [20] В 1967 году он решил стать гражданином Соединенных Штатов. [21] Хан был мусульманином в то время, когда он умер. [18] [22] [23] [24]
Хан обнаружил, что жесткая стальная каркасная конструкция, которая долгое время доминировала в проектировании высотных зданий, была не единственной системой, подходящей для высотных зданий, что ознаменовало начало новой эры строительства небоскребов. [25]
Главной инновацией Хана в проектировании и строительстве небоскребов была идея структурной системы «трубы» для высотных зданий, включая каркасную трубу , ферменную трубу и варианты с пучками труб . Его «концепция трубы», использующая всю внешнюю структуру периметра стены здания для имитации тонкостенной трубы, произвела революцию в проектировании высотных зданий. [7] Большинство зданий высотой более 40 этажей, построенных с 1960-х годов, теперь используют конструкцию трубы, разработанную на основе принципов структурной инженерии Хана. [27] [28]
Боковые нагрузки (горизонтальные силы), такие как силы ветра, сейсмические силы и т. д., начинают доминировать в структурной системе и приобретают все большее значение в общей системе здания по мере увеличения высоты здания. Силы ветра становятся очень существенными, а силы, вызванные землетрясениями и т. д., также важны. Трубчатые конструкции противостоят таким силам для высотных зданий. Трубчатые конструкции жесткие и имеют значительные преимущества по сравнению с другими каркасными системами. [29] Они не только делают здания структурно более прочными и эффективными, но и значительно снижают требования к конструкционным материалам. Уменьшение материала делает здания экономически более эффективными и снижает воздействие на окружающую среду. Трубчатые конструкции позволяют зданиям достигать еще большей высоты. Трубчатые системы обеспечивают большее внутреннее пространство и, кроме того, позволяют зданиям принимать различные формы, предлагая дополнительную свободу архитекторам. [30] [31] Эти новые конструкции открыли экономическую дверь для подрядчиков, инженеров, архитекторов и инвесторов, предоставляя огромные площади недвижимости на минимальных участках земли. Хан был среди группы инженеров, которые поощряли возрождение строительства небоскребов после перерыва более тридцати лет. [32] [9]
Трубчатые системы еще не достигли своего предела, когда дело касается высоты. [33] Еще одной важной особенностью трубчатых систем является то, что здания могут быть построены с использованием стали или железобетона, или композита из этих двух материалов, чтобы достичь большей высоты. Хан был пионером в использовании легкого бетона для высотных зданий, [34] в то время, когда железобетон использовался в основном для малоэтажного строительства высотой всего в несколько этажей. [35] Большинство проектов Хана были задуманы с учетом предварительного изготовления и повторения компонентов, чтобы проекты можно было быстро построить с минимальными ошибками. [36]
Взрывной рост населения, начавшийся с демографического взрыва 1950-х годов, вызвал широко распространенную обеспокоенность по поводу количества доступного жилого пространства, которую Хан решил, строя вверх. [37] Больше, чем любой другой инженер 20-го века, Фазлур Рахман Хан сделал возможным для людей жить и работать в «городах в небе». Марк Саркисян (директор по структурному и сейсмическому проектированию в Skidmore, Owings & Merrill) сказал: «Хан был визионером, который превратил небоскребы в небесные города, оставаясь при этом твердо укорененным в основах инженерии». [38]
С 1963 года новая структурная система каркасных труб стала очень влиятельной в проектировании и строительстве небоскребов. Хан определил каркасную трубчатую структуру как «трехмерную пространственную структуру, состоящую из трех, четырех или, возможно, более рам, укрепленных рам или стен сдвига , соединенных по краям или около них, чтобы сформировать вертикальную трубчатую структурную систему, способную противостоять боковым силам в любом направлении, выступая из фундамента». [39] Близко расположенные взаимосвязанные внешние колонны образуют трубу. Горизонтальные нагрузки, например, от ветра и землетрясений, поддерживаются конструкцией в целом. Около половины внешней поверхности доступно для окон. Каркасные трубы допускают меньше внутренних колонн и, таким образом, создают больше полезной площади пола. Связанная трубчатая структура более эффективна для высоких зданий, уменьшая штраф за высоту. Структурная система также позволяет внутренним колоннам быть меньше, а ядру здания освободить от укрепленных рам или стен сдвига, которые используют ценную площадь пола. Там, где требуются более крупные проемы, например, гаражные ворота, трубчатый каркас должен быть прерван с использованием переходных балок для сохранения структурной целостности. [27]
Первым зданием, в котором была применена конструкция из трубчатого каркаса, было многоквартирное здание DeWitt-Chestnut, позже переименованное в Plaza on DeWitt . Здание, спроектированное Брюсом Грэмом, а инженерное обеспечение которого выполнял Хан, было завершено в Чикаго в 1963 году. [40] Это заложило основу для каркасной конструкции из труб, использованной при строительстве Всемирного торгового центра .
Хан был пионером нескольких других вариантов конструкции трубчатой конструкции. Одним из них была концепция применения X-образных связей к внешней стороне трубы для формирования ферменной трубы . X-образные связи уменьшают боковую нагрузку на здание, передавая нагрузку на внешние колонны, а уменьшение потребности во внутренних колоннах обеспечивает большую полезную площадь пола. Хан впервые применил внешние X-образные связи при проектировании Центра Джона Хэнкока в 1965 году, и это можно ясно увидеть на внешнем виде здания, что делает его архитектурным символом. [27]
В отличие от более ранних конструкций из стального каркаса, таких как Empire State Building (1931), для которого требовалось около 206 килограммов стали на квадратный метр, и One Chase Manhattan Plaza (1961), для которого требовалось около 275 килограммов стали на квадратный метр, John Hancock Center был гораздо более эффективным, требуя всего 145 килограммов стали на квадратный метр. [40] Концепция ферменных труб была применена во многих более поздних небоскребах, включая Onterie Center , Citigroup Center и Bank of China Tower . [41]
Одним из наиболее важных вариантов концепции трубчатой структуры Хана была связанная труба , которая использовалась для Willis Tower и One Magnificent Mile . Связанная трубчатая конструкция была не только наиболее эффективной с экономической точки зрения, но и «инновационной в своем потенциале для универсального оформления архитектурного пространства. Эффективные башни больше не должны были быть похожими на коробки; трубчатые блоки могли принимать различные формы и могли быть связаны вместе в различных видах группировок».
Система «труба в трубе» использует преимущества сердцевинных трубок сдвига в дополнение к внешним трубкам. Внутренняя трубка и внешняя трубка работают вместе, чтобы противостоять гравитационным нагрузкам и боковым нагрузкам, а также обеспечивать дополнительную жесткость конструкции для предотвращения значительных прогибов в верхней части. Эта конструкция была впервые использована в One Shell Plaza . [42] Более поздние здания, использующие эту структурную систему, включают Petronas Towers . [43]
Система ферменных аутригеров и поясов представляет собой систему, устойчивую к боковой нагрузке, в которой трубчатая конструкция соединена с центральной стеной ядра с помощью очень жестких аутригеров и поясов на одном или нескольких уровнях. [44] BHP House был первым зданием, в котором использовалась эта структурная система, за ним последовал First Wisconsin Center, позже переименованный в US Bank Center , в Милуоки. Центр возвышается на 601 фут с тремя поясами ферм в нижней, средней и верхней части здания. Открытые пояса ферм служат эстетическим и структурным целям. [34] Более поздние здания, в которых использовалась эта система, включают Shanghai World Financial Center . [44]
Последними крупными зданиями, спроектированными Ханом, были One Magnificent Mile и Onterie Center в Чикаго, в которых использовались его конструкции из пучковых труб и ферменных труб соответственно. В отличие от его более ранних зданий, которые в основном были стальными, его последние два здания были бетонными. Его более раннее здание DeWitt-Chestnut Apartments , построенное в 1963 году в Чикаго, также было бетонным зданием с трубчатой структурой. [27] Trump Tower в Нью-Йорке также является еще одним примером, который адаптировал эту систему. [45]
Хан разработал систему взаимодействия каркаса сдвига для зданий средней высоты. Эта структурная система использует комбинации стен сдвига и каркасов, предназначенных для сопротивления боковым силам. [46] Первым зданием, в котором использовалась эта структурная система, было 35-этажное здание Brunswick . [34] Здание Brunswick было завершено в 1965 году и стало самым высоким железобетонным сооружением своего времени. Структурная система здания Brunswick состоит из бетонного ядра стены сдвига, окруженного внешним бетонным каркасом из колонн и перемычек. [47] Многоквартирные дома высотой до 70 этажей успешно использовали эту концепцию. [48]
Основополагающая работа Хана по разработке структурных систем высотных зданий до сих пор используется в качестве отправной точки при рассмотрении вариантов дизайна высотных зданий. [49] С тех пор трубчатые конструкции использовались во многих небоскребах, включая строительство Всемирного торгового центра , Aon Center , Petronas Towers , Jin Mao Building , Bank of China Tower и большинства других зданий, превышающих 40 этажей, построенных с 1960-х годов. [27] Сильное влияние конструкции трубчатых конструкций также очевидно в самом высоком небоскребе в мире, Burj Khalifa в Дубае . По словам Стивена Бейли из The Daily Telegraph :
Хан изобрел новый способ строительства высоких зданий. ... Так Фазлур Хан создал нетрадиционный небоскреб. Перевернув логику стального каркаса, он решил, что внешняя оболочка здания может — при достаточном количестве ферм, каркасов и распорок — быть самой конструкцией. Это сделало здания еще легче. «Связанные трубы» означали, что здания больше не должны быть похожими на коробки: они могли стать скульптурами. Удивительная проницательность Хана — его имя было упомянуто Обамой в его речи в Каирском университете в прошлом году — изменила как экономику, так и морфологию сверхвысоких зданий. И это сделало возможным строительство Бурдж-Халифа: пропорционально Бурдж использует, возможно, половину стали, которая консервативно поддерживает Эмпайр-стейт-билдинг. ... Бурдж-Халифа является высшим выражением его смелой, легкой философии дизайна. [50]
Хан и Марк Финтел задумали идею амортизирующих мягких этажей для защиты конструкций от ненормальной нагрузки, особенно сильных землетрясений, в течение длительного периода времени. Эта концепция была предшественником современных систем сейсмической изоляции . [51] Конструкции спроектированы так, чтобы вести себя естественно во время землетрясений, когда традиционные концепции пластичности материала заменяются механизмами, которые допускают движение во время сотрясений грунта, защищая при этом эластичность материала. [36]
IALCCE учредила медаль Фазлура Р. Хана за жизненный цикл гражданского строительства. [ 52]
Хан спроектировал несколько примечательных сооружений, которые не являются небоскребами. Примерами служат терминал Хаджа международного аэропорта имени короля Абдулазиза , завершенный в 1981 году, который состоит из тентоподобных крыш, которые складываются, когда не используются. Проект получил несколько наград, включая Премию Ага Хана за архитектуру , которая описала его как «выдающийся вклад в архитектуру для мусульман». [53] [54] Тентоподобные растяжимые конструкции продвинули теорию и технологию ткани как конструкционного материала и проложили путь к ее использованию для других типов терминалов и больших пространств. [55]
Хан также спроектировал Университет короля Абдулазиза , Военно-воздушную академию США в Колорадо-Спрингс и Хьюберт Х. Хамфри Метродом в Миннеаполисе. [56] Совместно с Брюсом Грэмом Хан разработал систему вантовой крыши для лабораторий Baxter Travenol в Дирфилде, штат Иллинойс . [6]
В 1970-х годах инженеры только начинали использовать компьютерный структурный анализ в больших масштабах. SOM был в центре этих новых разработок, с неоспоримым вкладом Хана. Грэм и Хан лоббировали партнеров SOM, чтобы они приобрели мэйнфреймовый компьютер, что было рискованным вложением в то время, когда новые технологии только начинали формироваться. Партнеры согласились, и Хан начал программировать систему для расчета уравнений структурной инженерии, а позднее и для разработки архитектурных чертежей. [37] [57]
Здания, в которых Хан был инженером-строителем, включают:
Среди других достижений Хана следует отметить медаль Уэйсона (1971) и премию Альфреда Линдау (1973) от Американского института бетона (ACI); премию Томаса Миддлбрука (1972) и премию Эрнеста Говарда (1977) от ASCE; медаль Кимброу (1973) от Американского института стальных конструкций; медаль Оскара Фабера (1973) от Института инженеров-строителей, Лондон; Международную премию за заслуги в области строительной инженерии (1983) от Международной ассоциации мостостроения и строительства (IABSE); почетную грамоту Института AIA за выдающиеся достижения (1983) от Американского института архитекторов; и премию Джона Пармера (1987) от Ассоциации инженеров-строителей Иллинойса и Зал славы инженеров Иллинойса от Инженерного совета Иллинойса (2006). [59]
Хан был упомянут пять раз Engineering News-Record как один из тех, кто служил наилучшим интересам строительной отрасли, а в 1972 году он был удостоен награды ENR « Человек года» . В 1973 году он был избран в Национальную академию инженерии . Он получил почетные докторские степени от Северо-Западного университета , Университета Лихай и Швейцарского федерального технологического института Цюриха ( ETH Zurich ). [6]
Совет по высотным зданиям и городской среде обитания назвал одну из своих наград CTBUH Skyscraper Awards Медалью за жизненные достижения Фазлура Хана в его честь, [49] и другие награды были учреждены в его честь, наряду с кафедрой в Университете Лихай. Содействуя образовательной деятельности и исследованиям, кафедра структурной инженерии и архитектуры, финансируемая Фазлур Рахман Ханом, чтит наследие Хана в области инженерного прогресса и архитектурной восприимчивости. Дэн Франгопол является первым обладателем кафедры. [60]
Хан был упомянут президентом Обамой в 2009 году в его речи в Каире, Египет, когда он перечислял достижения мусульманских граждан Америки. [22]
Хан стал героем дудла Google 3 апреля 2017 года, приуроченного к его 88-му дню рождения. [61]
В 2021 году режиссер Лайла Казми начала производство полнометражного документального фильма под названием « Достижение новых высот: Фазлур Рахман Хан и небоскреб» о жизни и наследии Хана. Фильм снят продюсерской компанией Казми Kazbar Media при поддержке разработки ITVS, которая оказывает поддержку совместного производства независимым документальным фильмам на PBS. Фильм снят режиссером и продюсером Лайлой Казми с ассоциированным продюсером Арнилой Гухой и арт-директором из Нью-Йорка Бегоньей Лопес. Он финансово спонсируется Film Independent . [62]
В 1971 году началась война за освобождение Бангладеш . Хан активно участвовал в формировании общественного мнения и сборе экстренного финансирования для бенгальцев во время войны. Он создал организацию Bangladesh Emergency Welfare Appeal, базирующуюся в Чикаго. [63] [64]
Хан умер от сердечного приступа 27 марта 1982 года во время поездки в Джидду , Саудовская Аравия, в возрасте 52 лет, в то время он был генеральным партнером в SOM. Его тело было возвращено в Соединенные Штаты и похоронено на кладбище Грейсленд в Чикаго. [13]