16-этажный небоскреб древности: 2800-летний дворец оказался гораздо выше, чем считалось

Исследование показало, что стены дворца, укреплённые деревом, могли выдерживать несколько этажей со значительным запасом прочности. Дворец занимал площадь примерно 60 на 60 метров и считается крупнейшим из известных сооружений такого типа начала первого тысячелетия до н. э., пишет Arkeonews.

До наших дней сохранилась лишь часть первого этажа, но компьютерное моделирование показало, что стены дворца могли бы выдержать сооружение, гораздо более высокое, чем восьмиэтажная реконструкция, предложенная в предыдущих исследованиях.

Исследователи изучают Грат Бе'ал Гибри уже более века. Первые исследования начались в 1906 году, а раскопки 1970-х годов позволили восстановить план дворца и его монументальный вход. С 2009 года в рамках совместного эфиопско-немецкого проекта учёные обнаружили новые остатки, что позволило реконструировать значительную часть здания.

Дворец возвышался на возвышенности высотой около шести метров. Его вход состоял из монументального пропилона с шестью песчаными колоннами, широкой лестницы и высоких каменных косяков. Колонны достигали высоты около 10 метров, толщина фундаментных стен составляла примерно 2,20 метра, а стен первого этажа — около 1,90 метра.

Внутренняя лестница стала ещё одним доказательством того, что дворец имел несколько этажей. Предыдущие виртуальные реконструкции указывали на пять основных этажей, увенчанных тремя заглубленными уровнями, что в совокупности давало общую высоту в восемь этажей. Его ступенчатый контур сравнивали с монументальными сооружениями, изображёнными на древних южноаравийских наскальных рисунках и настенных росписях.

В новом исследовании этот вопрос рассматривался по-другому. Вместо того чтобы оценивать внешний вид дворца, исследователи рассчитали, какую нагрузку могли выдержать его сохранившиеся стены.

Грат Бе'ал Гибри был построен не только из камня. Древние строители соединили добытый в местных карьерах фонолит и глиняный раствор с деревянными балками, расположенными внутри стен. Это создало композитную конструкцию, в которой камень и древесина совместно несли нагрузку.

Балки были изготовлены из африканского оливкового дерева и африканской кордии и имели прямоугольное сечение шириной примерно от 21 до 28 сантиметров. Многие из них имели размер около 24 сантиметров, что, по мнению исследователей, могло быть стандартным строительным модулем.

Нижние слои древесины пересекали стену, за ними следовали балки, проходящие по всей её длине, а затем — ещё один поперечный слой. Найденные среди остатков обожженные деревянные гвозди свидетельствуют о том, что поперечные балки были соединены между собой.

Все деревянные элементы, судя по всему, были расположены горизонтально. Такое расположение также было необычным, поскольку в древних сооружениях Южной Аравии часто использовались как горизонтальные, так и вертикальные деревянные элементы.

Выбор древесины также имел важное значение. Моделирование показало, что различия в прочности древесины оказывали относительно небольшое влияние на общую несущую способность. Поэтому исследователи предположили, что устойчивость к гниению и термитам могла быть главной причиной использования африканской оливы и кордии.

Чтобы изучить конструкцию, исследователи создали трехмерные модели сечений стен дворца и проверили их с помощью метода конечных элементов — метода, который также используется в современной строительной инженерии.

В моделях учитывалась неопределённость в свойствах камня, глины и древесины, а не исходили из предположения, что все материалы ведут себя абсолютно одинаково. Результаты показали, что стены дворца могли выдержать большое количество этажей, сохраняя при этом значительную несущую способность. Модель показала, что стены теоретически могли бы выдержать здание высотой до 16 этажей.

Это не доказывает, что Грат Бе'ал Гибри действительно имел 16 этажей. Расчёт описывает теоретическую несущую способность сохранившейся конструкции, а не подтверждённую историческую высоту дворца. Археологические данные по-прежнему указывают на многоэтажное здание, но нет доказательств того, что дворец приближался к максимальному значению, предусмотренному моделью.

Конструктивные расчёты также дали подсказки о том, почему дворец в конечном итоге обрушился. В древности в Грат-Беаль-Гибри произошёл крупный пожар, и в кирпичной кладке были обнаружены обугленные остатки древесины.

Модели показали, что обычные конструктивные нагрузки вряд ли могли привести к разрушению. Оба исследованных участка стен сохранили значительную несущую способность, что свидетельствует о том, что причиной обрушения стало чрезвычайное происшествие.

Пожар является одним из возможных объяснений. Поскольку древесина составляла значительную часть конструкции стен, длительное горение могло снизить способность конструкции выдерживать вес, лежавший над ней, что в конечном итоге и привело к разрушению дворца.

Достигал ли Грат Бе'ал Гибри высоты 16-этажного здания, до сих пор неизвестно, однако факты указывают на то, что его строители знали, как укреплять тяжелую кирпичную кладку и эффективно распределять нагрузку.

Другие новости науки

• В Мексике археологи обнаружили элитную резиденцию майя. Её построили примерно между 600 и 900 годами н. э.
• В Австрии нашли утраченный римский город, который внезапно покинули все жители. Учёные считают, что это может быть Клаудивиум — город, о котором упоминал географ II века Клавдий Птолемей.