Введение

Структура с высотой, превышающей ширину

Башня – это высокое сооружение, высота которого значительно больше его ширины. Башни отличаются от мачт отсутствием оттяжек и, следовательно, наряду с высокими зданиями, являются самонесущими конструкциями. Башни отличаются от зданий тем, что строятся не для проживания, а для выполнения других функций, использующих высоту сооружения. Например, высота часовой башни улучшает видимость часов, а высота башни в укрепленном строении, таком как замок, увеличивает обзор окрестностей в оборонительных целях. Башни могут строиться для наблюдения, отдыха или телекоммуникаций. Башня может стоять отдельно, опираться на соседние здания или быть элементом, расположенным на вершине более крупной конструкции или здания.

Этимология

Староанглийское torr происходит от латинского turris через древнефранцузский tor. Латинский термин, наряду с греческим τύρσις, был заимствован из доиндоевропейского средиземноморского языка, связанного с иллирийским топонимом Βου δοργίς. Он также соотносится с лидийскими топонимами Τύρρα и Τύρσα, этнонимом Τυρρήνιοι и Tusci (от *Turs ci) – греческими и латинскими названиями этрусков (Kretschmer Glotta 22, 110ff.).

История

Башни использовались человечеством с доисторических времен. Самой древней из известных может быть круглая каменная башня в стенах неолитического Иерихона (8000 г. до н.э.). Одними из самых ранних башен были зиккураты, которые существовали в шумерской архитектуре начиная с 4-го тысячелетия до нашей эры. Наиболее известные зиккураты включают шумерский Зиккурат Ур, построенный в 3-м тысячелетии до н.э., и Этеменки, один из самых знаменитых образцов вавилонской архитектуры. Среди самых ранних сохранившихся примеров – брохи, конические башенные дома в северной Шотландии. Эти и другие примеры из финикийской и римской культур подчеркивали использование башен для укреплений и в качестве наблюдательных пунктов. Например, название марокканского города Могадор, основанного в 1-м тысячелетии до нашей эры, происходит от финикийского слова, означающего «сторожевая башня» (мигдол). Римляне использовали восьмиугольные башни как элементы Дворца Диоклетиана в Хорватии, датируемого примерно 300 годом н.э., в то время как Сервиевы стены (4 век до н.э.) и Аврелиановы стены (3 век н.э.) включали квадратные башни. Китайцы использовали башни как неотъемлемые элементы Великой Китайской стены в 210 г. до н.э. во времена династии Цинь. Башни также были важным элементом замков. Другие известные башни включают в себя Пизанскую башню в Пизе (Италия), строительство которой велось с 1173 по 1372 год, Две башни в Болонье (Италия), построенные с 1109 по 1119 год, и Башни Павии (сохранилось 25), построенные между 11-м и 13-м веками. Гималайские башни – это каменные башни, расположенные преимущественно в Тибете, построенные приблизительно в 14–15 веках.

Механика

До определенной высоты башню можно строить с несущей конструкцией с параллельными сторонами. Однако, при превышении определенной высоты, материал не выдерживает сжимающую нагрузку, и башня разрушится. Этого можно избежать, если несущая конструкция башни сужается кверху. Вторым ограничением является устойчивость – конструкция должна обладать достаточной жесткостью, чтобы не деформироваться и не разрушиться под воздействующими нагрузками, особенно ветровыми. Многие очень высокие башни имеют несущие конструкции, расположенные по периметру здания, что значительно повышает общую жесткость. Третьим ограничением является динамическая нагрузка: башня подвержена воздействию переменных ветров, срыва потока, сейсмических колебаний и т.д. Обычно с этим справляются за счет сочетания прочности и жесткости, а в некоторых случаях – с помощью демпферов, настроенных на гашение колебаний. Изменение или сужение внешнего контура башни по высоте позволяет избежать одновременного возникновения вибраций, вызванных срывом потока, по всей высоте здания.

Функции

Хотя они и не определяются как башни в строгом смысле, многие современные высотные здания (в частности, небоскребы) содержат слово "башня" в своем названии или в обиходе называются "башнями". Небоскребы более корректно классифицировать как "здания". В Соединенном Королевстве высокие жилые здания называют "башенными домами". В Соединенных Штатах первоначальный Всемирный торговый центр имел прозвище "Близнецы", такое же название носят башни-близнецы Petronas в Куала-Лумпуре. Кроме того, некоторые из сооружений, перечисленных ниже, не соответствуют строгим критериям, используемым в Списке самых высоких сооружений.

Стратегические преимущества

На протяжении всей истории башня давала своим пользователям преимущество в осмотре оборонительных позиций и обеспечении лучшего обзора окружающей местности, включая поля сражений. Их возводили на оборонительных стенах или подкатывали к цели (см. осадная башня). В настоящее время стратегические наблюдательные пункты по-прежнему используются в тюрьмах, военных лагерях и на оборонительных периметрах.

Потенциальная энергия

Используя силу гравитации для перемещения объектов или веществ вниз, башня может использоваться для хранения предметов или жидкостей, как, например, зернохранилище или водонапорная башня, либо для направления объекта в землю, например, буровая вышка. Трамплины для прыжков с трамплина используют тот же принцип, и при отсутствии естественного склона горы или холма могут быть созданы искусственно.

Улучшение коммуникации

В истории простые башни, такие как маяки, колокольни, башни с часами, сигнальные башни и минареты, использовались для передачи информации на большие расстояния. В более поздние годы радиомачты и вышки сотовой связи обеспечивают связь, увеличивая радиус действия передатчика. Башня CN в Торонто, провинция Онтарио, Канада, была построена как телекоммуникационная башня, способная выполнять функции как передатчика, так и ретранслятора.

Поддержка транспорта

Башни также могут использоваться для поддержки мостов и достигать высот, сравнимых с самыми высокими зданиями над уровнем воды. Их применение наиболее распространено в висячих и вантовых мостах. Использование пилонов, простых башенных конструкций, способствовало строительству железнодорожных мостов, систем массового транспорта и портовых сооружений. Башни управления используются для обеспечения видимости и организации движения воздушного транспорта.