Изобретение прочной стали способствовало строительству первых многоэтажных зданий в Чикаго, а первый цельностальной каркас был представлен в 1891 году в Лудингтон-билдинг, спроектированном Уильямом Ле Бароном Дженни. В отличие от Европы, где всё ещё популярен железобетон, каркасы высотных зданий в США строятся почти исключительно из стали.
Материал современных конструкций
В 1855 году англичанин сэр Генри Бессемер запатентовал простую, но революционную идею очистки жидкого первичного чугуна посредством продувки через него воздуха. Сталь, до той поры производимая лишь в малых количествах для изготовления лезвий мечей и ножей, приобрела теперь промышленные масштабы производства. Работающую на сжатие, сталь, не имело экономического смысла использовать в строительстве малоэтажных зданий под малой нагрузкой, но в строительстве небоскрёбов её роль была велика.
«Наружный скелет изящных колонн, опор и растяжек является известной чертой многих эффектных высокотехнологичных построек.»
Профили различных размеров из прокатной, тянутой и пустотелой стали в настоящее время находят широкое применение, начиная с основного каркаса, наружной обшивки и систем окон и заканчивая любого рода арматурой, так как стальной пруток и сетка являются основой железобетонной конструкции. Свойства стали можно изменить без особого труда. Многократная прокатка листов или профилей, а также вытягивание проволоки существенно повышает её прочность; увеличение содержания углерода удваивает или утраивает прочность, но также и повышает хрупкость стали; благодаря добавлению никеля и хрома сталь становится нержавеющей.
Тем не менее, у большинства типов стали имеются два основных недостатка: отсутствие огнестойкости и подверженность коррозии. Последний делает необходимым использование гальванизации или защитного покрытия (из краски, пластика или иных материалов), тогда как первый недостаток устраняется посредством заключения стальных элементов в каменную кладку, бетон или легковесную вагонку, или использования толстого вспучивающегося огнестойкого покрытия, наносимого подобно краске. Архитекторы, приверженные «истинности материалов», считали облицовку и покрытие проблематичными. Мис ван дер Роэ представил неоднозначные «декоративные» стальные двутавровые профили, изображающие колонны и прикрепленные к бетону, снаружи своих многоэтажных жилых домов на Лейк Шор Драйв, построенных в Чикаго между 1948 и 1951 годами. И в течение долгих лет архитекторы использовали лишь чёрную или серую краску, отказываясь от других цветов, так как голландский архитектор Альдо ван Эйк предположил, что это может негативно сказаться на «важности» конструкционной роли стального каркаса.
Необычной альтернативой традиционным методам борьбы с коррозией является добавление небольшого количества меди, во время окисления которой под воздействием воздушной среды образуется защитный слой. Официально зарегистрированная в начале 1950-х годов Корпорацией стали США в виде торговой марки COR-TEN, кортеновая сталь (или «нержавеющая сталь») вскоре стала популярной среди архитекторов – впервые её широко применил Ээро Сааринен в 1964 году, при сооружении штаб-квартиры для компании John Deere and Company.
Несмотря на чрезвычайную прочность стали на сжатие, её отношение предела прочности к весу наиболее полно используется при работе на растяжение. Наружный скелет изящных колонн, опор и растяжек является известной чертой многих эффектных высокотехнологичных построек, созданных такими архитекторами, как Норман Фостер, Ричард Роджерс, и их последователями, тогда как в основе конструкции Банка Гонконга и Шанхая, возведённой Фостером (1979-86) были этажи, подвешенные на гигантских фермах с помощью небольших кронштейнов, а не поддерживаемые снизу тяжёлыми колоннами.
