Стальные конструкции - столетие каркасного строительства из стали

Первые шаги на пути к стальному кар­касу в многоэтажном промышленном строительстве были сделаны еще очень давно. Так, в английском ткацком произ­водстве с целью выиграть рабочую пло­щадь и получить более прочные пере­крытия для станков деревянные столбы были заменены чугунными колоннами и деревянные балки — чугунными балками. Самым известным зданием из первых промышленных многоэтажных сооружени

й было здание, построенное в 4 801 г. для фирмы «Филипп и Ли» в Салфорде (Ман­честер). Проект принадлежал Боултону и Уатту, изобретателю паровой машины. Подобные текстильные фабрики с внут­ренним чугунным каркасом появились уже в 80-х годах XVIII в., однако здание в Салфорде превзошло их как размерами, так и более зрелым конструктивным ре­шением и стало образцом для дальнейше­го развития. Здание имело длину 42 м, ширину 14 м и было необычной для того времени высоты — в семь этажей. Чугун­ные балки, расположенные поперек здания с шагом ~2,7 м, были оперты на двойной ряд чугунных колонн. Балки перекрытий, впервые принятые двутаврового профиля, были перекрыты пологими кирпичными сводами.

Существенное изменение претерпела эта конструкция лишь в 1845 г., когда Вильям Фейрберн применил на строи­тельстве сахаро-рафинадного завода вместо чугунных балок кованые балки двутаврового профиля. В том же году А. Цорес включил прокатную двутавровую балку в конструкцию перекрытия для жилых зданий. Начиная с этого момента, стальные балки из мягкой стали распро­странились не только в промышленном строительстве.

Перекрытия со стальными балками имели преимущества в сравнении с дере­вянными балками как по огнестойкости, так и в силу значительно более высокой несущей способности. По сравнению со сводами они обладали явными преимуще­ствами не только благодаря малой трудо­емкости, но прежде всего благодаря резкому уменьшению высоты этажа и сечения стоек ввиду устранения распора от сводчатых перекрытий. Сам факт, что стальные балки заменили своды как несущую конструкцию и как важнейшее средство создания формы в монументаль­ной архитектуре, позволяет говорить о новой архитектурной эпохе. Однако в перекрытии по стальным балкам еще долго сохранялись кирпичные или бетон­ные своды как вспомогательная конструк­ция, как своеобразная дань традициям архитектуры, с помощью которой в XIX в. пытались облагородить технические нов­шества.

Еще более ярко проявился разлад меж­ду романтикой и прогрессом в строитель­ном элементе, который мог бы служить символом архитектуры буржуазного сто­летия, в чугунной колонне — этом стройном несущем элементе со старин­ными декоративными формами капителей, баз или каннелюр. Оригинальные образцы подобных чугунных колонн были установ­лены на первых английских железнодо­рожных вокзалах и в павильоне «Ройяль» в Париже. Они были изготовлены в 1821 г. Джоном Нэшем и представляли собой трубы с капителями в форме пальмовых листьев из гнутого листового железа. Позднее чугунная колонна стала массовым конструктивным элементом, который по каталогу можно было заказать любой вы­соты и в любом стиле — дорическом, то­сканском, коринфском, готическом или мавританском.

Созданный Боултоном и Уаттом «спо­соб балочного строительства» господст­вовал в промышленном строительстве на протяжении всего XIX в., но его нельзя полностью отнести к каркасному строи­тельству, так как несущие стены восприни­мали большую долю нагрузки от перекры­тия и ветровые нагрузки. Это становится очевидным при рассмотрении строитель­ных правил США и европейских стран того периода. Они предусматривали в про­мышленных зданиях усиление наружных стен одного или двух нижнихэтажей, т. е. увеличение толщины этих стен на пол­кирпича по сравнению с толщиной несу­щих стен многоэтажных жилых и служеб­ных зданий. Это требование, которое, например, в немецких строительных пра­вилах сохранялось до второй мировой войны, оказалось весьма рациональным: ныне действующие нормы по допускае­мым напряжениям на кирпичную кладку подтверждают необходимость увеличения толщины стен для сооружений такого типа.

Следующий шаг на пути к стальному каркасу — передача нагрузок с наружной стены на металлический несущий остов — долго не был сделан, главным образом из-за того, что он изменил бы архитектуру зданий. Первые попытки сделать этот шаг исходили из древнейших строительных форм аркад и крытых галерей, которые с античных времен играли важнейшую роль как в формировании дома, так и в градостроительстве. Великолепны боль­шепролетные аркады в строгих кирпичных фасадах английских доков — Катерин-док в Лондоне (1828 г.) и Альберт-док в Ли­верпуле (1845 г.). Архаично сужающиеся кверху стволы чугунных колонн с дори­ческими капителями в этих зданиях имели в основании метровый диаметр.

Другой попыткой создания остова на­ружных стен, приближающейся к основам современного каркасного строительства, является использование железных перемы­чек и стоек, которые впервые применены в Париже для огромных витрин на фасадах зданий в виде пологого арочного фахверка или несущей решетки с мелкими парал­лельными элементами, включенными в каменную стену.

Между 1850 и 1880 гг. в США было построено много складов, универсальных магазинов и различных контор, в которых фасады были полностью выполнены из стальных конструкций. Начал это строи­тельство Джемс Богардус, многосторон­ний исследователь и конструктор. Одна из главных его работ — здание издательст­ва «Харпер и братья» (1854 г.). Фасад пятиэтажного здания состоит из архитек­турно обработанных чугунных элементов; внутренний каркас впервые в США вы­полнен из прокатных стальных балок. Архитектура фасадов основана на при­мерах венецианского ренессанса и ха­рактерных для того времени тяжелых, богатых формах, которым следовал эк­лектизм во второй половине XIX в.

Значительно более современный вид имеют чугунные фасады на Ривер-Фронт в Сент-Луисе. Применение архаических элементов сократилось до предела, они сохранились только в качестве украшения и рельефа. Строгий карнизный профиль, изящные простые колонны, скромные капители и базы подчеркивают элементар­ный контраст мощных горизонталей и легких вертикалей, призматических и цилиндрических профилированных несу­щих элементов.

В то же время в Европе появляется несколько замечательных фасадов из металла, например на здании «Гарднере Айрон билдинг» в Глазго (1856 г). В Ливер­пуле на здании «Ориэль Чзмберс» особен­но привлекательно чередование изящных простенков из песчаника и стальных окон­ных переплетов (1864 г). Такое решение оконных витражей позднее сыграет важ­ную роль в Чикагской архитектурной школе.

Большие пожары 70-х годов в Бостоне и Чикаго рассеяли иллюзию об огнестой­кости стальных конструкций, доказав, что этот негорючий строительный материал не может долго противостоять огню. Это было учтено в Европе раньше, чем в США, и проявилось в усиленных поисках огне­защиты и в попытках установить новые требования к металлическим конструк­циям.

Первым многоэтажным зданием сусо­вершенствованным стальным каркасом была шоколадная фабрика Менье в Нуазье-на-Марне близ Парижа, построенная в 1871—1872 гг. Жюлем Солнье. Как и в английских текстильных фабриках, про­изводственные требования промышленно­го здания заставили инженеров использовать все конструктивные возможности и несущую способность стали как строитель­ного материала.

 Скачать реферат