Стальные конструкции - столетие каркасного строительства из стали
Работы чикагских мастеров не следует оценивать с точки зрения современных представлений о каркасном строительстве. Строители не ставили перед собой цели развивать новую архитектуру — их задачей было возводить высотные дома наиболее совершенным методом. Насколько широко при этом они могли использовать архитектурные стили своего времени, зависело в значительной мере от требований заказчика. Они
не нашли бы даже времени, чтобы теоретически обосновать архитектонику своих зданий.
Наиболее ярко выражен дух чикагской школы в «Релайнс-билдинг» и «Монаднок-билдинг». «Релайнс-билдинг» заслуживает высокой оценки. Здание отличается стройностью членений фасада и максимальным остеклением. Каркас здания четко выявлен. Эркерные окна здесь вдвое шире, но значительно более плоские, чем в ранее построенных зданиях. Они не воспринимаются как декоративное дополнение, а органически объединяются со структурой складчатого фасада. При этом сами несущие конструкции на фасаде закрыты — каждый выступ фасада охватывает три стойки наружной стены металлического каркаса, благодаря чему средняя стойка скрыта 'за плоскостью окон, а обе крайние наполовину закрыты оконными коробками. Несущие элементы заметны только в углах и в нижних этажах. «Релайнс-билдинг» имел первоначально только пять этажей и был надстроен в дальнейшем десятью этажами.
Настоящий прогресс сказался в архитектуре «открытых форм», проповедовавшей массовое применение одинаковых типовых деталей,— принцип, который для большепролетного строительства уже воплотился Пакстоном в проекте «Хрустального дворца» — скорее в результате случая, чем творческого поиска.
«Монаднок-билдинг» — оригинальнейшее из всех сооружений Чикаго, оно не имеет металлического каркаса; это настоящее массивное здание — высочайшая постройка своего времени с несущими кирпичными стенами. Консервативные заказчики отклонили первые эскизы металлического каркаса с терракотовой облицовкой фирмы «Бернхейм, Рут» и настояли на строительстве чисто кирпичного здания. Рут постепенно заинтересовался кирпичной коробкой и с увлечением приступил к работе. Интенсивное закругление, с которого начинается наружная стена над далеко выступающим цокольным этажом и которая соответствует мягкому, взлетающему вверх выступу, и в дополнение ко всему— закругление углов — все это придает каркасу здания динамику и усиливает впечатление огромной несущей способности, которое внушают и глубоко врезанные оконные проемы.
С помощью эркерных окон, размещенных по каждой третьей оси, Рут вводил в фасад стальной каркас, уменьшая тем самым строительную массу и устанавливая связь с окружающими зданиями так, что на первый взгляд даже не чувствовалось коренной разницы в их структуре.
Возведенные к тому времени сооружения дают слабое представление о развитии стальных конструкций. Специальные публикации исчерпывались появившейся в 1901 г. в Нью-Йорке работой Дж. К Фрейтага «Архитектурная инженерия» («Architectural Engineering»), которая ставила перед собой примерно такую же задачу, как и настоящая книга. То, что инженеры играли в американском высотном строительстве важную роль, следует уже из заглавия, которое означало применение инженерных методов в планировке зданий и проектировании строительных конструкций.
Фрейтаг установил ■ чикагских конструкциях два типа, две ступени развития. Прежде всего основанная Дженни, созревшая в «Такома-билдинг» конструкция несущего каркаса, воспринимающего все нагрузки от перекрытий, крыши и стен и передающего их на фундаменты колонн и неполный каркас с передачей горизонтальных усилий на кирпичную кладку стен. Неполный каркас вскоре был вытеснен новым конструктивным типом, названным «клеткой» (Cage»). Здесь несущий каркас обладает горизонтальной жесткостью; ветровые связи относятся к общим элементам стального каркаса. Благодаря независимости несущего каркаса от стен, являющихся только ограждающими конструкциями, стали возможным создание сплошного остекления, замена внутренних стен перегородками и уменьшение толщины стен. Появилась возможность значительно ускорить ход строительства — теперь можно было производить заполнение или облицовку наружных стен одновременно в нескольких этажах.
Значительное внимание в работе Фрей-тага уделено огнезащите. Для инженеров и архитекторов Чикаго проверка на огнестойкость была первоочередной задачей; ужас пожарной катастрофы 1871 г. долго не забывался. Фрейтаг приводит статистические материалы о погибших при пожарах, он описывает опыт, который был накоплен при пожарах высотных домов с металлическим каркасом в 90-х годах и кратко характеризует мероприятия по покрытию огнезащитной оболочкой стальных несущих элементов.
Ветровые связи трех еще и сегодня применяемых типов были введены в практику уже в 90-х годах:
1)ветровые связи в виде перекрещивающихся диагональных круглых стержней;
2)порталы и ветровые рамы — там, где для размещения крестовых ветровых связей не было глухих стеновых плоскостей;
3)решетчатые балки или балки фахверка с возможно большей высотой, жестко связанные с несущими колоннами в виде рам.
Устройство фундаментов в каркасном строительстве представляло третью проблему, для решения которой требовалось изменение знакомых уже основных форм. Чикаго принадлежала ведущая роль в развитии сплошных оснований по типу «плавающего фундамента», что было обусловлено строением почвы: мощный слой пластичной глины, на котором по всей площади фундамента происходила равномерная осадка. Обычные типы фундаментов под массивные несущие стены с крутыми уступами, очень глубокими из-за необходимости расширения основания, нельзя было перенести на отдельно стоящие фундаменты каркасных высотных зданий. Огромные массивные пирамиды под тяжелые колонны отнимали бы много места в подвальных этажах либо, если бы они располагались глубже, требовали дополнительных расходов и значительно усложняли работу. Поэтому на бетонные плиты основания вместо уступов из кирпичной кладки стали укладывать железнодорожные рельсы в несколько слоев, которые потом послойно обетонировались; таким способом можно было значительно уменьшить высоту фундаментов. Рельсы были впоследствии заменены двутавровыми балками. При возрастающем числе этажей несколько колонн стали устанавливать на общий ростверк, а их основание выполнять в виде сплошной фундаментной плиты.
Свайные основания с момента возникновения каркасного строительства получили сравнительно небольшое развитие; они имели преимущества при опирании на скальные грунты в условиях Нью-Йорка и Бостона. При деревянных сваях возникала проблема снижения уровня грунтовой воды, разрушавшей деревянные сваи.
Здание «Парк Роу билдинг» в Нью-Йорке, которое около 1900 г. было высочайшим зданием в мире (36 этажей), поставлено на деревянные сваи. Кессонное основание применялось в особо тяжелых почвенных условиях. Этот тип оснований, опробованный в строительстве железнодорожных мостов, получил дальнейшее развитие в Нью-Йорке при строительстве высотных зданий со стальным каркасом.
Скачать реферат