Реферат: Стальные конструкции - столетие каркасного строительства из стали

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 нижних этажей, 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 с усо­вершенствованным 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.

Здание, выстроенное непосредственно над Марной, покоится на четырех мощных контрфорсах плотины, которая сдержи­вает напор речной воды. Каркас наружной стены стоит на широкой нижней обвязке из швеллеров, которая распределяет общий вес здания и ветровые нагрузки на восемь точек опоры. Поперечные стены отсутствуют, торцовые стены также не могут воспринять горизонтальных усилий, поэтому для повышения жесткости здания каркас, усилен ромбическими связями. Для обеспечения поперечной жесткости балки перекрытий связаны жесткими кон­солями фахверка с главными стойками фасада.

Две стойки над опорами моста несколь­ко выступают за линию колонн, в осталь­ном же весь фасад ровный при незначи­тельной толщине кирпичного заполнения. Формат окон точно определен диагоналя­ми ромбической сетки связей.

Строительство фабрики Менье пред­восхитило различные структурные элемен­ты современного каркасного строитель­ства: свободно висящие углы, диагональ­ная сетка раскосов, которые играют столь значительную роль в установленных снару­жи ветровых связях небоскребов и в каркасах мостовых строений. С другой стороны, конструкция каркаса создана по аналогии со средневековыми построй­ками с деревянным фахверком, что служит блестящим подтверждением учения Виоле ле Дюка, о котором еще пойдет речь. Строительная система Солнье все же не нашла непосредственного и серь­езного подражания. Развитие металличес­ких каркасов требовало новых конструк­тивных решений; такое развитие началось в Чикаго около 1880 г.

Чикагская архитектурная школа (1880—1910 гг.)

Скромный поселок первых переселен­цев у впадения р. Чикаго в оз. Мичиган получил в 1830 г. статус города. В 1871 г. численность населения в нем достигла 30 тыс. человек. Город состоял почти из одних деревянных домов, выполненных в конструктивном стиле «baloon frame», который и теперь применяется в США. Пожаром 1871 г. город был почти пол­ностью уничтожен;  восстановление продвигалось вначале неравномерно. Около 1880 г. начинается беспримерный подъем строительной деятельности.

Освоение Среднего Запада, развитие железнодорожной сети и водных путей, реализация полезных ископаемых сделали Чикаго крупнейшим промышленным цент­ром, величайшим хлебным рынком мира, основным пунктом торговли лесом и пи­щевой промышленности, центром машино­строения и инструментальной промышлен­ности. Строительная индустрия едва могла успеть за неравномерно возрастающей потребностью в служебных помещениях; складах и магазинах: стремительно росли цены на основные товары, резко уплотня­лась внутриквартальная застройка, высо­кие дома перерастали в небоскребы. Лишь благодаря стальному каркасному строи­тельству стало возможным экономно использовать земельные участки и пло­щадь застройки, а также повысить темпы строительства. Уже около 1895 г. новый метод строительства стал обычным во всех крупных американских городах, но в Чикаго к тому времени высотных домов с металлическими каркасами было боль­ше, чем во всех других американских городах, вместе взятых.

Были и другие предпосылки, которые вынуждали обращаться к каркасному строительству. Прежде всего топогра­фическая ситуация, которая вместе с трудностями развития транспорта дли­тельное время препятствовала расшире­нию административного центра Чикаго. Большое значение придавалось свободной «открытой» планировке города с возмож­ностью ее изменения в дальнейшем; раз­личные ранее построенные каркасные зда­ния превращались из складов в учреждения и наоборот. Уже тогда предусматривали возможность надстройки зданий и часто осуществляли ее.

Но высотные административные здания оказались бы непрактичными, если бы их не оснастили необходимой техникой. Важ­нейшим условием было устройство пасса­жирских лифтов. Первый подъемник скон­струировал Е. Г. Отис, продемонстрировав­ший его на выставке 1853 г. в «Хрустальном дворце»; первый лифт он применил в 1857 г. в одном из магазинов на Бродвее. Начиная с этого момента, Нью-Йорк приоб­рел первенство в строительстве высотных домов и завоевал славу сооружением в середине 70-х годов XIX в. первых девяти — десятиэтажных административных зданий. В этот период, когда электричество стало вытеснять пар, развиваются и другие виды оборудования зданий — телефон, пневма­тическая почта, центральное отопление и вентиляция. За техническими достижениями нельзя было забывать о моральных прин­ципах, положенных в основу первых совре­менных каркасных зданий Чикаго. Это неистребимый дух пионеров, вдохновляющий архитекторов и придающий их строе­ниям своеобразную силу, свежесть м самостоятельность архитектурных решений.

Основателем Чикагской архитектурно школы и ее главой является Уильям Джен­ни. В 1868 г. он открывает в Чикаго архитек­турную мастерскую; успех пришел к нем] после постройки в 1879 г. «Лайтер-билдинг I». Это сооружение по своей архитек­туре напоминает древнеримские здания. Конструктивно это пятиэтажное здание, поз­же надстроенное двумя этажами, может быть отнесено к смешанному строитель­ству: деревянные балки на кованых желез­ных прогонах, опертых на внутренние чу­гунные колонны, и расположенные по пери­метру кирпичные колонны. Новыми здесь являются смелая стройность наружных ко­лонн, большая ширина оконных проема и кованые металлические балки, использо­ванные как перемычки и одновременно каа крайние прогоны и рандбалки. Кирпичная кладка усилена внутренним металлическим каркасом, что отчетливо выражено в кон­струкциях главных балок и в капителях колонн. Еще более прогрессивен план «Лайтер-билдинг   I»;   здесь   проявляются четкость конструктивной сетки и свобода планировки, а расход строительных материа­лов сокращен настолько, что не превышает расхода материалов на современное кар­касное строительство из железобетона. Это становится еще более ясным при сравнении с планом «Монаднок-билдинг» (1891 г.), последнего высотного здания с несущими монолитными стенами в США.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13