Стальные конструкции в памятниках истории и архитектуры

 

    Введение………………………………………………………………………..3

1 Начальные этапы развития стальных каркасных конструкций в многоэтажном строительстве (1790-1908гг.)…………………………………....4

2  Начало каркасного строительства в Европе — во Франции, Бельгии, Западной Швейцарии (1890—1930гг.)…………………………………………..8

3  «Решетчатое строительство» (1940—1955 гг.) и навесные стены…………11

   Заключение…………………………………………………………………….14

   Список использованных источников………………………………………..15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Строительство в сравнении  с другими отраслями техники  с давних пор весьма консервативно. Консерватизм строителей в какой-то мере связан с представлениями человека о своем жилище и об общественных зданиях как о постоянных надежных помещениях, не только защищающих от непогоды, но и строящихся на века. Увековечивая себя в архитектурных сооружениях, человек проявляет определенный уровень культуры и развития.

 «Архитектура» в историческом  смысле, связанная с представлениями  о греческих храмах или средневековых  соборах, на протяжении столетий  остающихся произведениями искусства  большой выразительности и совершенства, стала несовременной с наступлением эпохи техники.

 Строители и архитекторы  XIX столетия создали художественную  традицию, основанную на эклектике,  т. е. на использовании элементов  архитектуры прежних эпох. Таким  образом, строительное искусство  прошлых веков можно рассматривать как один из этапов исторического маскарада, подделки под старину.

Первые сооружения из стальных конструкций — мосты и большепролетные  залы — стали объектами деятельности только инженеров-строителей. Возможно, инженеры тоже находились под влиянием старых представлений о конструктивных формах, так как упорно применяли  сводчатые конструкции, но тем не менее понимали объективную необходимость создания новых конструктивных форм, соответствующих металлу.

В возведении многоэтажных зданий, ставшем самостоятельной  областью деятельности архитекторов, долгое время отсутствовали тенденции, которые побуждали ко все более смелым решениям при строительстве мостов и большепролетных покрытий. Ни число этажей, ни размеры пролетов перекрытий и нагрузки на них не выходили за пределы обычных решений, свойственных дворцовому или жилищному строительству. Если в ответственных зданиях деревянные или сводчатые перекрытия и заменялись перекрытиями по стальным балкам, то это не вносило в структуру многоэтажного строительства существенных изменений. Внешний облик здания с традиционным членением фасадов оставался неизменным. Поэтому в больших городах — Париже, Милане, Риме, несмотря на количественное преобладание зданий, сооруженных в XIX в., они прекрасно гармонируют со старыми постройками.

 

 

 

 

1 Начальные этапы развития стальных каркасных конструкций в многоэтажном строительстве (1790-1908 гг.)

В 1720 г. Абрахаму Дерби в  Колбрукдейле удается выплавить чугун в доменной печи на коксе вместо древесного угля и этим создать предпосылки для массового производства доменного чугуна. В 1784г. стало возможным путем усовершенствования пудлинговых печей переделать доменный чугун в ковкое железо, которое начинает вытеснять чугун. С изобретением в 1855 г. Генри Бессемером конверторов и введением в 1864 г. фирмой «Сименс» мартеновских печей начинается эра массового применения стали.

Одновременно с большим  скачком в производстве стали  наблюдался прогресс - в ее обработке; уже в середине XVIII в. в Англии начинается прокат листового железа, в 1830 г. — железнодорожных рельсов, в 1854 г. во Франции — двутавров из ковкого железа. Двутавровая балка — основной профиль современного строительства из стали и в то же время первый строго нормированный строительный элемент — является развитием формы железнодорожного рельса, который можно считать символом индустриального века.

Мост через р. Северн в Колбрукдейле (1779 г.) — первое значительное сооружение из чугуна как конструктивного материала, примененного для больших пролетов, начиная примерно с 30 м. Чугунные арочные мосты вскоре вытесняются различными типами мостов из ковкого железа, имеющего большую прочность на изгиб: висячими, балочными и мостами с решетчатыми фермами. Среди ранних американских и английских цепных мостов выделяется мост пролетом 173 м Томаса Тельфорда через р. Бангор. После того как вместо цепей стали применяться несущие тросы, рекордные пролеты висячих мостов около 1850 г. превысили предельные 300 м и к 1870 г. при строительстве Бруклинского моста в Нью-Йорке достигли 500 м.

Смелым инженерным решением был сооруженный в Англии Стефенсоном  в 1855 г. первый большепролетный балоч­ный мост через улицу Менай, при строительстве которого применены швеллерные балки со сплошной стенкой. Мосты с решетчатыми фермами отвечали главным образом требованиям железнодорожного транспорта и преобладали в мостостроении с середины до конца столетия. В качестве примеров мостов с применением решетчатых ферм пролетом 100 м и более можно назвать сооруженные в 1859 г. Кёльнский соборный мост и трубчатый мост Дж. К. Брунеля через р. Салташ в Плимуте. Около середины прошлого столетия уже сформи­ровались все основные конструктивные и несущие системы, которые определяют строительство металлических мостов до сегодняшних дней.

 Кульминационным моментом  в строительстве металлических  покрытий залов было сооружение  в 1851г. лондонского «Хрустального  дворца». Почти одновременно начинается  строительство станции «Кинг-кросс»  в Лондоне, Восточного вокзала  в Париже и ряда больших  железнодорожных сооружений —  стальных сводчатых покрытий  перронов; в 1866г. в Лондоне (станция «Панкрас») был установлен европейский рекорд — возведен 78-метровый пролет покрытия перрона.

Даже в тех случаях, когда архитекторы предусматривали  возведение металлического покрытия, как, например, в библиотеке Св. Женевьевы в Париже (X. Лабруст), тщательно проработанная двухпролетная арочная конструкция из чугуна, не просматривается снаружи.

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 сооружений было здание, построенное в  1801 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.

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.

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.

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.

Строительство фабрики Менье предвосхитило различные структурные элементы современного каркасного строительства: свободно висящие углы, диагональная сетка раскосов. Развитие металлических каркасов требовало новых конструктивных решений; такое развитие началось в Чикаго около 1880 г.

Проблематика архитектуры  небоскребов в 90-е годы отчетливо  проявилась в сооружениях Л. Салливена. Его мастерская в Париже входила в проектное бюро Д. Адлера, с которым он проработал до 1895 г.

 Первым торговым высотным  зданием с металлическим каркасом  является выстроенный в 1890—1891 гг. «Уэйнрайт-бил-динг» в Сент-Луисе. Салливен пытался в нем решить архитектурную проблему небоскребов как замкнутой, уравновешенной в перспективе композиции. Согласно классической схеме цоколь — стена — карниз он разделил корпус здания на три зоны: три нижних этажа, выполненных из натурального камня, над ними ряд этажей в кирпичной кладке с узкими выступающими колоннами и утопленным орнаментированным поясом, а затем мощный ббгато украшенный орнаментом фриз, на котором покоятся сильно выступающие карнизные плиты. Угловые колонны сильно расширены по сравнению с промежуточными.

 В 1894—1895 гг. Салливен усовершенствует этот принцип членения в «Гэранти-бил-динг», выстроенном в Буффало, и одновременно усиливает масштабный эффект вертикального членения: цезура между тремя зонами, а также мощь угловых колонн и венчающего карниза сильно смягчены, все элементы обобщены в одно органически на­растающее целое.

Архитектура этих двух небоскребов  с их виртуозной орнаментикой не могла  стать школой, поскольку она была слишком индивидуальна. Салливен сам это хорошо чувствовал; во всяком случае, в своей последней знаменитой работе — здании универсального магазина фирмы «Карсон, Пири и Скотт» в Чикаго (1899—1901 гг.) — он вернулся к элементарно простому членению фасада, точно соответствовавшему структуре каркаса — орнамент сохранился в нижних этажах и в обрамлении окон, классические принципы композиции были отброшены. Для самого Салливена это строительство было трагическим промахом, современники не могли его понять и видели в нем рецидив к примитивному каркасному строительству. В заключение мы должны назвать еще ряд работ, в которых пионерский дух строителей Чикаго находил отражение вплоть до первой мировой войны. Это несколько зданий, в которых с помощью простых средств воплощалось то, что удалось выкристаллизовать Салливену в качестве квинтэссенции чикагской школы в здании универсального магазина фирмы «Карсон, Пири и Скотт». В скромной кирпичной одежде с изящным членением на вертикальные элементы и горизонтальные полосы его здания практически не стареют. Характерным представителем этой группы ранних сооружений с металлическим каркасом является «Либерти Мьючиал Иншуренс билдинг» (1908 г.).