Каменные конструкции

Строительство общественных зданий

Формирование новых типов общественных зданий происходило в тесной связи с отечественной инженерной наукой и строительной техникой и ставило между ними новые задачи. Это касалось как деревянных конструкций, так и металлических из чугуна, а затем и железа, которые можно назвать новым материалом в строительстве первой половины XIX в. по тем возможностям, которые были в них раскрыты.

Разнообразные деревянные конструкции балочного, купольного и башенного типов главным образом из бревен и брусьев, применялись перекрытия гражданских зданий Москвы, Петербурга и других городов. Типичным примером этой группой сооружений могут служить строительные фермы покрытия Московского манежа пролетом 48м, построенные в 1817г. Это наиболее выдающийся пример стропильных деревянных конструкций мировой строительной практики того времени.

В первой половин XIX в. можно наблюдать соперничество двух материалов: дерева и металла. Часто отдавалось предпочтения дереву не только в мостах, но и в других крупных сооружениях (например, замечательные конструкции купола Троицкого собора, построенного в 1834 г.) Позже, по мере развития металлургии и металлических конструкций, дерево в сооружении больших пролетов стало уступать место металлу. Деревянные конструкции применялись в это время широко: в виде плоских стропильных ферм, арочных конструкций покрытий, деревянных конструкций и в покрытиях купольного типа.

Каменные конструкции

Русские зодчие уже в XVIII в. прекрасно владели каменными конструкциями. Кирпичными сводами перекрывали крупные залы пролетом до 25 м, делали архитравные перекрытия при 8 м расстояния между колоннами. Примерами могут, служит здания сената в Москве, Таврический дворец в Петербурге и многие другие.

В первой половине XIX в. на базе широко освоенной техники каменного зодчества и увеличение промышленного производства кирпича возросли объемы каменного строительства. В городах России, на территории 28 губерний, за большой период с 1792-1909 гг. говорит о заметном росте количество каменных сооружений по сравнению с деревянными. Так, например, если по данным 1792г. количество каменных сооружений в городах составляло 3,7%, то в 1825г. оно привесилось до 6,9%, в 1867 г. до 10,3%, а в 1909г. возросло до 16%. Правда, количество строящихся деревянных домов было все же велико. Например, в 1910г. в Москве было выдано 754 разрешения на постройку зданий, выходящих на улицу, 1869 для зданий, расположенных внутри кварталах. Из них разрешения на каменные здания составляли 1445, на деревянные 1127 и на дома смешенных конструкций 51. Таким образом, количество строящих каменных домов в Москве было более 50%.

Следует иметь ввиду, что физически объем каменных зданий в начале XX в. иногда в десятки раз превышало объем деревянных.

5.4 Основные несущие конструкции

Фундаменты в первой половине XIX в. выкладывали сплошными ленточными или столбовыми. На сплошной фундамент Исаакиевского собора, ленточный фундамент дома Департамента государственных имуществ в Петербурге, а столбовой, закладывавшийся обычно под промышленные здания. В отдельных случаях, в фундаментах между столбами устраивали систему обратных арок для лучшей передачи нагрузки на грунт.

Нововведением в строительстве того времени было устройство колодцевых фундаментов, применение полых чугунных и завинчивающихся деревянных свай, ступенчатых фундаментов для тяжелых машин с большими динамическими нагрузками.

В те же годы первой половины XIX в. русскими учеными М.С. Волковым, П.Я. Языковым и М.Г. Дестремом были разработаны основные положения науки об основаниях и фундаментах. Было также обращено внимание на необходимость экспериментального исследования грунта, ограничивалось обычно рытьем небольшого количества опытных колодцев-шурфов. Например, для оценки грунта под предполагавшееся на Воробьевых горах сооружения храма Христа Спасителя было вырыто всего пять колодцев. Первым крупным строительством, где в 1858г. провели предварительное бурение грунта, была Константиновская батарея в Кронштадте.

Стены. В первой половине XIX в. распространенными были: а) крестовая, б) тычковая, в) цепная кладка стен. Так как значительная часть сооружений оставалась в то время неоштукатуренной, на качество кладки обращали особое внимание. Инспекторы инженерных департаментов строго следили за горизонтальностью рядов кладки, перевязкой и толщиной швов.

В середине века появилась кладка из эффективной керамики. Одним из инициаторов ее введение был А. Зубчанинов, предложивший в 1852г. несколько типов пустотелых кирпичей. Это предложение было активно поддержано с крупными архитекторами того времени - К. Тоном, А. Штакеншнейдером, А. Брюлловым, А. Бепуа и другими.

Идея облегчения стен устройством вкладки пустот возникло еще в глубокой древности. В дальнейшем о ней основательно забыли. В первой половине XIX в. о ней вспомнили в России, где эта идея получила применения жилищном и общественном строительстве.

Одним из зачинателей строительства облегченных стен был Антон Герард. В его конструкциях 2 отдельных стоячей стены скрепляли проволочными скобами, а пустоты в стенах для предотвращения циркуляции в них важного воздуха и охлаждения Герард рекомендовал засыпать углем, залой, опилками, мхом, кострикой.

Кладка Герарда нашла так же распространения в Германии, Англии, Америки и др. странах.

В первой половине XIX в. было сделано много предложений о рационализации и удешевлении конструкции стен. Среди них предложение Герарда одним из самых замечательных.

Своды. В создании крупных каменных сводчатых конструкций строители XIX в. не превзошли своих предшественников XVIII в. Каменные своды, перекрывающие ротонду Голицинской больницы, построенной в 1796-1801 гг., свод круглого зала здания сената, построенного в Москве в 1787 г., до наших дней остаются шедеврами русской каменной архитектуры. Пролеты этих сводов созданных М. Казаковым, составляют соответственно 17,6 м и 24,7 м.

Своды пролетом были 15 м в этот период почти не встречаются. В некоторых случаях для перекрытия здания применяли древнейшую систему перекрестных кирпичных арок. Показан корпус Павловской суконной фабрики, спроектированной архитектором Шарлемань в 1842 г. В промышленных, складских и торговых зданиях применяли кладку кирпичных сводов по чугунным балкам. Представлен такой свод, построенный в начале XIX в. над зданием льнопрядильной Александровской мануфактуры под Петербургом. Свод толщиной в 1 кирпич опирается на чугунные балки, проложенные по чугунным колоннам.

Чугунно-кирпичные перекрытия требовали большого расхода чугуна и. естественно, были значительно дороже каменных

В перекрытиях крупных сооружений для заполнения пространства между несущими балками или фермами часто применяли своды из глиняных горшков конусообразной формы. Пустотелые горшечные ограждения были в 15 раз легче кирпичных, что позволяло опирать их на относительно легкие клепанные железные конструкции.

Горшечные своды получили значительное распространение в строительстве портовых сооружений