Стальные конструкции - столетие каркасного строительства из стали

Стальные конструкции и архитектура

Столетие каркасного строительства из стали.

Развитие и достижения

Начальные этапы развития стальных каркасных конструкцийв многоэтажном строительстве(1790-1872 гг.)

Основная часть этой книги была подВнготовлена в 1972 г. тАФ через 100 лет после сооружения фабричного здания фирмы ВлСолньеВ» в Нуазье-на-Марне, которое можно считать первым стальным каркасВнным строением. По сравнению с общим развитием металлургии и применением металла в строительстве 1872 г. является довольно поздним периодом. Вспомним коротко важнейшие даты. В 1720 г. Абрахаму Дерби в Колбрукдейле удаетВнся выплавить чугун в доменной печи на коксе вместо древесного угля и этим создать предпосылки для массового проВнизводства доменного чугуна. В 1784г. стало возможным путем усовершенствоВнвания 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 ВлСименсВ» 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. тАФ железнодорожных рельсов, в 1854 г. во Франции тАФ двутавров из ковкого железа. Двутавровая балка тАФ основной профиль современного строВнительства из стали и в то же время первый строго нормированный строительный элемент тАФ является развитием формы железнодорожного рельса, который можно считать символом индустриального века.

Мост через р. Северн в Колбрукдейле (1779 г.) тАФ первое значительное сооружение из чугуна как конструктивного материала, примененного для больших пролетов, начиная примерно с 30 м. Чугунные арочные мосты вскоре вытесняВнются различными типами мостов из ковкого железа, имеющего большую прочность на изгиб: висячими, балочными и мостами с решетчатыми фермами. СреВнди ранних американских и английских цепных мостов выделяется мост пролетом 173 м Томаса Тельфорда через р. Бангор. После того как вместо цепей стали приВнменяться 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 балочВнный мост через улицу Менай, при строВнительстве которого применены швеллерВнные балки со сплошной стенкой. Мосты с решетчатыми фермами отвечали главВнным образом требованиям железнодоВнрожного транспорта и преобладали в мостостроении с середины до конца столетия. В качестве примеров мостов с применением решетчатых ферм пролеВнтом 100 м и более можно назвать сооруВнженные в 1859 г. Кёльнский соборный мост и трубчатый мост Дж. К. Брунеля через р. Салташ в Плимуте. Около сереВндины прошлого столетия уже сформиВнровались все основные конструктивные и несущие системы, которые определяют строительство металлических мостов до сегодняшних дней.

Кульминационным моментом в строВнительстве металлических покрытий залов было сооружение в 1851г. лондонского ВлХрустального дворцаВ». Почти одновреВнменно начинается строительство станции ВлКинг-кроссВ» в Лондоне, Восточного вокВнзала в Париже и ряда больших железноВндорожных сооружений тАФ стальных сводВнчатых покрытий перронов; в 1866г. в ЛонВндоне (станция ВлПанкрасВ») был установлен европейский рекорд тАФ возведен 78-метровый пролет покрытия перрона.

Однако в этот период, отмеченныйвозведением перечисленных мостов и покрытий, стальные конструкции все же не нашли широкого применения. Здесь можно отметить четыре основных полоВнжения, вызванных теми же архитектурныВнми затруднениями, которые препятствоваВнли и до сих пор еще препятствуют всеВнобщему признанию и широкой практике применения стальных конструкций.

1.Строительство в сравнении с другими отраслями техники с давних пор весьма консервативно. Консерватизм строителей в какой-то мере связан с представлениямиВа человека о своем жилищеВа и обобщественныхВаВа зданиях как оВа 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.

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

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

Преклонение перед историческими архитектурными формами длительное время препятствовало развитию новых архитектурных форм, ставшему неизбежВнным по мере того, как с применением стаВнли в качестве несущего строительного материала старые догмы строительной науки и старые типы конструкций подвергВнлись коренному пересмотру.

3.ВаВаВаВаВа Исторически сложившаяся предубежденность архитекторов углубляла в возрастающей степени их разногласия с инженерами. Разделение старой строительной профессии, выделение инженера в самостоятельную профессиональную единицу, появление современной статики сооружений тАФ все это произошло одновременно с первыми шагами индустриальной революции и стало важнейшим признаком новой эпохи в строительном деле. Архитекторы не успевали за быстро совершенствовавшимися методами расчета: неудивительно, что они продолжали углубленно изучать исторические строительные формы. Это стало предпосылкой создания монументальной архитектуры, а промышленное строительство было оставлено инженерам. Первые сооружения из стальных конструкций тАФ мосты и большеВнпролетные залы тАФ стали объектами деяВнтельности 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 неВнобходимость создания новых конструкВнтивных форм, соответствующих металлу.

4. В возведении многоэтажных зданий, ставшем самостоятельной областью деяВнтельности архитекторов, долгое время отсутствовали тенденции, которые побужВндали 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 решеВнний, свойственных дворцовому или жиВнлищному строительству. Если в ответственВнных 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 фасаВндов оставался неизменным. Поэтому в больших городах тАФ Париже, Милане, Риме, несмотря на количественное преВнобладание зданий, сооруженных в XIX в., они прекрасно гармонируют со старыми постройками.

Даже в тех случаях, когда архитекторы предусматривали возведение металличесВнкого покрытия, как, например, в библиотеВнке Св. Женевьевы в Париже (X. Лабруст), тщательно проработанная двухпролетная арочная конструкция из чугуна не проВнсматривается снаружи. Ограждающая стена в смелой завершенности и оригиВннальной композиции выразительна и полностью скрывает конструкцию здания. По-видимому, архитектор чувствовал себя здесь более уверенно. В вокзальных постройках конца XIX в. во Франкфурте-на-Майне наглядно проявляется противоВнречие между ажурными стальными арочВнными покрытиями перрона и расположенВнным перед ним монументальным зданием зала ожиданий, также скрывающим легкие конструкции перрона.

Первые шаги на пути к стальному карВнкасу в многоэтажном промышленном строительстве были сделаны еще очень давно. Так, в английском ткацком произВнводстве с целью выиграть рабочую плоВнщадь и получить более прочные переВнкрытия для станков деревянные столбы были заменены чугунными колоннами и деревянные балки тАФ чугунными балками. Самым известным зданием из первых промышленных многоэтажных сооружений было здание, построенное в 4 801 г. для фирмы ВлФилипп и ЛиВ» в Салфорде (МанВнчестер). Проект принадлежал Боултону и Уатту, изобретателю паровой машины. Подобные текстильные фабрики с внутВнренним чугунным каркасом появились уже в 80-х годах XVIII в., однако здание в Салфорде превзошло их как размерами, так и более зрелым конструктивным реВншением и стало образцом для дальнейшеВнго развития. Здание имело длину 42 м, ширину 14 м и было необычной для того времени высоты тАФ в семь этажей. ЧугунВнные 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 строиВнтельстве 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 распроВнстранились не только в промышленном строительстве.

Перекрытия со стальными балками имели преимущества в сравнении с дереВнвянными балками как по огнестойкости, так и в силу значительно более высокой несущей способности. По сравнению со сводами они обладали явными преимущеВнствами не только благодаря малой трудоВнемкости, 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 монументальВнной архитектуре, позволяет говорить о новой архитектурной эпохе. Однако в перекрытии по стальным балкам еще долго сохранялись кирпичные или бетонВнные своды как вспомогательная конструкВнция, как своеобразная дань традициям архитектуры, с помощью которой в XIX в. пытались облагородить технические новВншества.

Еще более ярко проявился разлад межВнду романтикой и прогрессом в строительВнном элементе, который мог бы служить символом архитектуры буржуазного стоВнлетия, в чугунной колонне тАФ этом стройном несущем элементе со старинВнными декоративными формами капителей, баз или каннелюр. Оригинальные образцы подобных чугунных колонн были установВнлены на первых английских железнодоВнрожных вокзалах и в павильоне ВлРойяльВ» 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 выВнсоты и в любом стиле тАФ дорическом, тоВнсканском, коринфском, готическом или мавританском.

Созданный Боултоном и Уаттом ВлспоВнсоб балочного строительстваВ» господстВнвовал в промышленном строительстве на протяжении всего XIX в., но его нельзя полностью отнести к каркасному строиВнтельству, так как несущие стены восприниВнмали большую долю нагрузки от перекрыВнтия и ветровые нагрузки. Это становится очевидным при рассмотрении строительВнных правил США и европейских стран того периода. Они предусматривали в проВнмышленных зданиях усиление наружных стен одного или двух нижнихэтажей, т. е. увеличение толщины этих стен на полВнкирпича по сравнению с толщиной несуВнщих стен многоэтажных жилых и служебВнных зданий. Это требование, которое, например, в немецких строительных праВнвилах сохранялось до второй мировой войны, оказалось весьма рациональным: ныне действующие нормы по допускаеВнмым напряжениям на кирпичную кладку подтверждают необходимость увеличения толщины стен для сооружений такого типа.

Следующий шаг на пути к стальному каркасу тАФ передача нагрузок с наружной стены на металлический несущий остов тАФ 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 больВншепролетные аркады в строгих кирпичных фасадах английских доков тАФ Катерин-док в Лондоне (1828 г.) и Альберт-док в ЛиВнверпуле (1845 г.). Архаично сужающиеся кверху стволы чугунных колонн с дориВнческими капителями в этих зданиях имели в основании метровый диаметр.

Другой попыткой создания остова наВнружных стен, приближающейся к основам современного каркасного строительства, является использование железных перемыВнчек и стоек, которые впервые применены в Париже для огромных витрин на фасадах зданий в виде пологого арочного фахверка или несущей решетки с мелкими паралВнлельными 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 строиВнтельство Джемс Богардус, многосторонВнний исследователь и конструктор. Одна из главных его работ тАФ здание издательстВнва ВлХарпер и братьяВ» (1854 г.). Фасад пятиэтажного здания состоит из архитекВнтурно обработанных чугунных элементов; внутренний каркас впервые в США выВнполнен из прокатных стальных балок. Архитектура фасадов основана на приВнмерах венецианского ренессанса и хаВнрактерных для того времени тяжелых, богатых формах, которым следовал экВнлектизм 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 элементарВнный контраст мощных горизонталей и легких вертикалей, призматических и цилиндрических профилированных несуВнщих элементов.

В то же время в Европе появляется несколько замечательных фасадов из металла, например на здании ВлГарднере Айрон билдингВ» в Глазго (1856 г). В ЛиверВнпуле на здании ВлОриэль ЧзмберсВ» особенВнно привлекательно чередование изящных простенков из песчаника и стальных оконВнных переплетов (1864 г). Такое решение оконных витражей позднее сыграет важВнную роль в Чикагской архитектурной школе.

Большие пожары 70-х годов в Бостоне и Чикаго рассеяли иллюзию об огнестойВнкости 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 огнеВнзащиты и в попытках установить новые требования к металлическим конструкВнциям.

Первым многоэтажным зданием сусоВнвершенствованным стальным каркасом была шоколадная фабрика Менье в Нуазье-на-Марне близ Парижа, построенная в 1871тАФ1872 гг. Жюлем Солнье. Как и в английских текстильных фабриках, проВнизводственные требования промышленноВнго здания заставили инженеров использовать все конструктивные возможности и несущую способность стали как строительВнного материала.

Здание, выстроенное непосредственно над Марной, покоится на четырех мощных контрфорсах плотины, которая сдержиВнвает 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 конВнсолями фахверка с главными стойками фасада.

Две стойки над опорами моста нескольВнко выступают за линию колонн, в остальВнном же весь фасад ровный при незначиВнтельной толщине кирпичного заполнения. Формат окон точно определен диагоналяВнми ромбической сетки связей.

Строительство фабрики Менье предВнвосхитило различные структурные элеменВнты современного каркасного строительВнства: свободно висящие углы, диагональВнная сетка раскосов, которые играют столь значительную роль в установленных снаруВнжи ветровых связях небоскребов и вкаркасах мостовых строений. С другой стороны, конструкция каркаса создана по аналогии со средневековыми постройВнками 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 серьВнезного подражания. Развитие металличесВнких каркасов требовало новых конструкВнтивных решений; такое развитие началось в Чикаго около 1880 г.

Чикагская архитектурная школа (1880тАФ1910 гг.)

Скромный поселок первых переселенВнцев 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 Влbaloon frameВ», который и теперь применяется в США. Пожаром 1871 г. город был почти полВнностью уничтожен;Ва 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 центВнром, величайшим хлебным рынком мира, основным пунктом торговли лесом и пиВнщевой промышленности, центром машиноВнстроения и инструментальной промышленВнности. Строительная индустрия едва могла успеть за неравномерно возрастающей потребностью в служебных помещениях; складах и магазинах: стремительно росли цены на основные товары, резко уплотняВнлась внутриквартальная застройка, высоВнкие дома перерастали в небоскребы. Лишь благодаря стальному каркасному строиВнтельству стало возможным экономно использовать земельные участки и плоВнщадь 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 больВнше, чем во всех других американских городах, вместе взятых.

Были и другие предпосылки, которые вынуждали обращаться к каркасному строительству. Прежде всего топограВнфическая ситуация, которая вместе с трудностями развития транспорта длиВнтельное время препятствовала расширеВннию административного центра Чикаго. Большое значение придавалось свободной ВлоткрытойВ» планировке города с возможВнностью ее изменения в дальнейшем; разВнличные ранее построенные каркасные здаВнния 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. ВажВннейшим условием было устройство пассаВнжирских лифтов. Первый подъемник сконВнструировал Е. Г. Отис, продемонстрировавВнший его на выставке 1853 г. в ВлХрустальном дворцеВ»; первый лифт он применил в 1857 г. в одном из магазинов на Бродвее. Начиная с этого момента, Нью-Йорк приобВнрел первенство в строительстве высотных домов и завоевал славу сооружением в середине 70-х годов XIX в. первых девяти тАФ десятиэтажных административных зданий. В этот период, когда электричество стало вытеснять пар, развиваются и другие виды оборудования зданий тАФ телефон, пневмаВнтическая почта, центральное отопление и вентиляция. За техническими достижениями нельзя было забывать о моральных принВнципах, положенных в основу первых совреВнменных каркасных зданий Чикаго. Это неистребимый дух пионеров, вдохновляющий архитекторов и придающий их строеВнниям своеобразную силу, свежесть м самостоятельность архитектурных решений.

Основателем Чикагской архитектурно школы и ее главой является Уильям ДженВнни. В 1868 г. он открывает в Чикаго архитекВнтурную мастерскую; успех пришел к нем] после постройки в 1879 г. ВлЛайтер-билдинг IВ». Это сооружение по своей архитекВнтуре напоминает древнеримские здания. Конструктивно это пятиэтажное здание, позВнже надстроенное двумя этажами, может быть отнесено к смешанному строительВнству: деревянные балки на кованых железВнных прогонах, опертых на внутренние чуВнгунные колонны, и расположенные по периВнметру кирпичные колонны. Новыми здесь являются смелая стройность наружных коВнлонн, большая ширина оконных проема и кованые металлические балки, использоВнванные как перемычки и одновременно каа крайние прогоны и рандбалки. Кирпичная кладка усилена внутренним металлическим каркасом, что отчетливо выражено в конВнструкциях главных балок и в капителях колонн. Еще более прогрессивен план ВлЛайтер-билдингВаВа IВ»;ВаВа здесьВаВа проявляются четкость конструктивной сетки и свобода планировки, а расход строительных материаВнлов сокращен настолько, что не превышает расхода материалов на современное карВнкасное строительство из железобетона. Это становится еще более ясным при сравнении с планом ВлМонаднок-билдингВ» (1891 г.), последнего высотного здания с несущими монолитными стенами в США.

В следующем крупном сооружении Дженни тАФ здании страховой компании (1883тАФ1885 гг.) тАФ в каркас наружных стен были включены стальные стойки. В фасаде этого здания нет единства и структурной ясности, присущих зданию ВлЛайтер-билдинг IВ»; сильно подчеркнутый цокольный этаж, завершающий полуциркульные арки в верхних этажах и увенчивающая основВнной карниз баллюстрада тАФ все эти эклектиВнческие мотивы противоречат характеру каркасного строительства.

Основные постройки Дженни тАФ ВлФэйр-билдингВ» (1891 г.) и ВлЛайтер-билдинг IIВ» (1 889 г.) тАФ более современны. Исторические отголоски сведены до минимума: в фасаде видны лишь легкие профили баз колонн и их капителей, которые служат для того, чтобы зрительно превратить колонны в пилястры; можно было бы отчетливо предВнставить себе эти колонны и без украшения. Глядя на них, кажется, что сам Дженни с большим удовольствием исключил бы этот декор. Оба эти здания имеют полный стальВнной каркас; кирпичная кладка выполняет только роль облицовки стальных колонн.

Последовательное превращение огражВндающей стены в несущий металлический каркас было впервые осуществлено Хола-бердом и Рошем в ВлТакома-билдингВ» высоВнтой 14 этажей. Здание, построенное в 1884 г., сейчас, к сожалению, снесено. В нем было применено сплошное остекление в эркерах, идущих сверху до низу,тАФ мотив, перешедВнший за рубеж столетия. В своей важнейшей постройке тАФ торговом здании ВлМаркет-билдингВ» (1894 г.) тАФ Холаберд и Рош очень близко подошли к четкому горизонтальноВнму и вертикальному членению, примененноВнму в ВлФэйр-билдингВ» и ВлЛайтер-билдинг IIВ», и даже превзошли их в сокращении декоВнративных элементов.

Работы чикагских мастеров не следует оценивать с точки зрения современных представлений о каркасном строительстве. Строители не ставили перед собой цели развивать новую архитектуру тАФ их задачей было возводить высотные дома наиболее совершенным методом. Насколько широко при этом они могли использовать архитекВнтурные стили своего времени, зависело в значительной мере от требований заказВнчика. Они не нашли бы даже времени, чтобы теоретически обосновать архитектонику своих зданий.

Наиболее ярко выражен дух чикагской школы в ВлРелайнс-билдингВ» и ВлМонаднок-билдингВ». ВлРелайнс-билдингВ» заслуживает высокой оценки. Здание отличается стройВнностью членений фасада и максимальным остеклением. Каркас здания четко выявлен. Эркерные окна здесь вдвое шире, но знаВнчительно более плоские, чем в ранее постВнроенных зданиях. Они не воспринимаются как декоративное дополнение, а органиВнчески объединяются со структурой складчаВнтого фасада. При этом сами несущие конВнструкции на фасаде закрыты тАФ каждый выВнступ фасада охватывает три стойки наружВнной стены металлического каркаса, благодаВнря чему средняя стойка скрыта 'за плосВнкостью окон, а обе крайние наполовину закрыты оконными коробками. Несущие элементы заметны только в углах и в нижВнних этажах. ВлРелайнс-билдингВ» имел первоВнначально только пять этажей и был надстроВнен в дальнейшем десятью этажами.

Настоящий прогресс сказался в архитекВнтуре Влоткрытых формВ», проповедовавшей массовое применение одинаковых типовых деталей,тАФ принцип, который для больВншепролетного строительства уже воплотился Пакстоном в проекте ВлХрустального дворВнцаВ» тАФ скорее в результате случая, чем творческого поиска.

ВлМонаднок-билдингВ» тАФ оригинальнейВншее из всех сооружений Чикаго, оно не имеет металлического каркаса; это настояВнщее массивное здание тАФ высочайшая поВнстройка своего времени с несущими кирВнпичными стенами. Консервативные заказВнчики отклонили первые эскизы металличесВнкого каркаса с терракотовой облицовкой фирмы ВлБернхейм, РутВ» и настояли на строительстве чисто кирпичного здания. Рут постепенно заинтересовался кирпичной коробкой и с увлечением приступил к раВнботе. Интенсивное закругление, с которого начинается наружная стена над далеко выступающим цокольным этажом и которая соответствует мягкому, взлетающему вверх выступу, и в дополнение ко всемутАФ закругВнление углов тАФ все это придает каркасу здания динамику и усиливает впечатление огромной несущей способности, которое внушают и глубоко врезанные оконные проемы.

С помощью эркерных окон, размещенВнных 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 коренВнной разницы в их структуре.

Возведенные к тому времени сооружеВнния дают слабое представление о развитии стальных конструкций. Специальные публиВнкации исчерпывались появившейся в 1901 г. в Нью-Йорке работой Дж. К Фрейтага ВлАрВнхитектурная инженерияВ» (ВлArchitectural EngineeringВ»), которая ставила перед собой примерно такую же задачу, как и настоящая книга. То, что инженеры играли в американВнском высотном строительстве важную роль, следует уже из заглавия, которое означало применение инженерных методов в планиВнровке зданий и проектировании строительВнных конструкций.

Фрейтаг установил ■ чикагских конструкВнциях два типа, две ступени развития. ПрежВнде всего основанная Дженни, созревшая в ВлТакома-билдингВ» конструкция несущего каркаса, воспринимающего все нагрузки от перекрытий, крыши и стен и передающего их на фундаменты колонн и неполный карВнкас с передачей горизонтальных усилий на кирпичную кладку стен. Неполный каркас вскоре был вытеснен новым конструктивным типом, названным ВлклеткойВ» (CageВ»). Здесь несущий каркас обладает горизонтальной жесткостью; ветровые связи относятся к общим элементам стального каркаса. БлаВнгодаря 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 тАФ теперь можВнно было производить заполнение или облиВнцовку наружных стен одновременно в нескольких этажах.

Значительное внимание в работе Фрей-тага уделено огнезащите. Для инженеров и архитекторов Чикаго проверка на огнеВнстойкость была первоочередной задачей; ужас пожарной катастрофы 1871 г. долго не забывался. Фрейтаг приводит статистиВнческие материалы о погибших при пожарах, он описывает опыт, который был накоплен при пожарах высотных домов с металлиВнческим каркасом в 90-х годах и кратко характеризует мероприятия по покрытию огнезащитной оболочкой стальных несуВнщих элементов.

Ветровые связи трех еще и сегодня применяемых типов были введены в пракВнтику уже в 90-х годах:

1)ветровые связи в виде перекрещивающихсяВа диагональныхВаВа круглыхВа стержней;

2)порталы и ветровые рамы тАФ 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 проблеВнму, для решения которой требовалось изВнменение знакомых уже основных форм. Чикаго принадлежала ведущая роль в разВнвитии сплошных оснований по типу ВлплаваюВнщего фундаментаВ», что было обусловлено строением почвы: мощный слой пластичной глины, на котором по всей площади фундаВнмента происходила равномерная осадка. Обычные типы фундаментов под массивные несущие стены с крутыми уступами, очень глубокими из-за необходимости расширения основания, нельзя было перенести на отВндельно стоящие фундаменты каркасных высотных зданий. Огромные массивные пиВнрамиды 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 кирпичВнной кладки стали укладывать железнодоВнрожные рельсы в несколько слоев, которые потом послойно обетонировались; таким способом можно было значительно уменьВншить высоту фундаментов. Рельсы были впоследствии заменены двутавровыми балВнками. При возрастающем числе этажей неВнсколько колонн стали устанавливать на общий ростверк, а их основание выполнять вВаВа видеВаВа сплошнойВаВа фундаментнойВаВа плиты.

Свайные основания с момента возникВнновения каркасного строительства получили сравнительно небольшое развитие; они имели преимущества при опирании на скальВнные грунты в условиях Нью-Йорка и Бостона. При деревянных сваях возникала проблема снижения уровня грунтовой воды, разруВншавшей деревянные сваи.

Здание ВлПарк Роу билдингВ» в Нью-Йорке, которое около 1900 г. было высочайшим зданием в мире (36 этажей), поставлено на деревянные сваи. Кессонное основание приВнменялось в особо тяжелых почвенных услоВнвиях. Этот тип оснований, опробованный в строительстве железнодорожных мостов, получил дальнейшее развитие в Нью-Йорке при строительстве высотных зданий со стальным каркасом.

Буффало. ВлГэранти тАУ билдингВ» ,1895г.Ва Прокатные балки из ковкого железа были в 1885 г. заменены прокатными балками из литой стали, изготовленными в США ВлКарнеги Стил компании. С этого времени перестали применять и чугунные колонны, на смену которым пришли стандартные проВнфили или квадратные коробчатые сечения из прокатной стали. Болты как средство соединения стали вытесняться заклепками. Таким образом, на рубеже двух столетий были разработаны все основные конструкВнтивные элементы, необходимые для следуюВнщего этапа развития каркасного строительВнства.

Для архитекторов представляют особый интерес проблемы обработки фасадов, которые принесло с собой строительство с применением стальных каркасов. Прежде всего изменилась конструкция окон, котоВнрые стали непривычно большой ширины. Вначале три или четыре вертикальных разВндвижных окна соединялись в одном проеме. В дальнейшем из этого решения развилось типичное Влчикагское остеклениеВ»: в середиВнне нерасчлененное, глухое остекление, а сбоку две более узкие боковые створки. Так же остекление стало использоваться и для устройства временных перегородок.

Особенно важны в обработке фасадов детали перемычек между окнами двух соседних этажей. С переходом к конструкВнциям системы ВлкейджВ» оконные перемычки. рандбалки и подоконники были объединены а одно целое. Такие оконные секции кажутВнся нам курьезными из-за смешения стальВнных конструкций и классических деталей фасада, но конструктивные проблемы и вопросы строительной физики здесь тщаВнтельно продуманы, в том числе колебания температуры стальных колонн, разгрузка оконных конструкций, выравнивание осадки облицовки фасада и устройство каменной кладки.

Для отделки фасада применялась кераВнмика тАФ огнестойкий и легкий материал для заполнения покрытий и внутренней облицовВнки. Древняя техника облицовки керамичесВнкими плитками давала архитекторам разВннообразную возможность орнаментального и цветового украшения. Мелкий рельеф создавал необходимый масштаб и впечатлеВнние легкости, соответствующие каркасному строительству. Очень хорошо выглядела эта облицовка в карнизах, в обрамлении экон и в межоконных поясах совместно с кирпичной облицовкой фасадов высотных домов, например на ВлМаркет-билдингВ».

Для выдающихся зданий была испольВнзована вся гамма облицовочных материалов: натуральный камень в нижних этажах, кирВнпич для промежуточных этажей и керамика для завершающего этажа и карниза. ОблиВнцовка стен натуральным камнем, несмотря на ряд недостатков: трудоемкость связи со стальным каркасом и необходимость заВнполнения бетоном пазух между камнем и стеной, имела повсеместное применение в строительстве административных высотных зданий и пользовалась особой популярВнностью в конце столетия как следствие истоВнрической традиции века. И хотя естественВнный камень и был оттеснен на второй план чикагской школой, но вытеснен окончательВнно не был.

По мере того как каркасный способ строительства в Соединенных Штатах совершенствовался и расширялся, становились заВнметными перемены в отношении к архитекВнтуретАФ наметился решительный поворот к академическому историзму. Некоторые историки современной архитектуры, наприВнмер Гидион, считают толчком для этой пеВнремены Всемирную чикагскую выставку 1893 г. Пышный декоративный стиль, импорВнтированный парижской Высшей школой изящных искусств, праздновавший свой триумф, задушил в зародыше стремление к новой архитектуре и отбросил ее развиВнтие на 50 лет.

Конечно, выставка 1893 г. не была источВнником неоклассического движения, а послуВнжила только первым признаком его. Успехи чикагской школы были стихийными; она быВнла признана народом и архитекторами всей страны; она была созвучна выросшим строиВнтельным объемам и более строгим техничесВнким правилам, однако для функциональной архитектуры, свободной от исторических отВнзвуков, время еще не настало.

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

Первым торговым высотным зданием с металлическим каркасом является выВнстроенный в 1890тАФ1891 гг. ВлУэйнрайт-бил-дингВ» в Сент-Луисе. Салливен пытался в нем решить архитектурную проблему небоВнскребов как замкнутой, уравновешенной в перспективе композиции. Согласно классиВнческой схеме цоколь тАФ стена тАФ карниз он разделил корпус здания на три зоны: три нижних этажа, выполненных из натуральноВнго камня, над ними ряд этажей в кирпичВнной кладке с узкими выступающими колонВннами и утопленным орнаментированным поясом, а затем мощный ббгато украшенВнный орнаментом фриз, на котором покоятВнся сильно выступающие карнизные плиты. Угловые колонны сильно расширены по сравнению с промежуточными.

В 1894тАФ1895 гг. Салливен усовершенстВнвует этот принцип членения в ВлГэранти-бил-дингВ», выстроенном в Буффало, и одноВнвременно усиливает масштабный эффект вертикального членения: цезура между треВнмя зонами, а также мощь угловых колонн и венчающего карниза сильно смягчены, все элементы обобщены в одно органически наВнрастающее целое.

Архитектура этих двух небоскребов с их виртуозной орнаментикой не могла стать школой, поскольку она была слишком индиВнвидуальна. Салливен сам это хорошо чувстВнвовал; во всяком случае, в своей последней знаменитой работе тАФ здании универсальноВнго магазина фирмы ВлКарсон, Пири и СкоттВ» в Чикаго (1899тАФ1901 гг.) тАФ он вернулся к элементарно простому членению фасада, точно соответствовавшему структуре каркаВнса тАФ орнаментВа сохранилсяВа вВа 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 стро

Вместе с этим смотрят:

Авангардизм як явище архiтектури ХХ столiття

Автоматическая автозаправочная станция на 250 заправок в сутки

Амурський мiст

Анализ деятельности строительного предприятия "Луна-Ра-строй"

Анализ проектных решений 20-ти квартирного жилого дома