1.8. Строительная техника Средневековья.

С падением Римской империи (476 г.н.э.) в Европе начинается мрачная эпоха Средневековья, которая характеризуется застоем во всех областях культуры, в том числе и в строительстве. Строят в то время плохо, долго и очень расточительно. Думали не о красоте и комфорте, а о прочности. Небольшие по размерам средневековые города возникали на перекрестках торговых путей, имели очень плотную застройку. Сооружение крепостных стен стоили огромных денег, поэтому строители сокращали их длину, застраивая каждый клочок. В период раннего средневековья появляется профессия инженера. Сначала инженер - это человек, который помимо своих профессиональных умений, обладает еще каким-то объемом знаний. Прежде чем стать архитектором строитель должен пройти длительный путь учебы в цехе, работать подмастерьем, мастером.

Центрами развития строительства стали монастыри и вплоть до 12в. монахи являлись единственными строителями каменных зданий, причем не только культовых и монастырских, но и «мирских».

Единственный технический трактат того периода, унаследованный нами – это книга Теофила (иногда Феофила) - произведение монаха, написанное для монахов. Письменных правил строительства не было, порой строительство затягивалось настолько, что трудно было указать автора сооружения.

Замкнутый характер феодального хозяйства вызывал сокращение строительства и ухудшение качества дорог. В то же время особое внимание уделялось использованию местных материалов, т.к. ограниченные финансовые возможности феодалов заставляли их считаться с условиями доставки строительных материалов, беречь рабочую силу, экономно расходовать материалы.

Начиная со второй половины 12 в. достигает своего развития новое направление в архитектуре, получившее название готического, смешивая предыдущий романский тип с массивными стенами и башнями. Совершенствовались приемы труда, инструмент. Смелая и сложная каркасная конструкция сооружений эпохи готики позволила преодолеть массивность романских построек, облегчить стены и своды, намного увеличить внутреннее пространство. Все это предопределило экономичность готических сооружений по сравнению с сооружениями предшествующей романской эпохи.

Более ускоренное развитие строительной техники начинается в эпоху Возрождения (15-18 в.). Это прежде всего связано со строительством культовых сооружений, дворцов. Еще более быстрые темпы начались с конца 18 в. первой трети 19 века. Культура Возрождения возникла в Италии во второй половине 14 в. и к 16в., она во многом преобразила облик Европы. В строительство вкладывались огромные средства. В то же время вопросам экономики уделялось огромное внимание.

В первом известном со времени Витрувия архитектурном трактате Леона Батиста Альберти «Десять книг о зодчестве» (50-е года 15 в.) настоящей строительной энциклопедии, говорится о методах расчета необходимых затрат и ресурсов. Альберти не только дает руководство по составлению смет, но и определяет их специфику для сложных архитектурных сооружений».

1.9. Строительная техника периода промышленной революции.

Наступила пора великих изобретений, оказавших огромное влияние на экономику того времени, хотя первые машины были не в строительстве, а в ткацком деле: в 1733г. двадцатидевятилетний ткач Джон Кей запатентовал свой летающий челнок, который мог ускорить процесс ткачества в несколько раз. В этот период возникают специальные промышленные сооружения. Активная экономическая позиция зарождающегося класса буржуазии способствовала появлению крупных производств, например, производство шелковых тканей (в Англии под одной крышей имело 120 станков).

Этот период характеризуется возникновением и развитием инженерно-строительной науки. Так в 1716 г. во французской армии был создан корпус мостов и дорог, а в 1747г. основано первое учебное заведение, готовившее инженеров-строителей - школа по строительству путей сообщения, появилась и первая специальная литература научно-техническая (пособия, инструкции), содержащая правила строительства. Это связано прежде всего с тем, что в этот период в ряде стран (Англии, Голландии и др.) произошел промышленный переворот, сущность которого состояла в переходе от мануфактуры с ее ручным трудом к фабрично-заводскому производству, основанном на использовании системы машин. В 19 столетии коренным образом меняются строительные материалы и конструкции.

Поиски путей повышения экономичности строительства приводили к эффективным изобретениям, в частности был изобретен деревянный каркас здания из неразрезных стоек с прибитыми к ним гвоздями горизонтальными элементами. Экономической эффективности такого решения способствовало появление высококачественных гвоздей машинного производства, которые были намного дешевле, чем гвозди старого образца.

Начиная с 1790 г. появился ряд конструкций механизмов для нарезки гвоздей и высадке шляпок. В 1807 г. Д. Дид получил патент на станок, который резал проволоку, затачивал острие и высаживал шляпку за одну операцию. Производительность такого станка была 6 тыс. гвоздей в день. По сравнению с кованными, стоимость металлических гвоздей была ниже в 8 раз.

Несомненно огромное значение имело открытие в 1824 году английским каменщиком Джозефом Апсдином технологии изготовления портландцемента. Портландцемент -гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Клинкер получают обжигом до спекания глины и известняка. Имеются данные, что инженером Егором Челневым было организовано производство приблизительно в то же время аналогичного цемента, но об этом не было заявлено.

Как вяжущее портландцемент по сравнению с известью, обладает большей прочностью и более быстрым сроком набора прочности, кроме того, большей водо- и морозостойкостью.

Но самое ценное изобретение нового строительного материала - железобетон. Первый патент на железобетон был выдан в 1862 году французскому садовнику Джозефу Монье для изготовления кадок под тропические растения.

С начала 20 века железобетон завоевал популярность и является сейчас строительным материалом номер один.

Во второй половине 18 в. появились первые металлические конструкции перекрытий, хотя еще римлянам была известна треугольная форма с металлической затяжкой. В Дели обнаружена металлическая колонна высотой 8 м и весом 6 тонн. В Китае в 10 в н.э. из металла тоже строили, но это единичные случаи. Способ получения железа был весьма примитивен и трудоемок, железо оставалось дорогим. Предложенная в 1864 году французом Мартеном конструкция печи, названная его именем, позволила получать качественную, сравнительно дешевую сталь. Ранее, в 1856 году Бессемером был предложен конверторный способ получения стали продувкой воздуха через жидкий чугун. Этот способ отличается большей производительностью и более низкой себестоимостью, хотя и имеет ряд худших показателей.

Применение металлических конструкций получило еще более широкое применение после изобретения русскими инженерами Бенардосом и Славяновым сварки в 1882г. и 1888г.

На всемирной выставке промышленности в Париже в 1889 году были продемонстрированы уникальные возможности металла. Была запроектирована Густавом Эйфелем и построена башня высотой 312 м.

Все детали башни, а их более 12 тыс., были изготовлены на заводе и собраны на месте с помощью заклепок 275 м всего за 2 года и 2 месяца. Вес башни был невелик - всего 7300 тонн. Эйфелева башня, несмотря на то, что вначале не имела конкретного назначения, окупила себя уже за время проведения выставки, сбор от входной платы на башню покрывал все расходы на ее постройку, т.е. 5 млн. франков. В дальнейшем она пригодилась как радиоантенна.

Башня держала приоритет самого высокого в мире сооружения до 1980 года, когда был построен в Нью-Йорке небоскреб Крайслер Билдинг (314 м).

К началу 20 века относится еще одно самое великое изобретение - создание французским инженером Фурко высокопроизводительной машины получения стекла, ставшего наряду с металлом, ж/б и кирпичом одним из главных строительных материалов.

Середина 19 века характеризуется появлением мощных и производительных машин, которые резко ускорили сроки строительства. Так в 1834 году при строительстве железной дороги Балтимора-Огайо, был впервые применен экскаватор с емкостью ковша 1,5 м3 с паровым двигателем. Несколько позднее строительные краны, бульдозеры, экскаваторы и другие машины существенно изменили характер строительства и подготовили вступление строительства в новую эпоху - индустриализации.

В этот период впервые в истории экономики строительства была сделана попытка проектирования жилища на научной основе. Крупные строительные организации искали пути удешевления построек, добиваясь этого за счет централизованной заготовки материалов и конструкций, применения стандартных жилых домов.