KONSTRUKTsII1

Применение железа в строительстве напрямую связано с развитием технологий получения и обработки железа.

Условно выделяют четыре основные периода применения железа в строительстве.

В первый период применения металла, с 12 по 17 век, его применяли в виде скреп в каменной кладке и затяжек. Затяжки выковывали из кричного железа и скрепляли через проушины на штырях. В

России, одной из первых конструкций такого типа являются затяжки Успенского собора во Владимире (1158 г.) и такие затяжки можно видеть повсеместно в православных храмах вплоть до 19 века.

© Соколов М. С.

26

Первой инженерной конструкцией из тех, что сохранились до наших дней, можно считать балочное с подкосами перекрытие коридора в Покровском соборе (1560 г) в

Москве. Затяжки, поддерживающие пол и потолок этой конструкции укреплены подкосами, причём в поперечном сечении горизонтальные элементы представляют собой вертикальную полосу, а подкосы имеют квадратное поперечное сечение. Это свидетельствует о том, что уже в то время строители представляли себе характер работы элементов металлических конструкций на изгиб и сжатие.

© Соколов М. С.

27

Во второй период в 17 веке, в России появились сварные конструкции, когда научились сваривать полосы кричного железа кузнечным способом. Примером тому могут служить стропила трапезной Троице-Сергиевой лавры,

пролетом 18 м. Это покрытие (1686 – 1696) сохранилось и эксплуатируется до сих пор. Этот же период связан с применением наслонных металлических стропил и пространственных купольных конструкций глав церквей,

например каркаса купола колокольни Иван Великий

(1603). В этот же период было выполнено перекрытие старого здания Большого Кремлевского дворца в Москве

(1640). Гораздо позже в 1801 – 1811 годах, но по той же технологии из ковкого железа был выполнен каркас купола Казанского собора в Петербурге.

© Соколов М. С.

28

Третий период с начала 18 века связан с освоением процесса литья чугунных изделий и деталей. Напоминая своими свойствами камень

(высокая прочность на сжатие и малая на растяжение), конструкции из чугуна копировали каменные. В это время строятся чугунные мосты и перекрытия гражданских и промышленных зданий.

Первой чугунной конструкцией в России считается покрытие крыльца Невьянской башни заводчиков Демидовых на Урале (1725). Балки этой конструкции отливались из чугуна, но в нижней растянутой зоне армировались, по современной терминологии, полосами из железа вследствие малой прочности чугуна на растяжение. Первый чугунный мост в Великобритании был построен в 1779 году и имел пролет 30,6 м. В России первый чугунный мост был построен в Царском Селе в 1784 г.

© Соколов М. С.

29

Мост через реку Мойка (1806) служит

вПетербурге до сих пор. Арки из чугуна и железа пролетом 29,7 м были применены в покрытии Александринского театра в 1827 – 1832 годах. Проект арок был выполнен Карлом Росси, совместно с инженером М.Е. Кларком. Уникальной чугунной конструкцией 40-х годов 19 века является купол Исаакиевского собора

вПетербурге.

© Соколов М. С.

30

В этом куполе 24 чугунных ребра образуют двойной конический каркас, который поддерживает венчающий собор каменный барабан и железный каркас, несущий кровельные конструкции.

© Соколов М. С.

31

В этот же период наслонные стропила постепенно трансформируются в смешанные железочугунные треугольные фермы. Примером тому служат перекрытия Зимнего дворца в Петербурге (авторы В.П. Стасов и тот же инженер М.Е. Кларк).

Сначала в фермах не было раскосов, они появились позднее. Сжатые стержни ферм часто выполнялись из чугуна, а

растянутые из железа. В узлах элементы соединялись на болтах через проушины.

В это время уже появились стержни уголкового и швеллерного профиля,

которые изготавливались гнутьем из листовых полос железа.

© Соколов М. С.

32

В середине 19 века в Петербурге был построен Благовещенский (впоследствии Николаевский) мост с семью арочными пролетами от 33 до 47 м. Восьмой пролет служил воротами для пропуска судов. Этот мост являлся самым крупным чугунным мостом в мире.

Надо заметить, что в первозданном виде этот мост прослужил 86 лет до 1936 года. В

период с 1936 по 1938 годы на тех же опорах был спроектирован и построен новый мост с неразрезными цельносварными балочными строениями из стали (мост лейтенанта Шмидта). Конструкция была интересна тем, что в ней впервые в России для такого крупного и ответственного сооружения была использована электросварка для соединения элементов конструкций.

© Соколов М. С.

33

В 2006…2007 годах мост был вновь реконструирован с полной заменой пролетных строений и приобрел современный вид, повторяющий первоначальный, и

первоначальное название – Благовещенский.

При реконструкции моста в 1936 году чугунные арки моста были перевезены в город Тверь, где они служат и по сей день в Нововолжском мосту.

© Соколов М. С.

34

В гражданском строительстве вершиной искусства в области применения чугуна считается Хрустальный дворец на Всемирной выставке в Лондоне в 1851 г, рис. 1.6.

Здание длиной 563 м и шириной 124 м со сплошным остеклением было построено всего за 6 месяцев. Все колонны дворца, их свыше 3000, и балки были выполнены из чугуна. А для покрытий были применены железные фермы с перекрестной решеткой.

После выставки здание было разобрано, перенесено в пригород Лондона, где оно и просуществовало до 1936 года, когда было уничтожено пожаром.

© Соколов М. С.

35