История развития металлоконструкций
Содержание
Введение…………………………………………………………………………...3
1 История развития металлоконструкции ………………………………………7
2 Чугунные, железные строительные конструкции…………………………...10
3 Архитектурные композиции…………………………………………………..12
4 Новые тенденции в русской архитектуре 1830-1850-х годов………………18
Заключение……………………………………………………………………….20
Список использованных источников…………………………………………...24
Введение
Металлоконструкции сегодня являются одним из самых популярных удобных и востребованных материалов. Уровень развития металлических конструкций определяется, с одной стороны, потребностями в них народного хозяйства, а с другой – возможностями технической базы: развитие металлургии, металлообработки, строительной науки и техники. Исходя из этих положений история развития металлических конструкции может быть разделена на пять периодов.
Первый период (от XII в. до начала XVII в.) характеризуется применением металла в уникальную по тому времени сооружениях (дворцах, церквях и т.п.) в виде затяжек и скреп для каменной кладки. Затяжки выковывали из кричного железа и скрепляли через проушины на штырях. Одной из первых таких конструкции являются затяжки Успенского собора во Владимире (1158 г.). По зрелости конструктивного решения выделяется металлическая конструкция, поддерживающая каменный потолок над коридором между притворами Покровского собора – храма Василия Блаженного (1560 г.). Это первая известная нам конструкция, состоящая из стержней, работающих на растяжении, изгиб и сжатие. Затяжки, поддерживающие потолок в этой конструкции, укреплены для облегчения работы на изгиб подкосами. Поражает, что уже в те времена конструктор знал, что для затяжек, работающих на изгиб, надо применять полосу, поставленную на ребро, а подкосы, работающие на сжатие, лучше делать квадратного сечения.
Второй период (от начала XVII в. до конца XVIII в.) связан с применением наклонных металлических стропил и пространственных купольных конструкций («корзинок») глав церквей. Стержни конструкций выполнены из кованных брусков и соединены на замках и скрепах горновой сваркой. Конструкция такого типа сохранились до наших дней. Примерами служат перекрытия пролетом 18 м над трапезой Троицко-Сергиевского монастыря в Загорске (1696-1698 гг.), перекрытие Большого Кремлевского дворца в Москве (1640 г.), каркас купола колокольни Ивана Великого (1603 г.), каркас купола Казанского собора в Ленинграде пролетом 15 м (1805 г.) и др.
Третий период (от начала XVIII в. до середины XIX в.) связан с освоением процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий гражданских и промышленных зданий. Соединения чугунных элементов осуществляется на замках или болтах. Первой чугунной конструкцией в России считается перекрытием крыльца Невьянской башни на Урале (1725 г.). В 1784 г. в Петербурге был построен первый чугунный мост. Совершенства чугунные конструкции в России достигли в середине XIX столетия. Уникальной чугунной конструкцией 40-х годов XIX в. является купол Исаакиевского собора, собранный из отдельных косяков в виде сплошной оболочки. Конструкции купола состоит из верхней конической части, поддерживающей каменный барабан, венчающий собор, и нижней, более пологой части. Наружная оболочка купола с помощью легкого железного каркаса опирается на чугунную конструкцию.
Чугунная арка пролетом 30 м применена в перекрытии Александрийского театра в Петербурге (1827-1832 гг.). В 50-х годах XIX в. в Петербурге был построен Николаевский мост с восемью арочными пролетами от 33 до 47 м, являющийся самым крупным чугунным мостом мира. В этот же период наслонные стропила постепенно трансформируются в смешанные железочугунные треугольные фермы. В фермах сначала не было раскосов, они появились в конце рассматриваемого периода. Сжатые стержни ферм часто выполняли из чугуна, а растянутые – из железа. В узлах элементы соединялись через проушины на болтах. Отсутствие в этот период прокатного и профильного металла ограничивало конструктивную форму железных стержней прямоугольным или круглым сечением. Однако преимущества фасонного профиля уже были поняты и стержни уголкового или швеллерного сечения изготовляли гнутьем или ковкой нагретых полос.
Четвертый период (с 30-х годов XIX в. до 20-х годов XX в.) связан с быстрым техническим прогрессом во всех областях техники того времени и, в частности, в металлургии и металлообработке.
В начале XIX в. кричный процесс получения железа был заменен более совершенным- пудлингованием, а в конце 80-х годов – выплавкой железа из чугуна в мартеновских и конверторных цехах. Наряду с уральской базой была создана в России южная база металлургической промышленности. В 30-х годах XIX в. появились заклепочные соединения, чему способствовало изобретение дыропробивного пресса; в 40-х годах был освоен процесс получения профильного металла и прокатного листа. В течение ста лет последующих лет все стальные конструкции изготовлялись клепаными. Сталь почти полностью вытеснила из строительной конструкции чугун, будучи материалом, более совершенным по своим свойствам (в особенности при работе на растяжение) и лучше подающимся контролю и механической обработке.
Чугунные конструкции во второй половине XIX в. применялись лишь в колоннах многоэтажных зданий, перекрытиях вокзальных дебаркадеров и т.п., где могла быть полностью использована хорошая сопротивляемость чугуна сжатию.
В России до конца XIX в. промышленные и гражданские здания строились в основном с кирпичными стенами и небольшими пролетами, для перекрытия которых использовались треугольные металлические фермы. Конструктивная форма этих ферм постепенно совершенствовалась: решетка получила завершение с появлением раскосов; узловые соединения вместо болтовых на проушинах стали выполнять заклепочными с помощью фасонок.
В конце прошлого столетия применялись решетчатые каркасы рамно-арочных конструкции для перекрытий зданий значительных пролетов. Примерами являются покрытия Сенного рынка в Петербурге (1884 г.) пролетом 25 м, Варшавского рынка пролетом 16 м (1891 г.), покрытие Гатчинского вокзала (1890 г.) и др.
Наибольшего совершенства рамно-арочная конструкция достигла покрытия дебаркадеров Киевского вокзала в Москве, построенного по проекту В.Г. Шухова (1913-1914 гг).
В конструкциях этих сооружений хорошо проработаны компоновочная схема, опорные закрепления и узловые заклепочные соединения.
Во второй половине XIX в. значительное развитие получило металлическое мостостроение в связи с ростом сети железных дорог. На строительстве мостов развивалась конструктивная форма металлических конструкций, совершенствовалась теория компоновки и расчета, технология изготовления и монтажа. Принципы проектирования, разработанные в мостостроении, были перенесены затем на промышленные и гражданские объекты. Основателями русской школы мостостроения являются известные инженеры и профессора С.В. Кербедз, Н.А. Белелюбский, Л.Д. Проскуряков.
Пятый период (послереволюционный) начинается с конца 20-х годов, с первой пятилетки, когда молодое социалистическое государство приступило к осуществлению широкой программы индустриализации страны.
К концу 40-х годов клепаные конструкции были почти полностью заменены сварными, более легкими, технологичными и экономичные.
Развитие металлургии уже 30-х годах позволило применять в металлических конструкциях вместо обычной малоуглеродистой стали более прочную низколегированную сталь (сталь кремнистую для железнодорожного моста через реку Ципу (Закавказье) и сталь ДС для Дворца Советов москворецких мостов).
Цель реферата – рассмотреть металлические конструкции в русской архитектуре XIX века.
Архитектурные композиции
Архитектура первой трети 19 в. В архитектуре первой трети 19 в. принципы классицизма получают дальнейшее развитие. Распространение патриотических и освободительных идей в русском обществе способствует укреплению национального самосознания, определению самобытных путей развития стиля. Русские зодчие в этот период в первую очередь решают широкие ансамблевые задачи в масштабе города, его центра, основных городских звеньев. Возрастает идейное значение архитектуры. Ансамбли и здания часто рассматриваются как выражение триумфальных идей победы русского народа в Отечественной войне 1812 г. Ордер во многих случаях приобретает особую монументальность, в связи с чем более широкое распространение получает греко-дорический ордер. Возрастает значение скульптурной пластики, причем в изображениях и орнаменте преобладает триумфальная тематика, символизирующая победу русского оружия, прославляющее русское государство. Укрупняются формы и растут масштабы архитектурных композиций.
Наиболее крупные замыслы зодчих были связанны с формированием ансамблей центра и важнейших градостроительных узлов Петербурга, а также с восстановлением и реконструкцией Москвы после пожара в 1812 г. Широким фронтом велась и реконструкция многих губернских и уездных городов России. В начале столетия ведущими петербургскими зодчими были А. Н. Воронихин (1759 – 1814) и А. Д. Захаров (1761 – 1811). В архитектуре 1820 – 1830-х годов особая заслуга в застройке Петербурга принадлежит К. И. Росси (1775 – 1849) и В.П. Стасову (1769 – 1848). В Москве послевоенного периода выделялись архитекторы О. И. Бове (1784 – 1834), Д. И. Жилярди (1788 – 1845) и А. Г. Григорьев (1782 – 1868).
Построенный Воронихиным в Петербурге Казанский собор (1801 – 1811 гг.) олицетворяет идею здания-ансамбля, в котором ведущее значение приобрела полукруглая колонна коринфского ордера высотой около 15 м, образующая одну из торжественных площадей на главной магистрали города – Невском проспекте. Выполняя задание воспроизвести колоннаду римского собора Петра , зодчий, учтя конкретную градостроительную ситуацию, создал архитектурный образ, полный величия и торжественности.
Вершиной развития русского классицизма было формирование системы ансамблей центра Петербурга, преемственно развивавших градостроительные принципы 18 в. Ключевым звеном этого процесса было строительство архитектором А. Захаровым нового здания Адмиралтейства (1806 – 1823 гг.) на основе существовавших построек верфи. Был сохранен 72-метровый шпиль, возведенный ранее Коробовым, однако фасады были полностью переделаны. Основное градостроительное значение архитектуры этого П-образного в плане здания состоит в том, что оно воедино связало и организовало три площади, примыкающие к основным фасадам, и вместе с тем усилило их композиционное начало – башню Адмиралтейства, объединяющую три городских луча. На всём протяжении главного и боковых фасадов применен единый дорический ордер с крупным масштабом членений и стройными пропорциями колонн. Трехчастная композиция портиков акцентирует угловые участки здания и создаёт торжественные боковые фасады, обращенные к центральным площадям города – Дворцовой и Сенатской. Обращенные к Неве торцевые части здания трактованы в виде массивных триумфальных арок, обрамленных колоннадами, близких к композиции нижней части адмиралтейской башни. Здание богато украшено скульптурой и барельефами на военные и морские темы. Адмиралтейство, обладающее поразительной образной силой утверждения художественным языком передовых патриотических идей своего времени, представляет собой своеобразный архитектурный гимн русскому народу. Его главенствующее градостроительное значение во многом предопределило формирование объёмно-пространственной системы центра Петербурга.
Огромную роль в сложении этой системы сыграло здание Биржи на Стрелке Васильевского острова (1804 – 1810 гг.. архит. Тома де Томон), в проектировании которого консультативное участие принимал Захаров. Поднятый на высоком подиуме, дорический периптер занял центральное осевое место Стрелки, причём основная ось здания ориентированна на встречу реке, замыкая её перспективу. Эта развитая в пространстве ось подчеркнута полукружием Стрелки и двумя симметрично поставленными колоннами-маяками. Монументальный и как бы пронизанный воздухом ансамбль Биржи объединил огромные пространства и комплексы, сформировавшиеся по берегам Невы у её разветвления на два рукава (Петропавловскую крепость, Зимний дворец, Адмиралтейство и другие постройки), став сердцевиной объёмно-пространственной системы центра столицы.
Система ансамблей центра была завершена в 1820 – 1850-х годах, когда получили своё окончательное выражение Дворцовая и Сенатская площади. Огромная заслуга в этом принадлежит выдающемуся градостроителю К. И. Росси, построившему на Дворцовой площади здание Главного штаба, а на Сенатской - здание Сената и Синода.
Здание Главного штаба в Петербурге (1819 – 1829 гг.) расположилось на площади по дугообразной в плане кривой с огромной аркой посередине, делящей всё здание на две симметричные части. Ориентированная на ось Зимнего дворца, Триумфальная арка трактована как памятник русской армии и её славным победам, что отразилось в символике скульптур и барельефов (скульптурная группа коней с фигурой Славы, скульптуры воинов, барельефные композиции воинских доспехов, летящих гениев Славы и т. п.). Посредством арки площадь связалась короткой улицей с Невским проспектом. Масштаб здания согласован с масштабом Зимнего дворца и, несмотря на стилевые различия, оба здания составляют целостный ансамбль. Пространственное единство ансамбля было подчеркнуто постановкой на площади монументальной Александровской колонны (1830 – 1834 гг., архит. А.А. Монферран).
Тот же принцип объединения здания в единую композицию с торжественной аркой в центре, переброшенной через улицу, Росси использовал в здании Сената и Синода в Петербурге (1829 – 1834 гг.), замыкающем Сенатскую площадь со стороны, противоположной боковому фасаду Адмиралтейства. Ранее поставленный в середине площади динамичный монумент Петра 1 подчеркивает ориентацию ансамбля в сторону Невы. Эта ось была также закреплена постановкой в глубине площади гигантского по величине Исаакиевского собора (1818 – 1858 гг., архит. А. А. Монферран) – купольного здания высотой 101,52 м с четырьмя крупными коринфскими портиками (высота колонн 17,04 м) и круглой колоннадой купола (диаметр купола 21,83 м), ставшего доминантой в застройке города.
Вершина целостной градостроительной задачи – ансамбль Театральной улицы (ныне ул. Зодчего Росси в Петербурге, получившей название по имени её создателя). Построенный в 1828 – 1834 гг. по единому замыслу зодчего, ансамбль включает помимо улицы, образованной двумя торжественными административными корпусами, полукруглую открытую к реке Фонтанке площадь Ломоносова, обстроенную трехэтажными корпусами, здание Александринского театра, ориентированное по оси улицы Росси, и примыкающую к Невскому проспекту обширную площадь перед театром, ограниченную по бокам зданием Публичной библиотеке и павильонами Аничкова дворца. Четкое регулярное построение пространства и единая тема фасадов – ордер на арочном основании цокольного этажа – объединяют здания. Различная разработка ордеров, разнообразие объёмных и пространственных решений, а также особый характер каждого из пространств придают основным звеньям ансамбля индивидуальный облик. Благодаря тесной композиционной связи с магистралями города – Невским проспектом и набережной Фонтанки – ансамбль стал органической частью целостной пространственной системы Петербурга.
В ансамблевой застройке города помимо крупных парадных зданий всё большее значение в первой половине 19 в. стали приобретать отдельные здания и сооружения торгового, производственного, складского и прочего утилитарного назначения, которым иногда отводилась весьма значительная роль в градостроительной композиции. Примерами могут служить построенные по проектам В. П. Стасова Провиантские склады в Москве (проект 1821 г.) и здание придворных конюшен (1817 – 1823 гг.), возведенное неподалеку от Дворцовой площади в Петербурге у впадения в р. Мойку Екатерининского канала (ныне канал Грибоедова). Сравнительно низкое и протяженное здание имеет замкнуто-периметральную композицию, монументальные фасады которой строятся на сочетании мощной стены и крупномасштабного дорического ордера. Каждый фасад индивидуален в соответствии с характером организуемого городского пространства. В «островном» построении здания, активно взаимодействующего с городскими пространствами, зодчий в какой-то степени следовал древним московским принципам градостроительства.
Архитектура Москвы после пожара 1812 г. основывалась на классицизме довоенного периода и новых послевоенных тенденциях. Тема победного триумфа в Отечественной войне нашла выражение в архитектуре Москвы, как и других городов России, в тяге к торжественным и монументальным формам, создании крупных ансамблей. Наряду с этим в Москве обострились проблемы жилищного и утилитарного строительства в связи с опустошительными последствиями пожара ми французской оккупации.
Созданная в 1813 г. «Комиссия для строений города Москвы» разработала проект реконструкции города, проводя последовательно единый метод регулярной застройки во всех звеньях структуры города – от центральных площадей до отдельных улиц и переулков. Регламентировалась этажность в зависимости от значения улиц и площадей, определялась правилами обязательная постановка домов по проектным «красным линиям», устанавливались габариты зданий, оград и т. д. Были выработаны типы жилых домов с преобладанием для небольших зданий деревянных конструкций с последующей их штукатуркой и отделкой под камень. В композиции использовались характерные для классицизма ордерные элементы и детали, рустовка стен, арки и архивольты, ниши, фронтоны и т. д. Широко применялась лепнина, а в интерьерах и живопись гризайль, имитирующая барельефы. Пропорции и различные комбинации деталей позволяли при общем единстве стиля придавать каждому дому индивидуальность. Улицы и площади, застроенные такими зданиями, превращались в целостные ансамбли.
К архитектуре Москвы приближались и многие здания провинциальных городов, в которых последовательно внедрявшиеся принципы регулярной застройки нередко сочетались с традиционно живописными приемами композиции зданий. Застройка улиц по «образцовым» проектам дополнялась яркими индивидуальными зданиями и ансамблями. С особым вниманием относились к формированию центров городов. Во многих из них сложились замечательные ансамбли, в которых геометрическая система улиц и площадей органично сочеталась с ведущими элементами древнерусских ансамблей.
Заключение
«Конструкция как таковая представляла собой как бы подсознательную сторону архитектуры, в ней были потенциально заложены импульсы, которые гораздо позже получили теоретическое обоснование и объяснение». Представляется, что эта «подсознательность» была в особенности присуща русской архитектуре, где приемы строительной техники и строительные конструкции долгое время были более традиционными, чем в Западной Европе. Если можно говорить о явном влиянии новых металлических конструкций на зарождение небывалых пространственных решений и формирование принципиально новых эстетических концепций в европейском зодчестве, то при всем желании это очень трудно сделать по отношению к русской архитектуре середины XIX в. Естественно, что расширение технических возможностей и усовершенствование конструкций не могло не влиять и на русскую архитектуру, давая ей все большую творческую свободу и позволяя осуществлять все более смелые композиционные решения зданий. Но, как правило, они не обладали еще принципиальной новизной пространственных решений, как, например, Хрустальный дворец Пэкстона (1851) или Национальная библиотека Лабруста (1858), где новаторство архитектурного образа целиком определено возможностями прогрессивных металлических конструкций. Созданный в 1860 г. Боссе проект здания постоянной выставки Всероссийского общества садоводства в Петербурге реализовал именно эту линию развития архитектуры XIX в.— не вписывая здание в окружающее пространство, а как бы «окружая пространство» сооружением из металла и стекла. Цельное внутреннее пространство, перекрытое металлическими конструкциями без внутренних опор, включало в себя свободно распланированный сад с причудливым рисунком дорожек.
Может быть, отчасти и этот проект, получивший тогда достаточно широкую известность, послужил наряду с европейскими образцами, и прежде всего — Хрустальным дворцом, основой для той фантастической архитектуры, которую нарисовал Чернышевский всего через три года в романе «Что делать?» Во всяком случае, к этому проекту вполне применимо описание Чернышевского: «Но это здание — что ж это, какой оно архитектуры? Теперь нет такой; нет, уж есть один намек на нее — дворец, который стоит на Санденгамском холме: чугун и стекло, чугун и стекло только. Нет, не только: это лишь оболочка здания; это его наружные стены; а там, внутри, уж настоящий дом, громаднейший дом: он покрыт этим чугунно-хрустальным зданием, как футляром; оно образует вокруг него широкие галереи по всем этажам. Какая легкая архитектура этого внутреннего дома, какие маленькие простенки между окнами — а окна огромные, широкие, во всю ширину этажей!.. И повсюду южные деревья и цветы; весь дом — громадный зимний сад». Представляется, что Чернышевский очень точно уловил те тенденции в архитектуре, которые уже «носились в воздухе», и дал не картину далекого будущего, а анализ сооружений и проектов, которые уже возникали и обсуждались в периодической печати.
Это почти чисто инженерное сооружение кажется необычайно органичным для творчества Боссе, обычно намного опережавшего в своих работах те тенденции, которые позднее станут определяющими.
Эти тенденции, во многом связанные с общеевропейскими процессами, происходящими в архитектуре середины столетия, сказались не только в типичном для эклектики разнообразии в выборе декоративных форм, но и в зарождении совершенно нового отношения к пространству в архитектуре, повлекшему за собой кардинальные перемены в планировке и общей композиции зданий. Это сказалось в структуре сооружений самого различного назначения — первых железнодорожных вокзалов, где остекленные перекрытия образовывали совершенно новые по характеру просторные крытые перроны, куда свободно входили «локомотивы», первых пассажей с уходящими вглубь светлыми галереями, выставочных залов, освещенных верхним светом, крытых рынков и банковских операционных залов с остекленными световыми куполами и, наконец, обширных остекленных зимних садов в богатых особняках, создающих иллюзию непосредственной связи с природой, объединения внешнего и внутреннего пространства, когда анфилада парадных зал, пронизав здание насквозь, словно прорывается во вне сквозь зелень зимнего сада.
«Простор внутри здания приводит меня в такой восторг, доставляет мне такое наслаждение, что, если бы я достигнул его, я, кажется, готов бы был пожертвовать для него простором полей» — эти слова Вильяма Морриса, сказанные уже в 1891 г., прекрасно выразили ту «тоску по пространству», которая вдохновляла лучших архитекторов XIX столетия. Но в какой-то мере эти слова были, как представляется, и реакцией очевидца на ту все возрастающую перенасыщенность деталями, загроможденность интерьеров, которая была выражением одного из главных определяющих противоречий архитектурного мышления и реальной архитектурной практики периода эклектики, взявшего начало еще в 1840-х годах.
Несоответствие между свободным объемно-пространственным решением интерьеров и реальным «заполнением», а на деле — просто затеснением этого пространства должно быть особо подчеркнуто, как одно из характернейших качеств архитектуры второй половины XIX в. Не имея возможности специально остановиться на сложнейшей проблеме решения интерьеров этого времени, что составляет совершенно самостоятельную тему исследования 63, следует отметить наиболее важную их особенность. Она заключалась в том, что при все более смелых и разнообразных пространственных решениях, в особенности в общественных и дворцовых сооружениях, но также и в жилых домах и особняках, «наполнение», оформление интерьеров в различных стилях вскоре свелось к совершенно определенному стереотипу, как будто призванному к тому, чтобы максимально смягчить пространственный эффект, «заглушить» в буквальном смысле этого слова небывалое ощущение простора от слияния отдельных пространств, сделать интерьеры максимально более соразмерными человеку, «обжить» их, создать насыщенную, даже перенасыщенную, теплую, благоприятную для обитания архитектурную среду. Это касалось как совершенно новых принципов расстановки мебели, заполняющей все свободное пространство и подразделяющей его на отдельные «уголки» (наиболее компактным воплощением этого принципа было, например, расположение мебели, запроектированное арх. И. А. Монигетти для кабинета в Ливадийском дворце), так и тех приемов оформления интерьеров, которые должны были, максимально связать «обстановку» с декоративным убранством стен. Насыщенность поверхностей стен, пола и потолка, заполнение всех «пустот» декоративными деталями, драпировками, портьерами, занавесями, трельяжами, низко свисающими люстрами сложного рисунка, настенными бра и светильниками — все это создавало совершенно особое ощущение от интерьеров, словно поглощающих человека.
Другой особенностью интерьеров этого времени, получившей дальнейшее развитие в последующие десятилетия, было то тяготение к разнообразию впечатлений, которое сделало закономерным для творчества зодчих введение разных «стилей» для оформления прилегающих друг к другу помещений. Пресловутое «многостилье» эклектики во многом покоилось на стремлении к максимальному контрасту между отдельными интерьерами, как бы «оттеняющими» друг друга при их последовательном восприятии в движении, во времени.
Содержание
Введение…………………………………………………………………………...3
1 История развития металлоконструкции ………………………………………7
2 Чугунные, железные строительные конструкции…………………………...10
3 Архитектурные композиции…………………………………………………..12
4 Новые тенденции в русской архитектуре 1830-1850-х годов………………18
Заключение……………………………………………………………………….20
Список использованных источников…………………………………………...24
Введение
Металлоконструкции сегодня являются одним из самых популярных удобных и востребованных материалов. Уровень развития металлических конструкций определяется, с одной стороны, потребностями в них народного хозяйства, а с другой – возможностями технической базы: развитие металлургии, металлообработки, строительной науки и техники. Исходя из этих положений история развития металлических конструкции может быть разделена на пять периодов.
Первый период (от XII в. до начала XVII в.) характеризуется применением металла в уникальную по тому времени сооружениях (дворцах, церквях и т.п.) в виде затяжек и скреп для каменной кладки. Затяжки выковывали из кричного железа и скрепляли через проушины на штырях. Одной из первых таких конструкции являются затяжки Успенского собора во Владимире (1158 г.). По зрелости конструктивного решения выделяется металлическая конструкция, поддерживающая каменный потолок над коридором между притворами Покровского собора – храма Василия Блаженного (1560 г.). Это первая известная нам конструкция, состоящая из стержней, работающих на растяжении, изгиб и сжатие. Затяжки, поддерживающие потолок в этой конструкции, укреплены для облегчения работы на изгиб подкосами. Поражает, что уже в те времена конструктор знал, что для затяжек, работающих на изгиб, надо применять полосу, поставленную на ребро, а подкосы, работающие на сжатие, лучше делать квадратного сечения.
Второй период (от начала XVII в. до конца XVIII в.) связан с применением наклонных металлических стропил и пространственных купольных конструкций («корзинок») глав церквей. Стержни конструкций выполнены из кованных брусков и соединены на замках и скрепах горновой сваркой. Конструкция такого типа сохранились до наших дней. Примерами служат перекрытия пролетом 18 м над трапезой Троицко-Сергиевского монастыря в Загорске (1696-1698 гг.), перекрытие Большого Кремлевского дворца в Москве (1640 г.), каркас купола колокольни Ивана Великого (1603 г.), каркас купола Казанского собора в Ленинграде пролетом 15 м (1805 г.) и др.
Третий период (от начала XVIII в. до середины XIX в.) связан с освоением процесса литья чугунных стержней и деталей. Строятся чугунные мосты и конструкции перекрытий гражданских и промышленных зданий. Соединения чугунных элементов осуществляется на замках или болтах. Первой чугунной конструкцией в России считается перекрытием крыльца Невьянской башни на Урале (1725 г.). В 1784 г. в Петербурге был построен первый чугунный мост. Совершенства чугунные конструкции в России достигли в середине XIX столетия. Уникальной чугунной конструкцией 40-х годов XIX в. является купол Исаакиевского собора, собранный из отдельных косяков в виде сплошной оболочки. Конструкции купола состоит из верхней конической части, поддерживающей каменный барабан, венчающий собор, и нижней, более пологой части. Наружная оболочка купола с помощью легкого железного каркаса опирается на чугунную конструкцию.
Чугунная арка пролетом 30 м применена в перекрытии Александрийского театра в Петербурге (1827-1832 гг.). В 50-х годах XIX в. в Петербурге был построен Николаевский мост с восемью арочными пролетами от 33 до 47 м, являющийся самым крупным чугунным мостом мира. В этот же период наслонные стропила постепенно трансформируются в смешанные железочугунные треугольные фермы. В фермах сначала не было раскосов, они появились в конце рассматриваемого периода. Сжатые стержни ферм часто выполняли из чугуна, а растянутые – из железа. В узлах элементы соединялись через проушины на болтах. Отсутствие в этот период прокатного и профильного металла ограничивало конструктивную форму железных стержней прямоугольным или круглым сечением. Однако преимущества фасонного профиля уже были поняты и стержни уголкового или швеллерного сечения изготовляли гнутьем или ковкой нагретых полос.
Четвертый период (с 30-х годов XIX в. до 20-х годов XX в.) связан с быстрым техническим прогрессом во всех областях техники того времени и, в частности, в металлургии и металлообработке.
В начале XIX в. кричный процесс получения железа был заменен более совершенным- пудлингованием, а в конце 80-х годов – выплавкой железа из чугуна в мартеновских и конверторных цехах. Наряду с уральской базой была создана в России южная база металлургической промышленности. В 30-х годах XIX в. появились заклепочные соединения, чему способствовало изобретение дыропробивного пресса; в 40-х годах был освоен процесс получения профильного металла и прокатного листа. В течение ста лет последующих лет все стальные конструкции изготовлялись клепаными. Сталь почти полностью вытеснила из строительной конструкции чугун, будучи материалом, более совершенным по своим свойствам (в особенности при работе на растяжение) и лучше подающимся контролю и механической обработке.
Чугунные конструкции во второй половине XIX в. применялись лишь в колоннах многоэтажных зданий, перекрытиях вокзальных дебаркадеров и т.п., где могла быть полностью использована хорошая сопротивляемость чугуна сжатию.
В России до конца XIX в. промышленные и гражданские здания строились в основном с кирпичными стенами и небольшими пролетами, для перекрытия которых использовались треугольные металлические фермы. Конструктивная форма этих ферм постепенно совершенствовалась: решетка получила завершение с появлением раскосов; узловые соединения вместо болтовых на проушинах стали выполнять заклепочными с помощью фасонок.
В конце прошлого столетия применялись решетчатые каркасы рамно-арочных конструкции для перекрытий зданий значительных пролетов. Примерами являются покрытия Сенного рынка в Петербурге (1884 г.) пролетом 25 м, Варшавского рынка пролетом 16 м (1891 г.), покрытие Гатчинского вокзала (1890 г.) и др.
Наибольшего совершенства рамно-арочная конструкция достигла покрытия дебаркадеров Киевского вокзала в Москве, построенного по проекту В.Г. Шухова (1913-1914 гг).
В конструкциях этих сооружений хорошо проработаны компоновочная схема, опорные закрепления и узловые заклепочные соединения.
Во второй половине XIX в. значительное развитие получило металлическое мостостроение в связи с ростом сети железных дорог. На строительстве мостов развивалась конструктивная форма металлических конструкций, совершенствовалась теория компоновки и расчета, технология изготовления и монтажа. Принципы проектирования, разработанные в мостостроении, были перенесены затем на промышленные и гражданские объекты. Основателями русской школы мостостроения являются известные инженеры и профессора С.В. Кербедз, Н.А. Белелюбский, Л.Д. Проскуряков.
Пятый период (послереволюционный) начинается с конца 20-х годов, с первой пятилетки, когда молодое социалистическое государство приступило к осуществлению широкой программы индустриализации страны.
К концу 40-х годов клепаные конструкции были почти полностью заменены сварными, более легкими, технологичными и экономичные.
Развитие металлургии уже 30-х годах позволило применять в металлических конструкциях вместо обычной малоуглеродистой стали более прочную низколегированную сталь (сталь кремнистую для железнодорожного моста через реку Ципу (Закавказье) и сталь ДС для Дворца Советов москворецких мостов).
Цель реферата – рассмотреть металлические конструкции в русской архитектуре XIX века.
История развития металлоконструкций
Металлические конструкции имеют богатую историю развития. Уже в XVII несущие металлические конструкции применялись в строительстве зданий и сооружений.
В 1686-1696 гг. появляются первые упоминания об использовании металлических конструкции в качестве перекрытий в Троице-Сергиевского монастыря (г. Сергиев-Посад).
В XVII металлические конструкции применялись достаточно редко как в России так и за рубежом, применяя металлические конструкции производили монтаж перекрытий куполов в церквях. Отсутствие развитой инфраструктуры, слабое развитие металлургии дефицит черного металла, препятствовали широкому распространению металлоконструкций.
В начале XIX века в качестве основного материала для строительства мостов, и других промышленных металлических конструкций использовали чугун. Уже в 1784 году, в Царском селе были построены такие мосты. Первый чугунный мост в Петербурге был построен в 1807 году.
В Москве был построен (Высокопятницкий мост, на месте современного Чугунного моста).
Развитию научных основ литейного производства во многом способствовали работы: П. П. Аносова ,Д. К. Чернова и других ученых.
Строительство промышленных цехов, фабричных зданий происходило с использованием чугуна наряду с чугуном применялось и сварочное железо ,преимущественно в каркасах многоэтажных зданий и на многочисленных фабриках текстильной промышленности, построенных в России в середине и в конце XIX столетия.
Более широкое применение сварочного железа началось в период промышленной революции конца XVIII и начала XIX столетий. развитие железных дорог также стимулировали применение сварочного железа, намного более удобного для использования в конструкциях, нежели чем чугун. Но в первое время развитие железных конструкций было сильно затрудненно, так как процесса клепки не был достаточно хорошо разработан.
В 1853 г. при постройке железнодорожных мостов сварочное железо получило еще более широкое применение. В России был построен первый большой железный мост через реку Лугу на Петербургско-Варшавской железной дороге, который просуществовал 90 лет и был разрушен во время Великой Отечественной войны; в 1861 г.