В подавляющем большинстве в этих городах дома строились из дерева. Дерево в значительной мере определяло размеры, этажность и конфигурацию зданий и помещений в них. Размеры домов определяли во многом исходя из длины бревна. Срубы могли иметь размеры (в аршинах): 12х15, 15х15,15х20,12х20 и т.д. (рис. 84)

Стены рубили из горизонтально уложенных бревен. Внутренние несущие стены в домах с антресолями или с мезонинами выполняли из вертикально поставленных отесанных на четыре канта бревен. Сруб ставили на фундамент из кирпича или камня. Снаружи стены штукатурили или обшивали тесом. Воздушные пространства, образовавшиеся между срубом и штукатуркой, как и изоляция сруба от фундамента, обеспечивали хорошую сохранность дерева. В некоторых случаях применяли деревянные колонны, которые оклеивали материей (обычно редким холстом) и окрашивали масляной краской или оштукатуривали. Эти деревянные конструкции, усовершенствованные в период массового строительства Москвы после пожара 1812 г., получили распространение и во многих других городах России и были обобщены в строительных руководствах того времени. Двухэтажные дома в деревне рубили редко. В таких случаях второй этаж обыкновенно ставили на каменный подклет, который мог служить жильем, складом или торговым помещением. Обычно же для зажиточных слоев населения, и в том числе для дворянства и купечества, строились благоустроенные каменные дома в два, три и четыре этажа, со значительным количеством комнат. Первый этаж в них обычно предназначался под торговые или служебные помещения и перекрывался сводами. Во втором располагались парадные комнаты и залы.

Большой Кремлевский дворец сооружен в 1838-1849 гг., по проекту архитекторов К.А. Тона, Ф.Ф. Чичагова. Четырехугольный в лане дворец с внутренним дворцом расположен на высоком Боровицком холме. Площадь, занятая дворцом, равна примерно 20 тыс. м² и включает 700 отдельных помещений. Протяженность дворца 125 м. Здание двухэтажное, второй этаж построен с отступом, благодаря чему образуется открытая терраса. Во втором парадном этаже находится большие залы.

При постройке дворца были применены новшества в конструкциях сводов и покрытий, в системе каменной кладки и облицовки, в применении новых материалов: например, впервые был применён коломенский известняк, обнаруженный в 40-х годах. Все залы, как и другие парадные помещения дворца, отличаются умелым использованием различных строительных материалов. Так, вестибюль искусно отделан мрамором с полированными колоннами сердобольского гранита. Широкая парадная лестница выполнена из ревельского камня, а ее стены отделаны искусственным мрамором, двери в аванзал высотой 5 м представляют изумительный образец мастерства русских краснодеревцев: они выполнены из орехового дерева без гвоздей и клея.

В покрытии дворца установлены железные стропила, коридоры и сени выставлены каменными плитами, вместо печного отопления применены тепловые калориферы по системе русского инженера Амосова. Дворец целиком построен из отечественных материалов русскими мастерами.

К середине XIX в. Строительство дворцов сократилось, а многие старые дворцы были использованы под административные здания.

Сельское жилое строительство. Тип крестьянского жилого дома занимал преобладающее место в общей застройке России. Многие города страны были застроены полностью или частично подобными домами. Крестьянская изба в тот период входила как одно из сооружений в комплекс крестьянского «двора», в который включали, помимо жилого дома, хлев, стойло для лошадей и сараи.

Уже с самого начала XIX в. в крестьянских избах, до того времени в основном остававшихся курными и темными, начинают проникать новые и прогрессивные в то время элементы - печные каменные дымоходы и большие окна. Первые избавляли крестьянское жилище от постоянного дыма и копоти, вторые делали жилища значительно более светлыми. Конечно, этот переход происходил не сразу и не везде.

В связи с тем, что частые пожары систематически уничтожали иногда целые деревни, правительство еще в конце XVIII в. объявило конкурс на проект «образцового» крестьянского хозяйства, способного противостоять огню. Лучшим из представленных на конкурс был признан проект Кеферстейна. Идея проекта заключалась в том, чтобы все помещения объединить под одной крышей и уберечь от огня. Весь двор окружен каменной оградой и имеет двое ворот, основной корпус также встроен в каменные стены, но внутри все строение деревянное. Здание перекрыто черепичной кровлей с конструкцией деревянных стропил, которая дает возможность удобно пользоваться чердаком. Этот проект большого, богатого крестьянского хозяйства, конечно, не мог претендовать на массовость применения.

В качестве одного из примеров поисков новых материалов и новых методов сельского огнестойкого строительства следует упомянуть об опыте строительства в безлесных районах землебитных крестьянских жилых и хозяйственных построек.

Типичным примером является крестьянский двор, построенный в начале XIX в. в курской губернии, включавший избу, обширный двор с воротами, помещения для скота и птицы, погреб, сарай, открытый навес. Все это выполнено в землебитной технике, набивкой земли между щитами или из земляного кирпича, стены оштукатурены обыкновенной обмазкой. Из крупных сооружений, возведенных в этой же техники, следует назвать двухэтажный с высокой крышей и башней Приоратский дворец в Гатчине, сохранившийся до сих пор.

5.2 Строительство общественных зданий

Первая половина XIX в. ознаменовалась интенсивным развитием различных отраслей хозяйства России. Потребности развивающейся промышленности и торговли значительно расширили область строительства сравнительно с XVIII в. Помимо гражданских зданий, начало довольно широко проводится «устройство дорог, мостов и плотин, промышленных и хозяйственных заведений».

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.

5.3 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. Приводимая нами диаграмма (рис. 33) знакомит с числом жилых домов ( с подразделением на каменные и деревянные) в городах России, на территории 28 губерний, за большой период с 1792-1909 гг. Диаграмма 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. В Петербурге и Москве в то время начали проводить крупные работу по устройству набережных, заключению мелких рек в трубы, прокладке водонапорных магистралей.

5.4 Основные несущие конструкции

Фундаменты в первой половине XIX в. выкладывали сплошными ленточными или столбовыми. На изображён сплошной фундамент Исаакиевского собора, ленточный фундамент дома Департамента государственных имуществ в Петербурге, а столбовой, закладывавшийся обычно под промышленные здания. В отдельных случаях, как это видно из последнего рисунка, 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.

Для определения допускаемой нагрузки на грунт пользовались обычно формулой французского ученого и инженера, строителя Парижского Пантеона, Ж. Ронделе. Его формула отражала зависимость между глубиной заложения фундамента и плотностью самого грунта. Ронделе полагал, что удар лома действует на грунт в 20 раз сильнее, чем спокойная нагрузка сооружения.

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; иногда строгость и скрупулёзность инспектирования качество доходили до курьеза.

Когда в 1837 г. при осмотре строительных работ в одной из крепостей Николай 1 обратил внимание на относительно плохую кладку. Главное инженерное управление дало указание «рябинки и неровности лицевого кирпича протирать куском другого кирпича до тех пор, пока на стороне обрабатываемой получится цементированная поверхность; швы расшивать толченым кирпичом и известью. Означенным составом наполнять пустоту швов узенькими лопаточками и, пока цемент в швах не окреп, притирать по линейкам железными расшивками, затем красить черлядью или же натирать железными расшивками до тех пор, пока от железа не выступала чернота».

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.

Первый опытный дом был построен в 1927г. в селе Алебьево Тульской губернии, второй 1828 г. в деревне Голубино по старой Калужской дороге, 13 км от Москвы. В 1829 г. в Москве было построено два таких опытных одноэтажных домиков: один у городской стены (на месте нынешней гостиницы Метрополь), другой в Зубове близь Пречистенки. С 1830 г. последовала постройка домов этого типа Московской, Рязанской, Тамбовской, Орловской губерниях.

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.

В первой половине XIX в. применялись те же конструкции сводов которые были известны и в XVIII в. Их классификация, составленная в середине XIX в. инженером А. Кросовским.

По теплотехническим условиям наружные своды делали в два или 1(1/2) кирпича, и только толщина внутренних сводов была (1/2) кирпича.

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. Иногда вместо чугунных применяли клепанные из уголков и листовой стали балки, но и в этих случаях сложность устройства клепанных соединений часто оказывалось препятствием к их применению. В 1843г. когда департамент искусственных дел предложил дирекции киевского университета применить покрытие из сводов по стальным балкам, архитектор Беретти отказался от выполнения этой работы, аргументируя тем, что «подобного опыта в Киеве нет и никто не берется делать балки из листового железа».

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. В 1853 г. такие горшечные своды устраивались в корпусе 2-й Морской казармы у Калинкина моста в Петербурге. В середине века проектировались облегченные горшечные перекрытия также в сооружениях портов Николаева, Севастополя, Измаила.

Представляет интерес устройство перекрытия углового зала корпуса 2-й Морской казармы. Это было одно из крупнейших перекрытий того времени; оно превосходило по размерам аналогичные своды, возводившиеся во Франции известным архитектором Экком. Зал имел пролет 11м.

5.5 Армокаменные и смешанные конструкции

Армокаменные конструкции, эпизодически применявшиеся в России с XVIII в., только в первой половине XIX в. получили широкое развитие Железные полосы уже в то время укладывали над оконными пролетами. Затяжки ставили как вверху арок, так и в толще стен. В перемычках прокладывали полосовое железо, заанкеренное на опорах. Архитектурные покрытия армировали снизу, а иногда и сверху и снизу полосовым железом с установкой хомутов. В каменных столбах в отдельных случаях устанавливали вертикальную арматуру, скрепленную по горизонтали рядом хомутов из кованного железа.

Армирование стен особенно широко применяли архитекторы А. Воронихин и А. Монферран. Казанский и Исаакиевский соборы отличаются особой насыщенностью каменных конструкций металлом.

А. Воронихин предложил в 1812 г. устройство металлических перекрытий, защищенных кирпичом. По металлическим балкам настланы металлические листы. По листам сделана кирпичная насадка на ребро, по которой сделан настил кирпичом. Сверх настила делались глиняная смазка и засыпка.

А. Монферран часто применял металл в каменных конструкциях, работающих на изгиб.

В кладке фронтона располагаются два металлических пояса: один над колоннами, другой между разгрузочными арками верхнего и нижнего рядов. Металлические пояса состоят из двух рядов железных полос с системой хомутов. Верхний металлический пояс подвешивается тяжами к верней грани фронтона. Кроме того, он крепится с затяжкой, пропущенной между верхними разгрузочными арками.

Применение армокаменных конструкций давало возможность перекрывать пролеты балками длиной в 15 м, что было сделано, например, в колоннаде Казанского собора. Армокаменные конструкции находили применение так же в виде прокладки проволоки между рядами кладки при строительстве подпорных стен, каналов и шлюзов.

Инженер-полковник Елин в 1830 г. Предлагал армировать колонны из кирпичных пустотелых блоков вертикальной арматурой в виде железного бруска, обвитого в середине проволокой, утверждая, что такие в прочности не уступят каменным.

Высказывались пожелания использовать железокерамические своды для перекрытий больших пролетов. Эти пожелания не были осуществлены из-за технической не разработанности в то время такого вида конструкций.

В 1841 г. Николай Набоков предложил перекрыть актовый зал дворца в Петербурге железокерамическим сводом при пролете в 25 м. он рекомендовал для этой цели использовать армированные керамические плиты на гидрофобном растворе (1/3 извести, 1/3песка, 1/3 золы, сваренные на льняном масле)

Интересно отметить, что в 1839 г. Во Франции капитан Оливье проводил аналогичные опыты над кладкой облегченных сводов в ј кирпича, сложенных на гипсовом растворе.

В первой половине 19 в. некоторые изменения коснулись принципов армирования. Если до 19 в. связи обычно закладывали у пят сводов, то теперь армирование сводов стали осуществлять сверху или в самом теле свода. В отдельных случаях металл располагался в плоскости свода.

Смешанные конструкции, также применявшиеся в первой половине 19 в., были вызваны противопожарными соображениями. Еще в начале 18 в. Петром 1 было дано распоряжение о строительстве мазанок, которые должны были сменить традиционные деревянные срубы. Смешанные конструкции 18в применялись трех видов:

1) фахверковые деревянные, с заполнением глиной между стойками;

2) то же, с заполнением кирпичом между стойками;

3) с кирпичными столбами с заполнением деревянной забиркой. Наиболее распространёнными были конструкции первого вида.

Одновременно с упомянутыми смешанными конструкциями в конце XVIII в. в центральных районах страны начали применять землебитное строительство. В Петербурге и Москве были созданы школы мастеров землебитного строительства. Под Ленинградом в Гатчине до сих пор сохранился двухэтажный землебитный дом, построенный мастерам-выпускниками Петербургской школы. В качестве специального руководства по конструкциям этого вида строительства в конце XVIII в. был издан труд Ф. Коантеро.

Смешанные и землебитные конструкции находят более широкое применение в первой половине XIX в. Отдельные специалисты: Стенжицкий, Савицкий, Работель, Цветков, Штассер⁵ делали предложения по рационализации и совершенствованию смешанного и землебитного строительства.

В первой половине 19 в. в России было построено много замлебитных и мазанковых построек. Так в с. Бездна Спасского уезда Рязанской губернии было выстроено более 300 глинобитных домов. Земляные постройки получили распространение в Черньском уезде Тульской губернии; саманные и глинобитные -- в Луганске Екатеринославской губернии, в Уманском уезде Тамбовской губернии и во многих местах Украины. Москве, в Тюфелевой роще, в начале XIX в. было построено два двухэтажных землебитных здания, сохранившихся до нашего времени.

Такие крупные государственные ведомства, как Главное инженерное управление Военного министерства и Департамент военных поселений рекомендовали применение в провинциальном строительстве землебитных сооружений в 1825 г. капитан Бюрно предложил строить здания смешанной конструкции, а именно, рубленые здания облицовывать с внутренней стороны в 1/4 кирпича и с наружной в 1/2 кирпича. Инженерный департамент отклонил предложение Бюрно из-за сложности работ, трудности прикрепления кладки к дереву, появления трещин в кладке от нагревания и увлажнения деревянного сруба. Между тем идея облицовки рубленых зданий кирпичом, как мера профилактического противопожарного порядка, продолжала существовать. В 1838 г. Орловская строительно-дорожная комиссия просила Департамент искусственных дел разрешить обкладывать кирпичом существующие дома в тех кварталах, которые по плану назначены под каменные строения. В степной полосе России многие сооружения имели подобную конструкцию. Примером может служить выстроенный в начале XIX в. дом б. Селиванова в Белгороде.

В первой половине XIX в. находят также применение известково-бетонные стены. Первый известково-бетонный дом был построен в 1848 г. в Красном Селе под Петербургом шведским инженером Рюдиным. Строительство опытного дома было неудачно по причине малой толщины стен (40 см) -- стены зимой промерзали, сырели и здание сказалось негодным для жилья.

Облицовка зданий начала широко применяться в России еще в XVIII в. Облицовывали преимущественно стены мрамором и гранитом. Количество облицовочных работ в первой половине XIX в. значительно возросло. Особенно большие облицовочные работы были проведены в Петербурге по облицовке набережной р. Невы, общей длиной в 34 км, а также крупных общественных зданий в Москве. Тесаной песчаной плитой были облицованы, например, берега р. Неглинки, набережная р. Москвы возле Кремля.

Крепление камней производилось металлическими пиропами. В граните пиропы обычно заливались свинцом, в песчанике -- серой. В 1828 г В. Маслов предложил использовать для заливки пиропов особую мастику, состоящую из: древесной смолы, каменного угля и негашеной гидравлической извести. Смесь варилась в чугунном котле до момента полного загашения извести. Такое соединение обеспечивает большую прочность сцепления и экономию. Свинцовая заливка пиропов стоила 45 коп., а мастичная 2 Ѕ коп.

Размеры пиропов были небольшие -- 25--30 см, хотя к отдельных случаях, как, например, в облицовке устоев Невского моста (ныне Дворцовый) в Петербурге, они достигали 75 см.

Одной из весьма трудоемких работ являлась теска естественного камня. До введения машинной техники в строительное производство выполнение работ по обработке камня было связано с большой затратой труда.

В древнейший период все пять сторон камня тесали для кладки стен полностью начисто, и лишь хвостовая часть оставалась необработанной. В XIX в. строители не могли так расточительно расходовать свой сплыв постепенно сокращали площади камней, подвергающихся теске.

Предложения об удешевлении тески камня делались неоднократно. Например, инженеры, работающие на строительстве Москворецкой набережной, рекомендовали тесать только одну лицевую грань камня. Это давало значительную экономию в производстве, но ухудшало качество облицовки, особенно при невысокой прочности раствора.

С 1840 г. ввели теску гранита по американской системе: для соединения камней по граням тесали полосы всего лишь в 1¹/2 дюйма ширины е каждой стороны швов. Эта система была значительно дешевле и ее ввели в русскую практику.

Требования к качеству тески в первой половине XIX в. были очень высокими. Швы должны были иметь толщину не более лезвия ножа.

В 1818 г. в России вышло руководство «Начальные основания разрезки камней», которое сыграло положительную роль при выполнении облицовочных работ. Оно знакомило с теорией и техникой нанесения на камин нужных размеров граней, а также с контролем, но их обработке.

6. Расчет каменных конструкций

В многоэтажных жилых зданиях первой половины XIX в. стены верхнего этажа имели минимальную толщину 2,5 кирпича. Начиная с третьего этажа, стены имели уступы, и в пятиэтажном доме толщина стены первого этажа была не менее 4 кирпичей.

Для определения основных размеров несущих каменных конструкций и России пользовались расчетными методами, опубликованными Ж. Ронделе и устанавливавшими ряд зависимостей между толщиной стены, с одной стороны, и размерами сооружений, глубиной комнаты и высотой этажа -- с другой.

Труд Ронделе представляет собой первую попытку ввести в проектирование сооружений расчетные нормы. Конечно ни теоретического, пи экспериментального обоснования нормы не имели, и рассчитанные по ним стены по-прежнему были очень тяжелыми.

Список литературы

1. «Очерки истории строительства в России 19-20 вв.», 1964 г.;

2. Копытова С.В. «Каменное строительство в Сибири», 1979 г.;

3. Гинзбург С.З. «О прошлом для будущего», 1986 г.;

4. Мачинский В.Д. «Крестьянское строительство в России», 1924 г.

Размещено на Allbest.ru