Железо в строительстве - Реферат


 

В качестве строительной арматуры железо уже в эпоху Древнего мира применяли на Ближнем Востоке (шумеры, ассирийцы, персы), в Индии и Китае. Железные балки и колонны изготавливались с помощью технологии горячей кузнечной (горновой или огневой) сварки из криц массой не более 40 кг.

Широкое применение железо нашло в индийской храмовой архитектуре в эпоху Гуптов, династии, правившей в Северной Индии в IV – VI вв. Использовались железные закрепы, штыри, хомуты, затяжки, скобы и даже пилоны. Во многих индийских храмах, построенных во второй половине 1 тыс., роль основных несущих конструкций выполняют железные сварные балки длиной до 6 м. Наиболее известными фундаментальными сооружениями из железа в средневековой Индии являются колонны в городах Дели и Дхаре.

Железная колонна в Дели – не только место паломничества индийцев, но и одна из главных достопримечательностей, привлекающая внимание туристов из всех стран мира. По наиболее распространенной версии считается, что металл для колонны был выплавлен в середине IV в. Это были крицы массой около 30 кг. Первоначально колонна была установлена в 415 г. в одном из храмов на востоке Индии в память о легендарном царе Чандрагупте II. В Дели колонна была перевезена около 1050 г. по приказу царя Ананг Полы. В настоящее время она размещается во дворе мечети Кувват-уль-Ислам в городе-крепости Лал-Кот в 20 км южнее старого Дели (отсюда происходит другое название колонны – «кутубская»).

Масса кутубской колонны оценивается почти в 6 т. Её высота достигает 7,8 м, из которых над поверхностью земли находятся 6,3 м. Диаметр у основания составляет 458 мм, по направлению вверх колонна сужается до диаметра 290 мм и заканчивается художественной капителью высотой около метра. В капители колонны имеется прорезь размером 15×5 см, которая уходит вглубь колонны на 41 см. Первоначально прорезь использовалась для закрепления статуи священной птицы Гаруды. Детали капители были откованы отдельно, и закреплены на корпусе колонны «насаживанием» друг на друга.

Нержавеющая колонна в Дхаре имеет гораздо меньшую известность. Дхар был крупным городом в средневековом королевстве Мальва на севере Индии. Предполагается, что дхарская колонна была изготовлена примерно в тоже время, что и делийская. В период вторжения монголов она была сброшена с каменного постамента и разломилась, существуют три ее обломка общей длиной 13,22 м. Общая масса колонны оценивается в 7,3 т.
Химический анализ металла, из которого изготовлены индийские колонны, показал, что это именно железо с очень низким содержанием углерода – менее 0,02% (масс.) и высоким содержанием фосфора – около 0,3% (масс.). Однако эти цифры не объясняют удивительной стойкости металла к коррозии.

Для древних китайских архитектурных традиций характерно использование чугуна. Технология чугунного литья была освоена китайцами значительно раньше, чем любым другим народом мира. Уже в 1 тыс. в Китае изготавливались необычайно крупные отливки из чугуна. Наиболее известные памятники того времени – чугунные пагоды.

Пагода представляет собой тип монументального буддийского культового сооружения, зародившегося в Индии. Она предназначена для хранения останков Будд, праха монахов или буддийских сутр (священных книг). Буддизм проник в Китай в годы правления императора Минди (58-75). В 68 г. был построен первый буддийский храм – Баймасы (в Лояне), а в эпоху Троецарствия (220-265) – первая пагода. После этого в крупных храмах Китая одна за другой появляется множество больших и малых пагод и ступ. Ступы – пагоды индийского типа, они представляли собой строение, которое венчает зонтообразная часть.

Как только техника сооружения пагод проникла в Китай, она сразу же вобрала в себя особенности китайских строений и пагоды в Китае строились в национальном стиле. Китайские пагоды бывают самых разнообразных форм – квадратные, шестиугольные, восьмиугольные, обычно с чётным числом углов и многоярусные. По своей конструкции они имеют вид башен или павильонов с многочисленными карнизами. Строительным материалом им служит дерево, кирпич, камень, глазурованная черепица, железо. В настоящее время в Китае насчитывается свыше 2000 пагод. Металлические пагоды представляли собой модульные сооружения, собираемые из заранее отлитых деталей, которые соединялись при помощи литья или специальных замковых сопряжений.

Первая чугунная пагода была построена в 695 г. по приказу императрицы У Цзэтянь (династия Тан) – это восьмигранная пагода-колонна под названием «Небесная ось, знаменующая добродетель Великой династии Чжоу с её сонмом земель». Она воздвигнута на чугунном фундаменте, окружность которого составляет 51 м, а высота – 6 м. Сама колонна имела 3,6 м в диаметре и 32 м в высоту. На её вершине был устроен «облачный свод» (высота – 3 м, диаметр – 9 м), который венчали четыре бронзовых дракона, каждый высотой 3,6 м, поддерживающих позолоченную жемчужину. На сооружение этой конструкции было израсходовано 1325 т металла.

Другие древние чугунные пагоды – Восточная и Западная в храме Гуансяо в Гуанчжоу. Западная отлита во времена Пяти Династий, в 963 г. Первоначально она имела 7 ярусов, однако 4 из них были разрушены ещё в древности. Восточная пагода была сооружена немного позже, в 967 г. Её высота составляет 6,35 м, она установлена на каменном пьедестале высотой 1,34 м. Первоначально она имела также шпиль, который позднее был разрушен.

К периоду династии Северная Сун относятся великолепно исполненные чугунные пагоды в Храме Нефритовой Весны в Даньяне (17,9 м), провинция Хэбей и в храме Ганлу (Храм Сладкой Росы) в Женьяне, провинция Цзянсу, а также пагода в Цзинине, провинция Шаньдун. Сооружались чугунные пагоды и позднее. Один из самых известных памятников архитектуры Китая – «Даньянская Железная пагода» (провинция Хэбей). Эта пагода, носящая официальное название «Пагода мощей Будды», расположена в храме Юкуань, в 15 км от Даньяна в провинции Хэбей. Она построена в 1061 г., и её высота составляет 13 м (с каменным пьедесталом – 17,9 м).

В Европе первыми стали применять железо в постройке греки. Для преодоления напряжения растяжения они скрепляли каменной кладкой железную арматуру – каркас такой конструкции. Металлические стяжки были использованы при строительстве Парфенона. Зодчий Мнесикл замуровал в специальных канавках мраморных блоков железные стержни длиной около 2 м. Каменные блоки Эрехтейона – одного из главных храмов Афин, в одном ряду скреплялись металлическими скобами в виде пластин, напоминающими двойную букву Т или были П-образной формы. Блоки в смежных рядах связывали вкладышами-пиронами (короткий металлический стержень, скрепляющий блоки каменной кладки по вертикали). Каждый пирон вставляли в перевёрнутый камень и ставили на место так, чтобы свободный его конец входил в гнездо нижнего камня, которое заливали свинцом по специально пробитому лотку. Иногда строители Эрехтейона применяли деревянные вкладыши или комбинированные скрепы в виде металлических штырей, заделанных в деревянные пробки. Металлические крепления заделывались в свинец или дерево, для того чтобы мягкая свинцовая оболочка смягчала их удары о стенки мраморных блоков при землетрясениях. Вслед за греками, этой технологией пользовались римляне и египтяне (например, при возведении терм Каракаллы и храма Крокодилов). А при возведении храмов в Византии для соединения строительных деталей применяли железные скобы – железные полосы, изогнутые под углом, служащие для скрепления деревянных частей в лесах, стропилах, мостах и других сооружениях.

  • Студент: Ратнов А.C.
  • Руководитель: Черноусов П.И.

Железо уже в эпоху Древнего мира применяли в качестве строительной арматуры. Проследив эволюцию железа в строительстве, нельзя не отметить той колоссальной роли, которую оно в целом сыграло в развитии человечества. Применение этого материала в строительстве можно отнести к наиболее выдающимся достижениям человечества. Именно благодаря железу и стали, распространение человека по земле стало поистине глобальным. Вместе с тем необходимо отметить, что несмотря на очевидные преимущества сплавов железа перед другими конструкционными строительными материалами по целому ряду прочностных и механических характеристик, их широкое применение в капитальном строительстве стало возможным только после освоения массового производства чугуна и стали с помощью относительно дешевых «жидких» технологий. Чугун стал основным конструкционным строительным материалом к концу эпохи Промышленной революции после внедрения в доменный процесс мощной воздуходувной техники на основе парового двигателя, а литая сталь – после изобретения процессов конверторной и мартеновской плавки.

  • строительство;
  • архитектура;
  • железо;
  • чугун;
  • бессемеровская сталь;
  • чугунные пагоды;
  • решётка;
  • мост.
  1. Gustodis, P.G: stahl und eisen 107 (1987), Nr. 22.
  2. Со Сталью - к небу. //Черные металлы, январь 2005.
  3. 19th-century construction in iron and glass. History of western architecture / Building materials // Encyclopedia Britannica. Deluxe millennium Edition, 1999.
  4. http://alum.mit.edu/www/dwag/koreanfe/
  5. Nianjian. Zhongguo kaoguxue nianjian, ed. by Chinese Archaeological Society / Beijing: Wenwu Chubanshe, 1985.
  6. Schumacher; Th. Großbaustelle Kölner Dom, Köln, 1993
  7. Антонино Терранова «National Geographic» Небоскребы» Издательство: «АСТ», 2004 г, 316 с.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

MetalSpace

Опубликовано MetalSpace

Адрес электронной почты: info@metalspace.ru
Предлагаем сотрудничество
  • Опубликуй свои произведения в электронной форме.
  • Размести научную статью или пресс-релизы на страницах нашего портала.

Оставь комментарий