Уникальные чугунные здания XIX века - Реферат


 

Изменения в средствах транспорта и системах связи, в промышленности и торговле, наконец в самой повседневной жизни поставили перед архитектором задачи, которые невозможно решить, используя старые архитектурные формы.

Перемены происходили постепенно

В 1779 году в английском Колбрукдейле был построен железный мост через реку Северн. В 1801 балки и колонны из кованого железа применили при строительстве хлопкоперерабатывающего завода в Манчестере. Центральный рынок «Ле Аль» в Париже (1824) был построен как большой навес с каркасом из металлических опор и балок. Для Всемирной выставки 1851 в Лондоне сэр Джозеф Пакстон спроектировал Хрустальный дворец, гигантскую оранжерею с полностью остекленными стенами и кровлей; для каркаса здесь впервые были использованы стандартные элементы из металла. Чтобы освободить пространство большого читального зала библиотеки св. Женевьевы (1843–1850) от мощных каменных столбов, которые были необходимы для поддержки высоких сводов, Лабруст заменил их тонкими стальными колоннами и арками. Впоследствии из металла начали отливать не только балки и колонны, но и крупные блоки, которые можно было собрать вместе, создав из них целый фасад, как это было сделано Келлумом при постройке магазина Уонамейкера в Нью-Йорке. Именно применение металла сделало возможным строительство небоскребов. Сначала использовались кованое железо для изготовления балок и чугун для опор и стен, а в 1880-е годы – сталь. К концу столетия широкое распространение получил бетон, который затем стали усиливать металлической арматурой. Одной из первых значительных построек из бетона стала церковь Сен Жан на парижском Монмартре (1894), сооруженная Де Бодо.

Чугун в архитектуре

В развитии архитектуры первой половины и середины XIX века важную роль сыграли и те новые конструктивные и композиционные приемы, которые были связаны с использованием новых строительных материалов — чугуна и железа. Применение металла в строительстве началось еще в предшествующие столетия. Из него изготавливались отдельные конструктивные и декоративные элементы зданий. В частности, железные перемычки и тяги использовались для укрепления кирпичных стен и сводов. В 30-х годах XVIII века из чугуна начали отливать базы колонн, капители, декоративные украшения фасадов. В середине XVIII века железные ребра и обручи применяли в качестве каркаса церковных главок. Подобные примеры можно найти, например, в постройках Ф.-Б. Растрелли.

В последней трети XVIII века чугун стал использоваться и для строительства больших сооружений. Первые шаги в этом направлении были сделаны в Англии — в технико-экономическом отношении она была в те годы самой передовой страной, раньше других вступившей на путь промышленной революции. В последних десятилетиях XVIII века английские инженеры начали применять чугун и железо в ответственных несущих конструкциях мостов, промышленных и гражданских зданий.[1]

Хрустальный дворец, построенный в Англии в викторианскую эпоху, был одним из тех сооружений, которые оказали заметное влияние на последующее развитие архитектуры. Новаторские архитектурные приемы, необычность назначения и форм, поражающие воображение размеры - все это ставит его в один ряд с выдающимися памятниками архитектуры, такими, как Пантеон, храм Св. Софии в Стамбуле. Как и у этих более ранних сооружений, конструкция Хрустального дворца выходила за рамки традиционной для того времени строительной практики, что породило в архитектуре новые формы и эстетические принципы.[2]

Ни один архитектурный элемент Хрустального дворца не был поистине монументальным; сам по себе дворец был монументален в чисто количественном смысле. Он занимал площадь чуть меньше 72000 м2. Его длина была 555 м, ширина 124 м, а с северной стороны он имел пристройку размером в плане 285 х 14,6 м. Центральный продольный неф, или "главный проспект", имел ширину 22 и высоту 20 м, а сводчатый трансепт (поперечный неф) - соответственно 22 и 32,9 м. Почти 84000 м2 стекла, т.е. около одной трети всего объема стекла, произведенного в Англии в 1840г., потребовалось для застекления стен и крыши дворца. Опорами служили 3300 пустотелых чугунных колонн и 2224 несущие балки (как чугунные, так и деревянные). Общая протяженность желобов, на которых покоились своды, составляла около 40км. Длина всех деревянных переплетов рам стеклянной крыши была 330 км. Объем дворца был немногим меньше 1млн.м3 Можно себе представить, во что обошлось строительство дворца, если затраты на каждый кубический метр составляли 28 пенсов.[3]

Несмотря на эти внушительные размеры здания, его конструкция была поразительно простой. Основными ее элементами служили пустотелые чугунные колонны, соединенные связующими сквозными фермами, на которых держалась плоская крыша из застекленных панелей, образующих складчатый профиль. Иными словами, крыша была образована гребнями и впадинами, чередующимися через каждые 1,2 м.

Поскольку прокаткой невозможно было получить из ковкого железа балку толщиной более 18 см, чугун в то время (1851 г.) оказался наиболее подходящим строительным материалом. Он обладал значительными преимуществами по сравнению с другими материалами, несмотря на то что прочность на разрыв у него была в восемь раз меньше прочности на сжатие.

Когда в середине 40-х годов прошлого века было признано, что прочность ковкого железа больше прочности чугуна, инженеры стали пытаться увеличить прочность на разрыв чугунных ферм путем армирования их ковким железом. Они ставили многочисленные эксперименты по соединению пластин или стержней из ковкого железа с чугунными фермами с целью получения комбинированных решетчатых балок. Некоторые фермы совершенно не отвечали предъявленным требованиям, но тем не менее они часто использовались для перекрытия более широких пролетов. Примером может служить здание железнодорожной компании Leipold Railway (арх. P. Стефенсон), в котором для перекрытия использованы такие фермы длиной 29 м. Но иногда их применение приводило к печальным результатам, например к крушению в 1847 г. железнодорожного моста через реку Ди (неподалеку от Честера), когда по нему следовал пассажирский поезд. Вскоре, после ряда подобных происшествий, чугунные фермы перестали использовать при строительстве объектов с большими пролетами. Это обстоятельство задержало развитие технологии предварительного напряжения.[2]

Хрустальный дворец был построен в 1851 г. в лондонском Гайд-парке и предназначался для размещения Первой всемирной выставки промышленной продукции. В 1852 г. он был разобран и перенесен на восточные склоны Сайденхемского холма, где простоял с 1854 по 1936 г., когда был уничтожен пожаром. Для четырех поколений англичан он был местом развлечения, центром демонстраций достижений техники и искусства; в нем устраивались концерты и давались обеды.
Здание является прямым прототипом «скелетных» построек начала XX века. В то время как строительство каркасных зданий в Англии стало широко распространено, на континенте оно было еще редким явлением.[4]

Оранжерея Грейт-Стоув - "хрустальная гора", сооруженная по проекту Пакстона в Чатсворте, занимает особое место в истории архитектуры. Для ее строительства использовались заранее изготовленные стеклянные панели размером 1,2 м. Оранжерея просуществовала около 80 лет, до тех пор пока затраты на ее отопление (восемь мощных паровых котлов и свыше 12 км труб) не сочли непомерно высокими. Это удивительное сооружение с его чугунными колоннами и деревянными ребрами удалось "повергнуть на землю" взрывом динамита лишь с пятой попытки. [7]
Чугунные конструкции в России. Первой чугунной конструкцией в России считается перекрытие крыльца Невьянской башни на Урале. Первый чугунный мост был построен в России (в Петербурге) в 1784 г. Чугунная арка пролетом 30 м применена в перекрытии Александрийского театра в Петербурге. 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.

Невьянская башня

Башня построена в 1722-1732 годах по типу русских шатровых колоколен и является уникальным памятником промышленной архитектуры первой половины XVIII века. Назначение башни - дозорная башня, казначейская контора, заводская «архива», лаборатория, часы-куранты, а подвалы служили тюрьмой. Невьянская башня-белое сооружение с обилием больших фигурных чугунных шайб, скрепляющих находящийся внутри стен металлический каркас. Основание башни – квадрат, со стороной 9,5 метров, высота – 57,5 метров. Отклонение башни от вертикали — около 1,85 м. Изучение башни показало, что при ее сооружении использовались самые передовые технологии того времени. Начать с того, что шатер башни был увенчан, помимо двухметрового флюгера, металлическим громоотводом в виде позолоченного шара с шипами-лучами. За всю историю башни в нее ни разу не ударила молния. Если учесть, что Невьянская башня построена около 1732 года, то выходит, что уральские мастера соорудили громоотвод примерно на четверть века раньше, чем это изобретение продемонстрировал современникам американец Бенджамин Франклин. Полы и балконы выстланы чугунными плитами, оконные и дверные коробки также отлиты из чугуна.[6]

Купол Исаакиевского собора

Сооружение купола. Монферран стремился сделать его максимально лёгким без потери прочности. Для этого он предложил сделать его не кирпичным, а полностью металлическим. Расчёты купола выполнил инженер П.К.Ломновский. Отливка металлоконструкций купола проводилась на заводе Чарльза Берда. При этом было использовано 490 тонн железа, 990 тонн чугуна, 49 тонн меди и 30 тонн бронзы. Купол Исаакиевского собора стал третьим куполом в мире, выполненным с применением металлических конструкций и оболочек.
Коструктивно купол состоит из трёх взаимосвязанных частей, образованных чугунными рёбрами: нижней сферической, средней — конической и наружной — параболической. Диаметр наружного свода составляет 25.8 м, нижнего — 22.15 м. Для создания теплоизолирующего слоя пространство между фермами было заложено пустотелыми гончарными горшками конической формы. Для этого потребовалось около 100 тысяч таких горшков. Помимо теплоизоляции, горшки улучшают акустику храма.

Нижний сферический купол был обшит досками, обит просмолённым войлоком и оштукатурен. Внутренний конический купол покрыт медными листами, окрашенными в голубоватый тон, с большими бронзовыми лучами и звёздами, создавшими эффектную картину ночного неба. Снаружи купол покрыт плотно пригнанными друг к другу медными позолочёнными листами.

Перекрытия над зрительным залом Александрийского театра

Исключительной смелостью и оригинальностью технического замысла отличаются конструкции металлического перекрытия над зрительным залом Александрийского театра (ныне Академический театр драмы имени А. С. Пушкина). Здание было построено в 1828—1832 годах по проекту архитектора К.И. Росси. Его конструкции разрабатывал совместно с Росси выдающийся инженер М. Е. Кларк — директор казенного Александровского чугунолитейного завода в Петербурге. Перекрытие состоит из трех основных частей. Непосредственно над зрительным залом находится сквозная чугунная арка, опирающаяся на стены зала: ее пролет равен 21 метру. К арке на железных тяжах подвешен плафон, а сверху на нее опирается пол верхнего помещения — декорационной мастерской. Над ним размещена легкая металлическая ферма. Кровлю поддерживает мощная 30-метровая арка решетчатой конструкции, опирающаяся на наружные стены здания. Новизна конструктивного замысла вызвала недоверие со стороны чиновников, ведавших строительством, и Росси пришлось потратить немало энергии, чтобы отстоять свое инженерное решение. Ложи зрительного зала поддерживаются чугунными консолями, закрепленными в стенах: это позволило избавиться от вертикальных стоек и тем самым улучшить обзор и акустику зала. Новаторские металлические конструкции, примененные Росси и Кларком, благополучно служат уже свыше полутора столетий.

Другие знаменитые строения с использованием чугуна. Архитекторы позднего классицизма (А. Н. Воронихин, К. И. Росси, В. П. Стасов и другие) достаточно широко использовали в своих постройках конструкции из железа и чугуна, ибо они видели в этом прежде всего рациональный способ решения разнообразных утилитарных задач. Но проблема эстетического осмысления металла оказалась достаточно сложной, и процесс выработки качественно новых композиционных приемов, отражающих технические и архитектурно-художественные свойства металла, был медленным и во многом противоречивым. Архитектурный язык классицизма основан на закономерностях, присущих каменным конструкциям, а свойственная классицизму канонизация архитектурных форм закрепляла эти закономерности, превращала их в цельную художественную систему, в значительной мере противостоящую тем новым композиционным закономерностям, которые рождались с применением металла. Поэтому вполне понятно появление целого ряда сооружений, выполненных из металла, облик которых тем не менее повторял архитектурные формы, соответствующие каменным конструкциям.

Типичным примером могут служить Московские триумфальные ворота, построенные В. П. Стасовым в 1834—1838 годах. Облик их массивных дорических колонн обманчив: в действительности они полые и выполнены из чугуна; хотя их пропорции соответствуют канону, выработанному для каменных колонн. Конечно, если бы Стасов пошел по пути реалистического выявления свойств металла и сделал колонны тонкими, то он наверняка не смог бы создать столь выразительный и монументальный образ триумфального сооружения. Для Стасова главным было решение идейно-художественной задачи. Применение чугуна было рационально с точки зрения технологии строительства, а возникшее при этом противоречие между архитектурной формой и ее инженерным содержанием Стасов решил в пользу традиционной формы, отвечающей канонам классицизма.

  • Марчук М.В.

Один из важнейших центров металлургического производства в системе Евразийской металлургической провинции, связан с Уральской горно-металлургической областью, в пределах которой выделялись два горно-металлургических центра: Приуралье с Поволжьем и Урал.

  • Урало-Мугоджарский регион;
  • металл
  • железо;
  • металлообработка;
  • археология;
  • Приуралье;
  • Поволжье;
  • Урал.
  1. по данным «архитектура Санкт-Петербурга» http://www.archipiter.info
  2. John Hix. The Glass House. The MIT Press, 1974.
  3. Rowland Mainslon. Developments In Structural Form. The MIT Press 1975
  4. Всеобщая история архитектуры. В 12 томах - М., Стройиздат, 1972, т. 10, с. 156.
  5. электронная версия энцоклопедии «Кругосвет» http://www.krugosvet.ru
  6. Опубликовано в журнале "В мире науки" (русский перевод "Scientific American") №4, 1987 г

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