Стальные конструкции - столетие каркасного строительства из стали
Основателем Чикагской архитектурно
школы и ее главой является Уильям Дженни. В 1868 г. он открывает в Чикаго
архитектурную мастерскую; успех пришел к нем] после постройки в 1879 г.
«Лайтер-билдинг I». Это сооружение по своей архитектуре напоминает древнеримские
здания. Конструктивно это пятиэтажное здание, позже надстроенное двумя
этажами, может быть отнесено к смешанному строительству: деревянные балки на
кованых железных прогонах, опертых на внутренние чугунные колонны, и
расположенные по периметру кирпичные колонны. Новыми здесь являются смелая
стройность наружных колонн, большая ширина оконных проема и кованые
металлические балки, использованные как перемычки и одновременно каа крайние
прогоны и рандбалки. Кирпичная кладка усилена внутренним металлическим
каркасом, что отчетливо выражено в конструкциях главных балок и в капителях
колонн. Еще более прогрессивен план «Лайтер-билдинг I»; здесь проявляются
четкость конструктивной сетки и свобода планировки, а
расход строительных материалов сокращен настолько, что не превышает расхода
материалов на современное каркасное строительство из железобетона. Это
становится еще более ясным при сравнении с планом «Монаднок-билдинг» (1891 г.),
последнего высотного здания с несущими монолитными стенами в США.
В следующем крупном сооружении
Дженни — здании страховой компании (1883—1885 гг.) — в каркас наружных стен
были включены стальные стойки. В фасаде этого здания нет единства и структурной
ясности, присущих зданию «Лайтер-билдинг I»; сильно подчеркнутый цокольный этаж, завершающий полуциркульные
арки в верхних этажах и увенчивающая основной карниз баллюстрада — все эти
эклектические мотивы противоречат характеру каркасного строительства.
Основные постройки Дженни —
«Фэйр-билдинг» (1891 г.) и «Лайтер-билдинг II» (1 889 г.) — более современны. Исторические отголоски сведены до
минимума: в фасаде видны лишь легкие профили баз колонн и их капителей, которые
служат для того, чтобы зрительно превратить колонны в пилястры; можно было бы
отчетливо представить себе эти колонны и без украшения. Глядя на них, кажется,
что сам Дженни с большим удовольствием исключил бы этот декор. Оба эти здания
имеют полный стальной каркас; кирпичная кладка выполняет только роль облицовки
стальных колонн.
Последовательное превращение ограждающей
стены в несущий металлический каркас было впервые осуществлено Хола-бердом и
Рошем в «Такома-билдинг» высотой 14 этажей. Здание, построенное в 1884 г.,
сейчас, к сожалению, снесено. В нем было применено сплошное остекление в
эркерах, идущих сверху до низу,— мотив, перешедший за рубеж столетия. В своей
важнейшей постройке — торговом здании «Маркет-билдинг» (1894 г.) — Холаберд и
Рош очень близко подошли к четкому
горизонтальному и вертикальному членению, примененному в «Фэйр-билдинг» и
«Лайтер-билдинг II», и даже превзошли их в сокращении декоративных элементов.
Работы чикагских мастеров не следует
оценивать с точки зрения современных представлений о каркасном строительстве.
Строители не ставили перед собой цели развивать новую архитектуру — их задачей
было возводить высотные дома наиболее совершенным методом. Насколько широко при
этом они могли использовать архитектурные стили своего времени, зависело в
значительной мере от требований заказчика. Они не нашли бы даже времени, чтобы
теоретически обосновать архитектонику своих зданий.
Наиболее ярко выражен дух чикагской
школы в «Релайнс-билдинг» и «Монаднок-билдинг». «Релайнс-билдинг» заслуживает
высокой оценки. Здание отличается стройностью
членений фасада и максимальным остеклением. Каркас здания четко выявлен.
Эркерные окна здесь вдвое шире, но значительно более плоские, чем в ранее построенных
зданиях. Они не воспринимаются как декоративное дополнение, а органически
объединяются со структурой складчатого фасада. При этом сами несущие конструкции
на фасаде закрыты — каждый выступ фасада охватывает три стойки наружной стены
металлического каркаса, благодаря чему средняя стойка скрыта 'за плоскостью
окон, а обе крайние наполовину закрыты оконными коробками. Несущие элементы
заметны только в углах и в нижних этажах. «Релайнс-билдинг» имел первоначально
только пять этажей и был надстроен в дальнейшем десятью этажами.
Настоящий прогресс сказался в
архитектуре «открытых форм», проповедовавшей массовое применение одинаковых
типовых деталей,— принцип, который для большепролетного строительства уже
воплотился Пакстоном в проекте «Хрустального дворца» — скорее в результате
случая, чем творческого поиска.
«Монаднок-билдинг» — оригинальнейшее
из всех сооружений Чикаго, оно не имеет металлического каркаса; это настоящее
массивное здание — высочайшая постройка своего времени с несущими кирпичными
стенами. Консервативные заказчики отклонили первые эскизы металлического
каркаса с терракотовой облицовкой фирмы «Бернхейм, Рут» и настояли на
строительстве чисто кирпичного здания. Рут постепенно заинтересовался кирпичной
коробкой и с увлечением приступил к работе. Интенсивное закругление, с которого
начинается наружная стена над далеко выступающим цокольным этажом и которая
соответствует мягкому, взлетающему вверх выступу, и в дополнение ко всему—
закругление углов — все это придает каркасу здания динамику и усиливает
впечатление огромной несущей способности, которое внушают и глубоко врезанные
оконные проемы.
С помощью эркерных окон, размещенных
по каждой третьей оси, Рут вводил в фасад стальной каркас, уменьшая тем самым
строительную массу и устанавливая связь с окружающими зданиями так, что на первый
взгляд даже не чувствовалось коренной разницы в их структуре.
Возведенные к тому времени сооружения
дают слабое представление о развитии стальных конструкций. Специальные публикации
исчерпывались появившейся в 1901 г. в Нью-Йорке работой Дж. К Фрейтага
«Архитектурная инженерия» («Architectural Engineering»), которая ставила перед собой примерно такую же задачу, как и
настоящая книга. То, что инженеры играли в американском высотном строительстве
важную роль, следует уже из заглавия, которое означало применение инженерных методов в планировке зданий и
проектировании строительных конструкций.
Фрейтаг установил ■ чикагских
конструкциях два типа, две ступени развития. Прежде всего основанная Дженни,
созревшая в «Такома-билдинг» конструкция несущего каркаса, воспринимающего все
нагрузки от перекрытий, крыши и стен и передающего их на фундаменты колонн и
неполный каркас с передачей горизонтальных усилий на кирпичную кладку стен.
Неполный каркас вскоре был вытеснен новым конструктивным типом, названным
«клеткой» (Cage»). Здесь несущий
каркас обладает горизонтальной жесткостью; ветровые связи относятся к общим
элементам стального каркаса. Благодаря независимости несущего каркаса от стен,
являющихся только ограждающими конструкциями, стали возможным создание сплошного
остекления, замена внутренних стен перегородками и уменьшение толщины стен.
Появилась возможность значительно ускорить ход строительства — теперь можно
было производить заполнение или облицовку наружных стен одновременно в
нескольких этажах.
Значительное внимание в работе
Фрей-тага уделено огнезащите. Для инженеров и архитекторов Чикаго проверка на
огнестойкость была первоочередной задачей; ужас пожарной катастрофы 1871 г.
долго не забывался. Фрейтаг приводит статистические материалы о погибших при
пожарах, он описывает опыт,
который был накоплен при пожарах высотных домов с металлическим каркасом в
90-х годах и кратко характеризует мероприятия по покрытию огнезащитной
оболочкой стальных несущих элементов.
Ветровые связи трех еще и сегодня
применяемых типов были введены в практику уже в 90-х годах:
1)ветровые связи в виде
перекрещивающихся диагональных круглых стержней;
2)порталы и ветровые рамы — там, где для
размещения крестовых ветровых связей не было глухих стеновых плоскостей;
3)решетчатые балки или балки фахверка с
возможно большей высотой, жестко связанные с несущими колоннами в виде рам.
Устройство фундаментов в каркасном
строительстве представляло третью проблему, для решения которой требовалось изменение
знакомых уже основных форм. Чикаго принадлежала ведущая роль в развитии
сплошных оснований по типу «плавающего фундамента», что было обусловлено
строением почвы: мощный слой пластичной глины, на котором по всей площади фундамента
происходила равномерная осадка. Обычные типы фундаментов под массивные несущие
стены с крутыми уступами, очень глубокими из-за необходимости расширения
основания, нельзя было перенести на отдельно стоящие фундаменты каркасных
высотных зданий. Огромные массивные пирамиды под тяжелые колонны отнимали бы
много места в подвальных этажах либо, если бы они располагались глубже,
требовали дополнительных расходов и значительно усложняли работу. Поэтому на
бетонные плиты основания вместо уступов из кирпичной кладки стали укладывать
железнодорожные рельсы в несколько слоев, которые потом послойно
обетонировались; таким способом можно было значительно уменьшить высоту
фундаментов. Рельсы были впоследствии заменены двутавровыми балками. При
возрастающем числе этажей несколько колонн стали устанавливать на общий
ростверк, а их основание выполнять в виде сплошной фундаментной плиты.
Свайные основания с момента возникновения
каркасного строительства получили сравнительно небольшое развитие; они имели
преимущества при опирании на скальные грунты в условиях Нью-Йорка и Бостона.
При деревянных сваях возникала проблема снижения уровня грунтовой воды, разрушавшей
деревянные сваи.
Здание «Парк Роу билдинг» в
Нью-Йорке, которое около 1900 г. было высочайшим зданием в мире (36 этажей),
поставлено на деревянные сваи. Кессонное основание применялось в особо тяжелых
почвенных условиях. Этот тип оснований, опробованный в строительстве
железнодорожных мостов, получил дальнейшее развитие в Нью-Йорке при
строительстве высотных зданий со стальным каркасом.
Буффало. «Гэранти – билдинг» ,1895г. Прокатные балки из ковкого железа были в 1885 г. заменены
прокатными балками из литой стали, изготовленными в США «Карнеги Стил компании.
С этого времени перестали применять и чугунные колонны, на смену которым пришли
стандартные профили или квадратные коробчатые сечения из прокатной стали.
Болты как средство соединения стали вытесняться заклепками. Таким образом, на
рубеже двух столетий были разработаны все основные конструктивные элементы,
необходимые для следующего этапа развития каркасного строительства.
Для архитекторов представляют особый
интерес проблемы обработки фасадов, которые принесло с собой строительство с
применением стальных каркасов. Прежде всего изменилась конструкция окон, которые
стали непривычно большой ширины. Вначале три или четыре вертикальных раздвижных
окна соединялись в одном проеме. В дальнейшем из этого решения развилось
типичное «чикагское остекление»: в середине нерасчлененное, глухое остекление,
а сбоку две более узкие боковые створки. Так же остекление стало использоваться
и для устройства временных перегородок.
Особенно важны в обработке фасадов
детали перемычек между окнами двух соседних этажей. С переходом к конструкциям
системы «кейдж» оконные перемычки. рандбалки
и подоконники были объединены а одно целое. Такие оконные секции кажутся нам
курьезными из-за смешения стальных конструкций и классических деталей фасада,
но конструктивные проблемы и вопросы строительной физики здесь тщательно
продуманы, в том числе колебания температуры стальных колонн, разгрузка оконных
конструкций, выравнивание осадки облицовки фасада и устройство каменной кладки.
Для отделки фасада применялась керамика
— огнестойкий и легкий материал для заполнения покрытий и внутренней облицовки.
Древняя техника облицовки керамическими плитками давала архитекторам разнообразную
возможность орнаментального и цветового украшения. Мелкий рельеф создавал
необходимый масштаб и впечатление легкости, соответствующие каркасному
строительству. Очень хорошо выглядела эта облицовка в карнизах, в обрамлении
экон и в межоконных поясах совместно с кирпичной облицовкой фасадов высотных
домов, например на «Маркет-билдинг».
Для выдающихся зданий была использована
вся гамма облицовочных материалов: натуральный камень в нижних этажах, кирпич
для промежуточных этажей и керамика для завершающего этажа и карниза. Облицовка
стен натуральным камнем, несмотря на ряд недостатков: трудоемкость связи со
стальным каркасом и необходимость заполнения бетоном пазух между камнем и
стеной, имела повсеместное применение в строительстве административных высотных
зданий и пользовалась особой популярностью в конце столетия как следствие исторической
традиции века. И хотя естественный камень и был оттеснен на второй план
чикагской школой, но вытеснен окончательно не был.
По мере того как каркасный способ
строительства в Соединенных Штатах совершенствовался и расширялся, становились
заметными перемены в отношении к архитектуре— наметился решительный поворот к
академическому историзму. Некоторые историки современной архитектуры, например
Гидион, считают толчком для этой перемены Всемирную чикагскую выставку 1893 г.
Пышный декоративный стиль, импортированный парижской Высшей школой изящных
искусств, праздновавший свой триумф, задушил в зародыше стремление к новой
архитектуре и отбросил ее развитие на 50 лет.
Конечно, выставка 1893 г. не была
источником неоклассического движения, а послужила только первым признаком
его. Успехи чикагской школы были стихийными; она была признана народом и архитекторами
всей страны; она была созвучна выросшим строительным объемам и более строгим
техническим правилам, однако для функциональной архитектуры, свободной от
исторических отзвуков, время еще не настало.
Проблематика архитектуры небоскребов
в 90-е годы отчетливо проявилась в сооружениях Л. Салливена. Его мастерская в
Париже входила в проектное бюро Д. Адлера, с которым он проработал до 1895 г.
Первым торговым высотным зданием с
металлическим каркасом является выстроенный в 1890—1891 гг. «Уэйнрайт-бил-динг»
в Сент-Луисе. Салливен пытался в нем решить архитектурную проблему небоскребов
как замкнутой, уравновешенной в перспективе композиции. Согласно классической
схеме цоколь — стена — карниз он разделил корпус здания на три зоны: три нижних
этажа, выполненных из натурального камня, над ними ряд этажей в кирпичной
кладке с узкими выступающими колоннами и утопленным орнаментированным поясом,
а затем мощный ббгато украшенный орнаментом фриз, на котором покоятся сильно
выступающие карнизные плиты. Угловые колонны сильно расширены по сравнению с
промежуточными.
В 1894—1895 гг. Салливен усовершенствует
этот принцип членения в «Гэранти-бил-динг», выстроенном в Буффало, и одновременно
усиливает масштабный эффект вертикального членения: цезура между тремя зонами,
а также мощь угловых колонн и венчающего карниза сильно смягчены, все элементы
обобщены в одно органически нарастающее целое.
Архитектура этих двух небоскребов с
их виртуозной орнаментикой не могла стать школой, поскольку она была слишком индивидуальна.
Салливен сам это хорошо чувствовал; во всяком случае, в своей последней
знаменитой работе — здании универсального магазина фирмы «Карсон, Пири и
Скотт» в Чикаго (1899—1901 гг.) — он вернулся к элементарно простому членению
фасада, точно соответствовавшему структуре каркаса — орнамент сохранился в
нижних этажах и в обрамлении окон, классические принципы композиции были
отброшены. Для самого Салливена это строительство было трагическим промахом,
современники не могли его понять и видели в нем рецидив к примитивному
каркасному строительству. В заключение мы должны назвать еще ряд работ, в
которых пионерский дух строителей Чикаго находил отражение вплоть до первой
мировой войны. Это несколько зданий, в которых с помощью простых средств воплощалось
то, что удалось выкристаллизовать Салливену в качестве квинтэссенции чикагской
школы в здании универсального магазина фирмы «Карсон, Пири и Скотт». В скромной
кирпичной одежде с изящным членением на вертикальные элементы и горизонтальные
полосы его здания практически не стареют. Характерным представителем этой
группы ранних сооружений с металлическим каркасом является «Либерти Мьючиал
Иншуренс билдинг» (1908 г.).
Начало каркасного строительства в Европе — во Франции, Бельгии,
Западной Швейцарии (1890—1930гг.)
Франция и Бельгия были первыми европейскими
странами, в которых получили применение конструкции стального каркаса
многоэтажных зданий. Это не случайно — материальные и психологические
предпосылки были здесь особенно благоприятны. Уже на заре строительства с
применением металла Франция оспаривала приоритет англичан. Первые строительные
фермы из ковкого железа появились во Франции еще раньше английских чугунных
мостов. Соорудив остекленные металлические своды Орлеанской галереи и ботанического
сада, Фонтэн и Руо создали образцы строительного искусства XIX в.
К 1860 г. Франция занимала первое
место в строительстве покрытий больших пролетов и металлических мостов. Всю
свою жизнь знаменитый инженер Эйфель посвятил строительству металлических
мостов и других сооружений, которым немецкие конструкторы противопоставили свои
решетчатые фермы. В итоге парижских всемирных выставок 1855, 1867 и 1878 гг.
был достигнут очередной успех в сооружении стального трехшарнирного свода
галереи машин (1889 г.) пролетом 110 м. Этот зал, пожалуй, наиболее
внушительный из построенных когда-либо, возможно не был бы снесен в 1910 г.,
если бы его не затмила Эйфелева башня, которая, будучи на первых порах весьма
спорной, стала знамением времени и способствовала формированию нового
восприятия пространства и структуры художниками и архитекторами.
Французские архитекторы по сравнению
с архитекторами других европейских стран издавна отличались рациональным и
ясным конструктивным мышлением. Французские архитекторы-теоретики XVIII в. впервые указывали на
рационализм, конструктивную и формальную логику готических соборов и с этих
позиций оценивали современные строения. Около 1850 г., когда возрождение готики
достигло в Англии апогея, Виоле ле Дюк создал десятитомный систематизированный
научный труд по средневековому строительному искусству и строительной технике «Dictionnaire raisonne». Он сводил все развитие форм к конструктивной необходимости.
Для него крестовый ребристый свод, система колонн, нервюр и контрфорсов готических
соборов являются завершением длительной эволюции, которая всегда стремилась к
все более явному осуществлению каркасного принципа в строительстве сводчатых
церковных помещений базиликального типа. «Готические конструкции гениальны»,—
писал он в знаменитой статье «Construction». Страстность, с которой Виоле ле Дюк оценивал достижения
средневековых мастеров, обращалась против коллег академического направления,
которые придерживались идеалов античности и ренессанса и отрицательно или
враждебно относились к новым направлениям в строительстве из металла.
«Римляне конструируют так, как пчелы
строят свои соты. Это чудесно, но в этом нет никаких достижений. Соты времен
римлян выглядят точно так же, как во времена Ноя. Дайте римскому мастеру чугун,
железо, стекло — он не будет знать, что с ними делать. Современный дух совершенно
иной ...»— писал Виоле ле Дюк. Слова «современный» и «готический» он
употребляет почти как синонимы.
Дух рационализма в архитектуре, который
отстаивал Виоле ле Дюк, наряду с английским реформистским движением Рэскина и
Морриса создали важную предпосылку для нового модернистского течения в
международной архитектуре, которое одержало полную победу над архаизмом.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
|