|
|
Каменные сооружения возводятся
людьми в течение многих тысячелетий. Несмотря на это, до недавнего прошлого
не существовало достаточно разработанных методов их расчета и проектирования.
Современные методы определения усилий в каменных конструкциях от внешних
воздействий стали применяться лишь во второй половине прошлого столетия.
Подбор сечений конструкций до тридцатых годов текущего столетия производился
либо по грубым эмпирическим формулам, либо по правилам сопротивления упругих
материалов без учета пластических свойств кладки. Громоздкость конструкций с
такими сечениями особенно бросалась в глаза при сравнении с железобетонными
конструкциями, получившими с начала XX столетия широкое распространение.
Развитие теории каменных сооружений началось с уточнения
расчета усилий от внешних воздействий. Многие русские ученые и инженеры в
прошлом веке и в начале настоящего провели выдающиеся исследования по
расчетам каменных сводов (проф. JI. Д. Проскуряков, проф. И. П. Прокофьев),
мостов и устоев (акад. Е. О. Патон, акад. Г. П. Пе- редерий), подпорных стен
(проф. Ф. С. Ясинский) и др.
В дальнейшем стали уделять значительное внимание
исследованиям материалов и свойств кладки и способов возведения ее. Большие
экспериментальные исследования в этой области были проведены советскими
учеными. Их работы стимулировались потребностями строительства в СССР,
получившего, начиная с периода реконструкции промышленности, широкий размах.
Ряд крупных экспериментальных работ в области каменных конструкций был
выполнен еще до основания (в 1930 г.) лаборатории каменных конструкций
Центрального научно-исследовательского института промышленных сооружений
(ЦНИПС). Инж. И. И. Ильин (Мосстрой) доказал на опытах, что прочность кладки
в весьма большой степени зависит от прочности раствора в ее швах; проф. Н. Н.
Аистов исследовал зависимость прочности кладки от толщины швов, проф. В. А.
Гастев показал, что в сжатой кладке кирпич работает в основном на изгиб, а не
на сжатие, и т. д.
Работы советских ученых уже в ту пору выявили тесную
взаимосвязь между прочностью кладки и качеством шва. Между тем за рубежом в
то время не придавали значения этому обстоятельству. Заграничные специалисты
считали, что для обеспечения достаточной прочности кладки требуется лишь
достаточно большой запас против разрушения камней, из которых она сложена.
Например, немецкие нормы для кладки из кирпича прочностью 15,0 Мн/м2
допускали, независимо от прочности ее раствора, сжимающие напряжения в 1,4
Жи/ж2, показывая при этом, что коэффициент запаса составляет 15,0:1,4 « 11.
Между тем, как выявили советские исследования, действительный запас прочности
в кладке в этом случае составляет, в зависимости от качества раствора, от 3
до 1,5.
Большую роль в развитии теории и практики каменного
строительства сыграли исследования, осуществленные в ЦНИПСе С. А. Семенцовым,
А. А. Шишкиным, И. Т. Ко- товым, В. А. Камейко, Н. И. Кравченя и другими
учеными под руководством проф. Л. И. Онищика. В книге [7|, написанной
последним в 1939 г. на основании этих исследований, изложены основы
современных представлений о работе каменных конструкций. Свою актуальность
книга в значительной части сохраняет еще и по настоящее время. Исследования
проф. Л. И. Онищика и его сотрудников выявили работу неармированной и армированной
кладки разнообразных систем из различных камней и растворов при центральном и
внецентренном сжатии, смятии, срезе, растяжении, изгибе, показали совместную
работу стен и столбов зданий, работу рандбалок и т. д.
Одновременно в СССР проводились и другие крупные
исследования. Проф. Н. А. Попов разработал теорию прочности растворов,
которая была дополнена в дальнейшем проф. В. П. Некрасовым. Последний
предложил также несколько видов армокаменных конструкций, в том числе кладку
с поперечным сетчатым армированием. Проф. А. А. Гвоздев доказал возможность
применения неармированных рядовых перемычек. Проф. П. Л. Пастернак разработал
теорию комплексных конструкций, кладки, работающей совместно с железобетоном.
По предложению канд. техн. наук А. И. Рабиновича были внедрены в практику
весьма экономичные тонкостенные каменные своды двоякой кривизны для пролетов
до 24 м. Под руководством проф. П. Л. Еременока были осуществлены
исследования строительных свойств известняков — ракушечников,
способствовавшие широкому применению этой распространенной на юге СССР легкой
породы в строительстве.
Доктора техн. наук. В. Н. Сизов, С. А. Миронов, А. А.
Шишкин, кандидаты техн. наук И. Г. Совалов, М. В. Челбаев и другие советские
ученые провели исследования по вопросам строительства в зимних условиях и
разработали так называемый метод замораживания. Их работы в большой мере
способствовали устранению сезонности в строительстве.
Проф. Л. И. Онищик, инженеры Н. С. Попов, Н. М. Ор-
лянкин, Р. Н. Попова, архитектор С. А. Власов, каменщики- новаторы П. С.
Орлов, С. С. Максименко и др. внесли ряд ценных предложений по
усовершенствованию систем перевязки кладки и улучшению конструкций
облегченных стен.
После Великой Отечественной войны широко начали применять
в нашем строительстве эффективные пустотелые, пористые камни, что позволило в
значительной мере уменьшить толщину стен и силу тяжести здания.
Несмотря на усовершенствования, введенные в процесс
возведения кладки из штучного кирпича или штучных мелких камней, эта кладка
не отвечает необходимости сокращения сроков строительства. Процессы
возведения такой кладки не поддаются механизации в достаточной мере.
Требуются значительные затраты ручного труда на месте постройки, кроме того,
объем мокрых процессов получается большой, что особенно нежелательно при
работах в зимних условиях. Требованиям индустриального строительства в
большей мере отвечает кладка из крупных блоков.
Впервые кладка из крупных шлакобетонных блоков в СССР
применена в 1927 г. в Москве (под руководством инженеров Г. Б. Красина и Е.
В. Костырко) на постройке нескольких многоэтажных зданий. Значительное
развитие крупноблочное строительство в СССР получило после Великой
Отечественной войны и особенно в настоящее время.
Наряду с крупными блоками из легких, ячеистых и тяжелых бетонов,
а также с автоклавными, получаемыми из силикатной массы, по предложению
инженера В. С. Ребрикова применяются блоки, складываемые на заводах из
кирпича всевозможных видов с последующей доставкой на площадку. Следует
отметить, что крупные кирпичные блоки широко применяются в массовом
строительстве Чехословакии. В последние годы в нашей стране начали
изготовлять виброкирпичные блоки, .имеющие по сравнению с невибрируемыми
примерно вдвое большую прочность.
Значительным вкладом в дело изучения работы кладки из
крупных блоков и легких эффективных материалов с облицовками и без них
является ряд исследовательских работ, выполненных в ЦНИПСе и затем ЦНИИСКе
(Центральном научно-исследовательском институте строительных конструкций)
проф. JI. И. Онищиком, кандидатом техн. наук С. А. Се- менцовым, доктором
техн. наук С. В. Поляковым, кандидатом техн. наук А. С. Дмитриевым и другими
учеными и инженерами.
В докладе ЦК КПСС XXII съезду указывалось, что за 20 лет
жилой фонд потребуется увеличить примерно втрое. Среднегодовой объем
жилищного строительства возрастет примерно со 135 млн. кв. метров общей
площади жилищ в 1961—1965 гг. до 400 млн. кв. метров в 1976 — 1980 гг.
«Огромные масштабы капитального строительства, — сказано в
Программе КПСС, — требуют быстрого развития и технического совершенствования
строительной индустрии и промышленности строительных материалов до уровня,
обеспечивающего потребности народного хозяйства, максимального сокращения
сроков, снижения стоимости и улучшения качества строительства путем его
последовательной индустриализации, быстрейшего завершения перехода на
возведение полносборных зданий и сооружений по типовым проектам из
крупноразмерных конструкций и элементов промышленного производства».
В свете этих указаний большую важность приобретает
внедряемое у нас строительство из крупных (размерами на комнату) тонкостенных
вибрированных кирпичных панелей, предложенных НИИ строительной физики и
ограждающих конструкций. Значительным вкладом в освоение такого строительства
являются исследовательские работы, проведенные проф. Г. Ф. Кузнецовым,
кандидатами техн. наук С. А. Семен- цовым, Н. В. Морозовым, Г1. Ф. Сыпчуком.
Из виброкирпичных панелей возводят внутренние несущие и
внешние утепленные стены жилых зданий. Панели изготовляют на кирпичных заводах
с применением вибрации, благодаря чему они приобретают высокую прочность и
становятся вполне транспортабельными.
Применение виброкирпичных панелей отвечает принципам
индустриализации строительства, позволяет в 2 раза и более уменьшить расход
кирпича, значительно снизить силу тяжести зданий, уменьшить затраты труда на
площадке, ускорить сроки возведения зданий и снизить стоимость 1 кв. м жилой площади не менее чем на 10% по сравнению с наиболее экономичными типами обычных домов'
из кирпича.
В результате большого труда советских исследователей в
СССР в 1935 г. впервые в мире были изданы специальные нормы по проектированию
каменных конструкций. В 1943 г. появились «Указания по проектированию
каменных конструкций в условиях военного времени». В них впервые в применении
к каменным конструкциям был отражен метод расчета конструкций по разрушающим
нагрузкам, созданный трудами советских ученых. В дальнейшем был развит
унифицированный для всех строительных конструкций метод расчета по предельным
состояниям. Этот метод вошел в «Строительные нормы и правила» (СНиП),
изданные в 1954 г. и, соответственно, — в нормы проектирования каменных
конструкций НиТУ —120—55. В 1962 г. вошли в действие новые СНиП, в которых
метод предельных состояний нашел еще более глубокое и всестороннее отражение.
Создание наиболее совершенного метода расчета конструкций,
проведение всесторонней исследовательской работы в области каменных
конструкций и широкое их применение обеспечили нашей стране приоритет в
решении очень многих вопросов теории и практики каменного строительства. Его
уровень в СССР превышает уровень строительства каменных сооружений в наиболее
развитых странах. Благодаря применению усовершенствованных подъемных
механизмов в нашей стране теперь в кратчайшие сроки воздвигаются крупнейшие
каменные сооружения из сборных стандартных элементов заводского изготовления.
Применение крупных блоков и виброкирпичных панелей, обладающих большой
степенью заводской готовности, осуществляется во все возрастающих масштабах.
|