Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Января 2014 в 12:16, методичка
Строительство имеет столь же древнюю историю, как и само человеческое общество. Как без знания общей истории невозможно формирование человека, так и без знания истории строительства невозможно формирование творческой личности инженера строителя.
Некоторые простейшие строительные приемы сложились уже при первобытнообщинном строе. Многие типы зданий, их конструкции, виды строительных материалов, технологии выполнения основных строительных работ были разработаны еще в античном мире.
В конце "классического периода" культуры майя выделяется значительная группа городов в районе местности Пуук (700-1000 г.). Ушмаль, просторный и светлый город, являет собой вершину архитектурного стиля Пуука. Длинный фасад Губернаторского дворца украшен калейдоскопическим узором, сложенным из тысяч камней, обтесанных и пригнанных друг к другу.
В долине Мехико последовательно развивались цивилизации ольмеков, тольмеков, ацтеков. Храмовый комплекс в включает в себя три крупных монументальных постройки - пирамиды Солнца, Луны и Ветра (300 г. до н.э. — 900 г. н.э.)- Над ступенчатыми пирамидами, более пологими и объёмными, чем пирамиды майя, возвышались храмы.
Для строительства пирамиды Луны (рис.18) потребовалось 980000м сырцового кирпича и булыжного камня. Её основание, длина каждой стороны которого равна 225м, сравнимо с основанием пирамиды Хеопса в Египте.
Рисунок18 - Пирамида Луны (Культура ацтеков)
3.3 Строительные технологии инков
Вызывает восхищение сложная и точная каменная кладка, которую использовали в своих сооружениях инки (Древнее Перу). Как могла такая цивилизация, не имея ни письменности, ни чертежей не обладая железными инструментами, без колесного транспорта, создать столь мощные монументы?
Хотя во многих образцах конструкций инков использована кладка типа «пирка», то есть камни на известково-глиняном растворе, самые поражающие воображение руины состоят из массивных блоков, плотно пригнанных друг к другу без раствора. Инки были настолько привязаны к камню, что часто обрабатывали его, не нарушая естественный ландшафт, обрабатывая скалы и пещеры для ритуальных целей.
Швейцарский архитектор Протцен попытался разрешить некоторые вопросы по поводу строительных методов, применяемых инками. Обследуя древние каменоломни, он обнаружил многочисленные булыжники со сколами на более узких концах - убедительное доказательство, что их использовали для нанесения мощных ударов. Взяв в руки один из крупных булыжников, Протцен из куска необработанного камня сдёлал грубый параллелепипед, а затем выровнял грани более мелкими булыжниками.
Каменные блоки в сооружениях инков имеют верхние фасы вогнутой формы. Протцен выбрал такое же углубление на поверхности одного камня, положил на него другой, с выпуклой нижней поверхностью, сделав отпечаток на слое каменной пыли, возникшей после его работы. В некоторых местах пыль была сильно уплотнена, что говорило о дефектах в пригонке. Поработав своим каменным «долотом», ему удалось точно состыковать два блока.
Конструкции, созданные инками, обладали такой же прочностью, как и.гранитная порода, из которой они изготовлены. В стране постоянных землетрясений они сохранились до нашего времени.
Контрольные вопросы
1. Какие конструктивные элементы применяли народы Древней Америки?
2. Расскажите о каменном строительстве в городах народов майя.
3. Какие строительные приёмы применяли инки в своём монументальном строительстве.
4 СТРОИТЕЛЬСТВО В ФЕОДАЛЫЮМ ОБЩЕСТВЕ
4.1 Строительные механизмы феодального общества
После падения Римской империи в период раннего средневековья (V-XIV вв.) в покоренных ей ранее странах строительные достижения древних римлян были в значительной мере утеряны, уровень строительных технологий снизился.
Эпоха Возрождения (15 – 16 в. в.) ознаменована рядом крупных технических открытий, в том числе и в строительстве. Великий итальянский художник, математик и механик Леонардо да Винчи выдвинул блестящие идеи нескольких строительных машин.
В проекте одноковшового сухопутного экскаватора (рис. 19, а) намечены элементы, используемые и в современном экскаваторе: стрела, рукоять, жесткая связь ковша с рукоятью. Был предусмотрен и поворот стрелы, т.е. возможность выгрузки грунта в любой точке окружности.
В 1500-1514 гг. Леонардо да Винчи создал машину с ручным приводом и свободной подвеской ковша для подводного черпания грунта (рис. 19, б). Управление ковшом осуществлялось при помощи двух тросов и двух лебедок. Трос от ворота в ковшу служил для экскавации и являлся главным или тяговым, трос от ворота а - для подъема ковша, наполненного грунтом. Этот принцип работы сохранен и в современных экскаваторах-драглайнах. Леонардо да Винчи является также автором ковша драглайна.
Землечерпательная машина Белидора (18 в.) представляет собой понтон, оборудованный двумя ковшами на длинных рукоятях, расположенных по его бортам (рис. 19, в). В качестве двигателей на экскаваторе были использованы два беличьих колеса диаметром. 6,86 и 3,66 м. Емкость ковша доходила до 0,34 м3. Бригада по обслуживанию землечерпалки состояла из мастера (хозяина), трех матросов для обслуживания большого колеса, двух юнг для обслуживания малого колеса и четырех матросов для обслуживания и разгрузки двух лодок с грунтом.
Землечерпалка использовалась для углубления акватории морских портов, очистки рек. Ее производительность доходила до 30 м3 грунта за день работы при глубине черпания от 1,83 до 2,13м или до 48,6 м3 при глубине черпания 7,6 - 9,1 м. В портовом строительстве (1758 г.) использовался деревянный грузоподъемный кран со стрелой 5 м и высотой подъема 3,5 м (рис. 19, г). Для забивки свай применялся копер с чугунной болванкой - бабой, поднимавшейся с использованием лебедки (рис. 19, д). Для распиловки бревен использовалась энергия воды и ветра. На рис. 20 приведен разрез Ширшенской водной лесопильной мельницы, находящейся под Архангельском (Россия, 18 век).
Рисунок 19 - Строительные механизмы эпохи феодализма.
Рисунок 20 - Лесопильная мельница.
Рисунок 21 - Купола: а) Храм Св. Софии в Константинополе; б) Собор во Флоренции.
4.2 Технология возведения пространственных конструкций в виде купола в средние века
Строительная техника средневековья позволила возвести ряд выдающихся сооружений; здесь, прежде всего, следует упомянуть пространственные конструкции в форме куполов.
Наследницей от Рима его достижений б области сводчатых и купольных конструкций стала Византия. Византийские строители разработали систему опирания купола на отдельно стоящие четыре мощные опоры в виде парусного свода.
Такой полусферический купол диаметром 32 м и высотой подъема 11 м был возведен над храмом Св. Софии в Константинополе (рис. 21, а). Строительство храма было начато в 533 г. под руководством математика и архитектора Анфилия из Трои и строителя Исидора из Милета. На строительстве, длившемся шесть лет, постоянно работало 10 тысяч человек.
Римская бетонная техника не была воспринята на Византии и своды делались из кирпича или камня. Для купола храма были изготовлены специальные облегченные кирпичи.
В качестве добавки в раствор, заменяющей пуццоланы, использовалась цемянка. Быстросхватывающаяся цемянка дала возможность строителям применить персидский прием сооружения Сводов без кружал методом примораживания поставленных на ребро кирпичей сначала к стене здания, а затем к образовавшимся путем такого наслоения аркам.
Постройка собора производилась с лесов. Для подъема материалов использовались простейшие приспособления - блоки, вороты и др.
При возведении купола кладка велась отдельными кольцами.
Для распора арок в процессе их сооружения
и до момента, затвёрдения
раствора использовали металлические
затяжки, которые потом были удалены.
Восстанавливая купол после сильного землетрясения в 557 г., Исидор Младший увеличил стрелу на 7,6 м и тем самым уменьшил распор. Кладка на этот раз велась с лесов по кружалам, которые не снимали в течение года после окончания работ.
В странах Западной Европы получили распространение стрельчатые своды; в конструкции куполов использовался и каменный каркас.
Выдающимся событием стало сооружение купола над собором во Флоренции под руководством архитектора Филиппо Брунеллески (рис. 21 , б). Купол диаметром 42 м имеет восьмигранную стрельчатую форму со стрелой подъема 31,3 м. Купол состоит из двух оболочек разной толщины. Восемь угловых кирпичных ребер соединяют оболочки между собой и составлял основной каркас купола, а цилиндрические лотки из песчаника подкреплены второстепенными меридиональными ребрами и девятью горизонтальными кольцами из длинных камней песчаника. Ребра со сводами соединены железными скобами. Распор купола сведен к минимуму его формой и воспринимается деревянным кольцом в нижней его части. Общая высота здания 114,1 м, что чрезвычайно усложняло возведение лесов под кружала. Брунеллески предложил конструкцию, которую можно осуществить без опирающихся на землю лесов. Примерно до половины своей высоты купол возводился без лесов, напуском, а выше - с подвесных подмостьев, специально сконструированных зодчим.
В 1402 г. Брунеллески сделал модель купола, два года спустя начал кирпичную кладку, еще через три года закончил второй ее ярус, в 1428 г. - третий ярус и к 1436 г. сооружение было закончено.
Контрольные вопросы
1. Расскажите о работах Леонардо да Винчи в области создания строительной техники.
2. Какие строительные механизмы применяли в феодальном обществе?
3. Расскажите о конструкции и технологии возведения купола храма Св. Софии в Константинополе.
4. Расскажите о
конструкции и технологии
5. Деревянное строительство на Руси
Наша страна богата выдающимися памятниками архитектуры различных исторических периодов. Вспомним древние каменные церкви Новгорода и Владимира, храм Василия Блаженного, деревянное зодчество Русского Севера - свидетельства таланта русского народа, высоко го уровня развития и вместе с тем национальной самобытности строительных технологий Руси - России. Вам предстоит стать хранителями традиций русских мастеров-строителей.
5.1 Дерево как строительный материал
На протяжении многих веков русской истории дерево являлось основным строительным материалом. Именно в деревянном строительстве выработаны многие конструктивные решения и строительные приёмы, свидетельствующие о самобытности и художественном таланте русского народа. Все типы построек, соответствующие русскому бытовому укладу, первоначально сложились в дереве; из него строились жилые дома народных масс и дворцы князей и бояр, культовые здания, хозяйственные постройки (амбары, мельницы и др.), мосты. Даже в городах Древней Руси из дерева выполнялось всё, начиная от оборонительной крепостной стены и кончая мощением улиц.
Недостатком дерева как строительного материала является его недолговечность; поэтому редкие жилые дома имеют возраст свыше 100 лет, а не отапливаемые холодные храмы более 300 лет. Ещё большей бедой для деревянных построек были частые пожары; исторические документы сообщают об многочисленных опустошительных пожарах в Киеве, Новгороде, Москве и других городах.
Вместе с тем дерево отличалось широкой доступностью для всех слоёв населения в связи с лесными богатствами Руси, легко обрабатывалось; его использование позволяло возводить постройки в короткие сроки. В деревянных постройках существует благоприятный микроклимат для человека вследствие сухости и пористости древесины.
Обычность плотничьего ремесла, его распространённость в деревне, связанны с необходимостью его в крестьянском хозяйстве делали почти каждого крестьянина плотником. Очень часто осенью, после окончания сельхозработ, крестьянин отправлялся на заработки, плотничать в город. Однако, совершенствование технологий деревянного строительства, выработка новых архитектурных форм были вызваны появлением артелей (от тюркского слова "орта" - община) плотников, работающих на заказ, частично оторванных от земледелия, превратившихся в ремесленников. Артели новгородских строителей называли плотничьими дружинами. Из летописей известно, что в 15 в. дружина состояла из 16 человек: 6 главных мастеров и 10 подсобных рабочих.
В конце 16 в. сформировался аппарат плотничьих старост, руководивших казённым деревянным строительством. Заготовка леса на нужды строительства производилась крестьянами местных деревень; о существовании такой повинности упоминают уже источники 15 в. Количество леса, необходимого для постройки, предварительно определялось плотниками, которые изыскивали наиболее пригодный лес в ближних угодьях, ориентируясь на речной сплав или же на вывозку леса в зимнее время. Безлесные места снабжались сплавным лесом иногда на огромные расстояния.
Многовековой строительный опыт народа позволил максимально использовать свойства каждой породы дерева. Наибольшее применение находили хвойные породы - сосна, лиственница, ель, так как они обладают многими ценными строительными качествами. Прямизна и отсутствие дупливости позволяли сплачивать брёвна в стены, а также раскалывать брёвна по слоям для получения пластин и тёса. Смолистость обеспечивала хорошую сопротивляемость гниению. Особенно ценились мелкослойная (до 16 слоёв на 1 см) «кондовая» сосна (произрастающая на сухих песчаных почвах) и лиственница, из которых рубились наиболее ответственные нижние венцы срубов.
На срубы стен шла сосна и лиственница, из ели изготовлялась несущая часть крыши. На сваях из сибирской лиственницы стоят здания в итальянской Венеции.
Из лиственных пород в качестве стенового материала для наиболее ответственных сооружений применялся дуб (Софийский собор в Новгороде - 989 г., стены Московского Крёмля-1339 г. и др.). Из осины благодаря её податливости при обработке изготавливали кровельный лемех; этому способствовали также два важных свойства данной породы: увеличение прочности при воздействии дождевой влаги и приобретение со временем серебристого оттенка. Для декоративной отделки использовали клён и орех.
Лес применялся в дело, прежде всего в виде брёвен, средний диаметр которых составлял 25 - 40 см, а в отдельных случаях доходил до 60 - 80 см. Наиболее употребительная длина брёвен – 5 - 10 м. К сращиванию брёвен по длине русские плотники прибегали очень редко, предпочитая стыковать срубы. В строительстве также применялись брусья, пластины (брёвна, расколотые пополам) и тёс, изготовлявшийся из расколотых с использованием клиньев брёвен, тёсанных особым инструментом - теслом. Для кровель изготовляли мелкий лесной материал - драницу, гонт, луб (кору).