Вопрос № 47. Применение бетона и железобетона как конструктивного материала

Широкое применение искусст­венных каменных материалов на основе минеральных вяжущих — конструкционных, конструкционно-отделочных, отделочных — обуслов­ливается несколькими обстоятельствами, среди которых превалируют следующие:

наличие значительных за­пасов сравнительно дешевых сырьевых материалов;

возможность удовлетворять разнообразным тре­бованиям всех видов строительст­ва, в том числе при создании раз­нообразных форм, вариантов отдел­ки лицевой поверхности;

конструк­ционная совместимость с другими материалами;

сравнительная про­стота, низкая энергоемкость, воз­можность механизации и автома­тизации процесса производства;

сравнительно низкая себестоимо­сть материалов;

эксплуата­ционные характеристики.

Эти причины объясняют мас­совое применение бетона и желе­зобетона в современной архитек­турно-строительной практике для несущих и ограждающих конст­рукций зданий и сооружений. Из железобетона изготавлива­ются элементы каркаса зданий, сбор­ных конструкций (панели, блоки и др.), монолитных и сборно-моно­литных конструкций. О всех типах использования железобетона, как конструктивного материала мы еще поговорим.

С исторической точки зрения, первым многоэтажным зданием из железобетона было построено в Париже по проекту архитектора Огюста Перре. В 8-этажном здании был сознательно выявлен каркас как элемент художественного и конструктивного выражения нового строительного материала. В последующем О. Перре создавал другие формы, по его мнению, наиболее выразительные для выявления пластики бетона. В творчестве архитектора поиски новых пластических форм и пространственных композиций, связанных с железобетонной конструкцией, органически сливались с решением разнообразных инженерных проблем.

Вслед за О.Перре, много экспериментировал с формами железобетонных конструкций, его последователь архитектор и инженер Феликс Кандела. С его именем связано внедрение в строительную практику и освоение формы скорлупы, наиболее простой для математического расчета и освоения гиперболического параболоида.

Эстафету подхватил выдающийся итальянский инженер Пьер Луиджи Нерви, в своих работах отводивший железобетонной конструкции основную роль. Ему мы обязаны принципиальным развитием новых тектонических систем и разработкой новых пластических форм элементов железобетонных конструкций.

Первым четким выражением идеи использования каркаса из железобетона явилась «этажерка» Ле Корбюзье, 1914 год. По замыслу архитектора элементы каркаса, железобетонные стержни, создают структурный скелет пространственной среды, а заполнение может осуществляться уже в соответствии с многообразными требованиями и возможностями, а также уровнем развития производства.

Постепенно время имитации в железобетонных конструкциях форм, присущих конструкциям из камня и дерева прошло, и для железобетонных конструкций практически найдены свои, присущие только этому материалу формы. Железобетон создал богатые своей пластикой криволинейные формы оболочек и жестко прямолинейные панельные здания. Он стал легким в каркасных зданиях и тяжеловесным в массивных сооружениях. Железобетон стал пригодным для строительства жилых зданий с мелкими помещениями и залов больших пролетов, для мостов и башен.

К сегодняшнему дню из монолитного и сборно-монолитного железобетона построены объекты самых разных уникальных конструкций. Кроме обычных линейных строительных конструкций, большую группу составляют пространственные тонкостенные конструкции самых разнообразных форм, включая конструкции одинарной (оболочки призматические, цилиндрические, купола, коноиды, конусы, цилиндры, складки) и двоякой кривизны. (грибовидные, чашеобразные, гиперболические параболоиды) См. Стр. 88. Если дополнить их разнообразными пространственными висячими покрытиями из железобетона, которые позволяют архитектору создавать сооружения, практически не имеющие ограничений по форме. Примеров тому много, большой практический интерес представляют крупные спортивные сооружения для олимпийских игр в Токио Кензо Танге, в Мехико,