Людмил Оксанович - Невидимый конфликт

• Название: Невидимый конфликт
• Автор: Людмил Оксанович
• Издательство: Стройиздат
• Жанр: Научпоп
• Год: 1986

В книге автора из НРБ рассматривается важная инженерно-техническая проблема — защита зданий и сооружений от  различных воздействий. В научно-популярной форме рассказывается об угрозе, которую представляют землетрясения и ураганы, о свойствах материалов и их способностях выдерживать  значительные нагрузки, о деформации железобетонных элементов, о  коэффициенте надежности. Большая часть книги посвящена  строительным формам и принципам их рационального выбора.

Книга предназначена для широкого круга читателей.

---

Вот мы и рассказали о двух формах, в которых доказал свое право на жизнь один безнадежный материал. Пути обычного и предварительно напряженного железобетона пересекаются. Имея свой специфический облик, возможности и области применения в современном строительстве, они прекрасно дополняют друг друга.

ПОД ЗНАКОМ ТЕХНОЛОГИИ

Железобетон широко применяется для выполнения самых различных конструкций в обычном надземном, транспортном и гидротехническом строительстве. Рассказать обо всех этих конструкциях абсолютно невозможно. Поэтому мы познакомимся лишь с важнейшими его перевоплощениями в обычном строительстве, которое, несомненно, ближе нашему сердцу, нашей повседневной жизни. В сущности, промышленное и гражданское строительство (т. е. то; что мы называем обычным строительством) встречается нам чаще всего.

Классификация основных конструкций зданий строится в соответствии с их идеализированной статической схемой. Мы часто говорим о той или иной конструктивной системе. В сущности, конструктивных систем для этого типа зданий только три — каркасная, бескаркасная и смешанная. Каждая из них имеет свои особенности по способу строительства, поэтому делается группировка и по технологическим признакам ( так называемые строительные системы). Иногда системы по обеим классификациям объединяются в одну под общим названием «конструктивностроительные системы».

С каркасными системами, хотя и достаточно бегло, мы познакомились. Их вертикальными элементами являются стойки, а горизонтальными — балки и плиты. Несущая функция в значительной степени отделена от ограждающей, и только конструкции перекрытия предназначены одновременно для восприятия нагрузки и ограждения этажей. Первые железобетонные каркасы были выполнены примерно в начале века во Франции, в Париже, одним из «отцов железобетона» — Эннебиком. Сейчас эта конструктивная форма в бесконечных вариантах (в зависимости от строительной системы и конструктивной схемы) широко применяется во всех странах. Стойки могут быть монолитными или сборными, причем во втором случае они могут быть высотой в один этаж, в несколько этажей или во всю высоту здания. Плиты перекрытия могут воспринимать нагрузки в одном или в двух направлениях. В сущности, часто речь вообще не может идти о плитах в обычном смысле слова, так как они представляют собой элементы сложного поперечного сечения — многопустотные, лотковые или ребристые. Все это имеет одну цель — увеличение несущей способности конструкций и сокращение до минимума расхода материала. В каркасных системах все чаще используются и безбалочные конструкции перекрытия.

В первый раз такая конструкция грибообразной формы была применена в 1906 г. в США. В Европе приоритет принадлежит России: в 1908 г. видный русский и советский исследователь в области железобетона А. Ф. Лолейт спроектировал в Москве четырехэтажное здание (склад для молокопродуктов). В Западной Европе лидировала Швейцария (1910 г.). Новая система (разумеется, достаточно отличная от современных ее вариантов) за сравнительно короткое время получила широкое распространение. Определенные трудности теоретического характера были преодолены советскими учеными в 30-е годы, что окончательно «развязало руки» конструкторам.

Что наиболее характерно для безбалочных конструкций? С уверенностью можно сказать, что их название дает исчерпывающий ответ на этот вопрос. Из классической каркасной системы исключены балки, а плиты опираются непосредственно на колонны. Довоенные варианты обычно включали и капитель (расширение) в верхней части колонн. Таким образом тонкая плоская плита предохранялась от продавливания ее колонной. Сейчас капители почти не применяют. Плиты, правда, более толстые и из более прочного бетона укладывают непосредственно на колонны. Благодаря этому обеспечивается гладкий потолок, что является весьма значительным преимуществом с эстетической точки зрения. Но это чисто эстетическое преимущество просто бледнеет перед остальными.

Так, например, упрощается проблема прокладки различных инженерных сетей, так как отсутствуют препятствующие этому балки (гладкое перекрытие является идеальным для устройства лучистого отопления) ; уменьшается объем строительных работ; улучшаются санитарно-гигиенические условия; создается возможность свободной планировки. Последнее является особенно ценным. Внутренняя перегородка не фиксируется на вечные времена, поскольку нет балки, специально предназначенной для ее опирания. Здания с безбалочным каркасом функционально более гибки, они допускают различные изменения в расположении внутренних помещений и соединений между ними. В конечном счете уменьшается и общая кубатура здания, так как междуэтажная плита занимает примерно 1/20 высоты этажа, а перекрытие при балочной системе — 1/10—1/5.

Вторая конструктивная система — бескаркасная — состоит из несущих стен, плит перекрытия и покрытия. Мы часто встречаем представителей ее монолитной разновидности — здания, строящиеся с применением скользящей (или подвижной) и крупноразмерной (или крупнощитовой) опалубки, а также ее сборную разновидность — широко распространенные крупнопанельные здания. Как мы видим, здесь несущая и ограждающая функции сочетаются в одних и тех же элементах. С формальной точки зрения это — возвращение назад. Такая двойственность характерна для строительства начиная с древнейших времен и кончая недавним прошлым! Все дома с несущими кирпичными стенами, в сущности, относятся к бескаркасной конструктивной системе. И все же это «возвращение назад» в масштабах всей планеты осуществляется во имя технологичности, упрощения и ускорения строительства.

Итак, под знаком технологии. Оказывается, при нынешних масштабах и темпах строительства технологические соображения являются не менее важными, чем конструктивные. Более того, в ряде случаев речь идет в первую очередь о том, как построить, а не о рациональности и экономичности конструкции. Причин такого несколько необычного положения две: темпы работ и рабочая сила. Стремление строить быстро является естественным и закономерным; например, чем быстрее будет построен завод, тем быстрее он вольется в национальную экономику как рентабельная, приносящая доход единица, тем быстрее окупятся капиталовложения. Огромная потребность в жилье тоже может быть удовлетворена в сравнительно короткие сроки только в случае высоких темпов строительства.

Что же касается рабочей силы, то это вопрос более деликатный. С одной стороны, рабочие-строители во многих случаях являются крайне дефицитными кадрами, а с другой стороны, — особенно в промышленно развитых странах — удельный вес фонда заработной платы в общей смете строительства очень высок. Подобно тому как это происходит в промышленности, здесь тоже существует тенденция свести к минимуму человеческое участие, затраты живого труда. Иначе говоря, индустриальные методы, рожденные в промышленности почти два века назад, в середине нынешнего столетия стали актуальными и для строительства.

Дело дошло до того, что в массовом строительстве отправной точкой стала технологичность. Современные технологи произвели на свет новые, невиданные конструкции. Может быть, они не столь экономичны (по расходу материала) и не столь целесообразны, как хотелось бы с точки зрения статики, но они обеспечивают высокие темпы строительства и сокращение затрат живого труда. Ярче всего это проявляется в случае железобетона.

В первые теплые дни апреля по площадке, отведенной под строительство, сновали ловкие люди с плотницким инструментом в руках и складными метрами в задних карманах. Пока они мерили и пилили доски для опалубки, другие люди, с лопатами и кирками, завершали рытье котлована под фундаменты, а третьи разгружали цемент, кирпич, песок, щебень. В мае объект уже оглашался воем бетономешалки и короткими криками на польском, ирландском или итальянском языках — в зависимости от того, в какой стране происходило действие. Этот жизнерадостный шум продолжался до начала зимы; тогда люди уходили, и остались холодные, незавершенные корпуса. Начинался «мертвый» сезон.

До сравнительно недавнего времени считалось, что строительство из железобетона имеет сезонный характер. Во всех странах умеренного пояса с первыми холодами кончались все основные технологические процессы. Получается странный парадокс: одна из важнейших отраслей материального производства простаивает в течение полугода, тогда как фабрики и заводы продолжают выдавать свои изделия независимо от сезона.

В отличие от всех других продуктов технической цивилизации продукт строительства создается непосредственно на месте его потребления.

Представим себе на минуту, что так обстояло бы дело и с другими промышленными изделиями, например с газовыми плитами: цех со всеми машинами, источниками энергии и рабочими бродит из квартала в квартал, из города в город, чтобы произвести продукцию именно там, где она будет использоваться (на кухне).