Конструкции ведущих типов архитектуры – общественных зданий и жилья – оставались сравнительно примитивными: главными элементами были стена и стоечно-балочная система. Арочно-сводчатая конструкция была известна грекам, но ни арки, ни своды не нашли широкого распространения.
Наиболее массовым строительным материалом стен был кирпич-сырец. Обожжённый кирпич имел очень ограниченное применение, хотя гончарное производство стояло на высоком уровне, и его изделия использовались при украшении зданий.
Для устройства галерей и портиков широко применялось дерево. Данные раскопок и литературных источников позволяют утверждать, что деревянные галереи и портики представляли собой хорошо продуманную и надёжную стоечно-балочную конструкцию, целесообразно использующую материал и глубоко осмысленную в художественном отношении.
При строительстве монументальных общественных зданий и прежде всего храмов широко применялся известняк, а в некоторых случаях и мрамор. Из камня возводились и стены, и стоечно-балочная конструкция портиков и галерей. Каменные квадры, балки, плиты, монолитные своды и отдельные барабаны колонн подвергались первоначальной обработке в карьерах. Для передвигания камней и установки их на место греки имели в своем распоряжении различные механизмы: блоки, вороты и прочие подъёмные приспособления. Для подъёма блоков в них оставлялись выступы или делались гнёзда для специальных якорей и крючьев. Часто в боковых гранях камней вырезались пазы, в которые при подъёме и транспортировке вкладывался канат. Кладка стен и стоечно-балочных конструкций из камня велась только «насухо», т.е. без применения раствора. Фундаменты обычно выводились не сплошными, а только под стенами и отдельными опорами. Цокольная часть снаружи выкладывалась большими каменными плитами, поставленными на ребро.
Стены возводились из прямоугольных квадров горизонтальными рядами с соблюдением перевязки швов. Колонны складывались из цилиндрических блоков-барабанов. Соприкасающиеся грани тщательно обрабатывались. Особенно ровными были горизонтальные грани – постели, через которые передавались вертикальные усилия.
Процесс установки сложных архитектурных элементов был очень трудоёмким. Только некоторые из них, например капители и плиты со скульптурным рельефом, изготовлялись заранее. Остальные части окончательно обрабатывались только после их установки. При этом завершающая обработка проводилась в направлении сверху вниз по мере того, как постепенно снимались строительные подмости.
Устойчивость безраспорных греческих конструкций, работающих на сжатие и изгиб, обеспечивалась без дополнительных связей. Однако опасность землетрясений заставляла иногда скреплять каменные блоки в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Крепление блоков производилось металлическими штырями и пиронами, вставленными в специальные гнезда. Для крепления барабанов применялись также деревянные штыри.
В стоечно-балочной конструкции особенно важным элементом являлась основная балка – архитрав, опирающаяся на колонны и воспринимающая нагрузку от выше лежащей кровли.
Балка – это конструктивный элемент, работающий на изгиб, длина которого в 10 ÷ 20 раз больше высоты сечения А, а высота сечения в 2 ÷ 3 раза больше его ширины В. Горький опыт обрушений древних строителей научил, что балку надо укладывать на ребро, а не плашмя. Позднее объяснил это великий флорентиец Галилёо Галилей. В своих беседах и математических доказательствах он впервые фиксирует то, что до него воспринимали только интуитивно: «Любая линейка или призма, ширина которой больше толщины, окажет большее сопротивление излому, когда она поставлена на ребро, чем когда она лежит плашмя, и притом во столько раз больше, во сколько ширина больше толщины». Вероятно, это правило осталось бы безымянным, не будь оно сформулировано Галилеем.
Работая на изгиб, балка ограничивала расстояние между колоннами – интерколумний (пролёт между двумя колоннами в свету).
В небольших галереях в архаический период балки делались из монолитных (цельных) блоков; а начиная с VI в. до н.э., в крупных зданиях, они составлялись из двух или трёх поставленных на ребро блоков. Конструкция позволяла перекрывать пролёты до 4,5 м.
Зодчие Древней Греции и Древнего Рима не умели определять изгибающие моменты, но опыт многочисленных обрушений выработал правила и приёмы проектирования балочных конструкций.
Правило: пролёт каменной балки в свету (интерколумний) не должен превышать трёх диаметров колонн, которые её поддерживают. Однако правило пролёта в три диаметра иногда смело нарушали. Так, пролёт архитрава храма Артемиды (Дианы) в Эфесе равен 6,12 м вместо традиционных 4 ÷ 4,5 м. Рекордный пролёт балочной конструкции из природного камня не превзойден и по сей день.
Приёмы: балку следует делать составной и по высоте, и по ширине. По высоте – трёхъярусный антаблемент преобразуется в работающие на сжатие каменные арки. Их распор (горизонтальная составляющая опорной реакции) погашают блоки соседних пролётов и частично – трение. Из-за распора крайних арок угловые колонны располагаются на меньшем расстоянии, чем промежуточные. Разделение балочной конструкции по колоннам на три яруса – архитрав, фриз и карниз – оправдано опытом её замыкания в арки по колоннам при любом развитии трещин в блоках каждого яруса.
По ширине и высоте архитрав из двух или трёх параллельных каменных блоков менее подвержен влиянию всевозможных дефектов в каждом из них (раковины, микротрещины, инородные включения и т.д.), которые являются концентраторами напряжений; кроме того, упрощалась транспортировка и установка этих балок в проектное положение на большой высоте из-за значительно меньшей их массы.
Комментариев нет:
Отправить комментарий