Все о кирпичах

Кирпичи: все что нужно для выбора и покупки кирпича

Крестово-купольная системаС начала XVI в. в Москве и других городах Русской государства началось строительство крупных четырех-шести столпных пятиглавых соборов крестово-купольной системы перекрытых либо традиционными коробовыми сводами - Архангельский собор Московского Кремля (1505-1508 гг.) Успенский собор в Дмитрове (между 1509-1533 гг.), Смоленский собор Новодевичьего монастыря (XVI в.), - либо новыми в русской практике крестовыми сводами - Успенский собор Троице-Сергиева монастыря (1559-1585 гг.), Софийский собор в Вологде (1568-1570 гг.) - впервые примененными в московском Успенском соборе (1475-1479 гг.).

От предшествующих, да и современных им распространенных одноглавых храмов они отличались рядом признаков, но, в первую очередь, значительно большими размерами (площади и высоты), что свидетельствовало об известном скачке в развитии строительной науки и освоении новых архитектурных приемов.

Очевидно, что с увеличением габаритов классической трехнефной системы обеспечение равновесия становится все более трудной задачей: при пропорциональном увеличении в «n» раз линейных размеров всех основных элементов напряжения в кладке конструкций и основания возрастают приблизительно в п2 раз, распор системы и объем кладки в n3 раз, опрокидывающее действие распора в п4 раз.

В соборах XVI-XVII вв., лишенных традиционных элементов жесткости: диафрагм, притворов и пониженных углов, противодействие резко возросшему распору зодчие искали в облегчении конструкций перекрытия (крестовые своды в 1 кирпич), пригрузке угловых частей здания весом барабанов, включением в более активную работу элементов связевого каркаса. Использовалась и обстройка основного объема галереями.

Искусственное снижение уровня распора могло быть лишь в системах с коробовыми сводами, среди которых особо выделяются ступенчатые конструкции, например, перекрытие Спасского собора Прилуцкого монастыря в Вологде (1537- 1542 гг.). Неуравновешенный распор крестовых сводов, так называемых «палатных» систем (по типу московского Успенского собора), передавался на наружные стены практически на уровне пят самих сводов, т. к. подпружные арки работали в той же плоскости. Роль воздушных связей как элементов устойчивости распорной системы при этом резко возросла, получили распространение парные связи.

По высоте внутренний объем некоторых зданий стал делиться на 2 яруса - собственно церковь и подклет; сводчатые перекрытия подклета, работая горизонтальным диском, снижали свободную длину центральных столбов, что давало возможность делать их более тонкими, не нарушая оптимального соотношения высоты и сечения.

Наружные стены как основные элементы жесткости выполнялись весьма большой толщины, особенно при крестовых сводах перекрытия. Нагрузки на фундаменты стен относительно возросли и за счет пригрузки их весом сводов 1 яруса и примыкающих галерей.

Сдерживающими рост объемов факторами становятся не только проблемы статики, но и ограниченные возможности строительного материала - кирпича, белого камня, а также прочность основания. Если в сооружениях XIII-XV вв. напряжение в кладке обычно не превышало 0, 2-0, 3 МПа для стен, 0, 4-0, 45 МПа для подпружных арок и столбов, то в крупных соборах XVI и XVII вв. оно достигало соответственно 0, 4-0, 5 МПа и 0, 8-1, 2 МПа. Последние значения являются близкими к предельным для кладки из качественного кирпича и тесаного камни средней прочности. При внецентренном приложении нагрузок краевые напряжения в сечениях конструкций были еще выше.

Увеличение несущей способности кладки достигалось введением в ответственные зоны конструкций (в пяты и замки арок, опорные кольца барабанов и цоколи столбов) вставок более прочного материала, например, белого камня. В особо нагруженных кирпичных элементах каменные прокладки устраивались регулярными, через несколько рядов. Если весь объем выполнялся в смешанной кладке (что характерно для новгородских построек), то основные несущие конструкции выкладывались из однородного материала. С ростом нагрузок напряжение под фундаментами стен и столбов достигло 0, 3-0, 6 МПа, что в лучшем случае было предельным, а в большинстве превышало в 1, 5-3 раза несущую способность основания. Увеличение осадок и их неравномерность (одна из главных причин деформаций крестово-купольных систем см. раздел 3) вынуждали строителей искать способы выравнивания давления на основание.

При небольших размерах ранних церковных зданий участки стен и близко придвинутых к ним столбов нередко имели общую фундаментную подушку. Применялись и перекрестные ленточные фундаменты; их высота (1 -1, 5 м) и характер кладки (бутовая или кирпичная кладка на известковом или известково-глинистом растворе) позволяли разнести давление центральных столбов на участок, равный по длине 2-2, 5 к заглубления. В некоторых случаях напряжение выравнивалось укладкой в основания распределительных бревенчатых лежней (Николо-Дворищенский собор 1113 г., Новгород).

Увеличить Рис.1.5. Масштабное соотношение некоторых памятников крестово-купольной системы русской архитектуры

В сооружениях XVI-XVII вв. при возросших пролетах системы перекрытия фундаментные ленты, выкладываемые по-прежнему из мелкоразмерных и слабоперевязянных элементов, как распределительные элементы были уже неэффективны. Выравнивание давления на основание осуществлялось за счет увеличения фундаментов под центральными: столбами; к концу XVII столетия их площадь достигала 25 м2 и более. Поскольку валунная или смешанная кладка не допускала равномерного разноса давления больше, чем на 25-30° от вертикали, рациональная форма фундамента - штампа с большой площадью опирания требовала соответственно большого заглубления. Соблюдение этого условия было не всегда выполнимо из-за резко возрастающего объема земляных и кладочных работ или высокого уровня стояния грунтовых вод. При недостаточной высоте и жесткости фундамента его действительная площадь опирания не соответствовала расчетной, и отпор выдавливал или срезал края фундаментной подушки (например, в фундаментах астраханского Успенского собора).

Равновесие системы «Фундамент - основание не удерживалось не только за счет увеличения площади фундаментов. В ряде случаев применялось искусственное укрепление слабого основания забивкой коротких (1, 0-1.5 м) деревянных свай - способ, известный еще в древнерусском зодчестве. Сваи забивались под отдельные и ленточные фундаменты, а при строительстве особо высоких и массивных сооружений - по всей площади застройки.

К концу XVII столетия были возведены наиболее крупные соборы России - Успенский в Рязани (1693 -1699 гг), Троицкий в Пскове (1682-1699 гг.), Успенский в Астрахани (1698- 1710 гг.), представляющие технический проект развития крестово-купольной системы в условиях использования ручного труда и традиционных строительных материалов. Их размеры были перекрыты только два века спустя в монументальных сооружениях XIX столетия - Исакиевском соборе в Ленинграде, храме Христа Спасителя з Москве и др., при наличии подъемно-транспортных механизмов, паровых копров, механической обработки металла и камня, внедрения цементного раствора и армирования кладки.