История строительства

История строительства Выполнила: студентка гр.46 Фесенко Анастасия

История строительства отмечена рядом тенденций Одним из них является повышение долговечности используемых материалов. Ранние строительные материалы были скоропортящимися, такими как листья, ветки и шкуры животных. Позже были использованы более прочные природные материалы—такие как глина, камень и древесина—и, наконец, синтетические материалы—такие как кирпич, бетон, металлы и пластмассы. Другой-это поиск зданий все большей высоты и пролета; это стало возможным благодаря разработке более прочных материалов и знанию того, как материалы ведут себя и как использовать их с большей пользой. Третья важная тенденция связана со степенью контроля, осуществляемого над внутренней средой зданий: стало возможным все более точное регулирование температуры воздуха, уровня света и звука, влажности, запахов, скорости воздуха и других факторов, влияющих на комфорт человека. Еще одна тенденция — это изменение энергии, доступной для процесса строительства, начиная с человеческой мускульной силы и развиваясь в направлении мощного оборудования, используемого сегодня.

Примитивное строительство: каменный век Охотники-собиратели позднего каменного века, которые перемещались по обширной территории в поисках пищи, построили самые ранние временные убежища, которые появляются в археологических записях. Раскопки в ряде мест в Европе, датируемые до 12000 года до н. э., показывают круглые кольца камней, которые, как полагают, были частью таких убежищ. Возможно, они укрепляли грубые хижины из деревянных жердей или утяжеляли стены палаток из шкур животных, предположительно опирающихся на центральные жерди.

Бронзовый век и ранняя городская культура Именно культуры великих речных долин-включая Нил, Тигр и Евфрат, Инд и Хуан—Хо—с их интенсивным земледелием, основанным на ирригации, — развили первые общины, достаточно крупные, чтобы называться городами. Эти города были построены по новой строительной технологии, основанной на глине, доступной на берегах рек. Утрамбованные глиняные стены прежних времен были заменены теми, которые были построены из сборных блоков: глинобитных кирпичей. Это представляло собой серьезное концептуальное изменение от свободных форм упакованной глины к геометрической модуляции, навязанной прямоугольным кирпичом, и планы зданий тоже стали строго прямоугольными.

Каменное строительство в Египте Как и другие великие культуры долины реки, Египет строил свои города из глиняного кирпича; обожженный кирпич не появлялся там до римских времен. Древесину использовали экономно, так как она никогда не была в изобилии. Ее использовали в основном на крышах, где она была сильно дополнен тростником. Только несколько королевских зданий были построены с полными деревянными рамами. Именно на этом унылом фоне бесконечных глинобитных домов возникла новая технология строительства из тесаного камня в храмах и пирамидах 4-й династии (около 2575-2465 гг. до н. э.).

Греческая и эллинистическая культуры Использование египетского каменного каркаса распространилось по всему Восточному Средиземноморью после 1800 года до н. э., и культуры материковой Греции были особенно привлечены к нему. В греческом мире Эгейского моря и Южной Италии было построено много каменных каркасных храмов; некоторые из них сохранились до наших дней в различных состояниях сохранности. Они были построены в основном из местного мрамора или известняка; для огромных монолитов не было гранита.

Основная технология мало изменилась по сравнению с египетской; основное различие заключалось в рабочей силе. Там не было мобилизованных государством масс неквалифицированных рабочих для перемещения огромных камней; вместо них существовали небольшие группы квалифицированных каменщиков, которые работали самостоятельно. Строительные отчеты Парфенона показывают, что каждая колонна была построена по отдельному контракту с мастером-каменщиком. Там, конечно, была подъемная машина для обработки блоков, хотя ее точное описание неизвестно; скрытые грани камней все еще имеют канавки и отверстия, которые соединяют веревки, используемые для подъема их на место. Для соединения камней были введены металлические скобы и дюбели; раствор почти никогда не использовался. Были проведены некоторые эксперименты с железными балками для усиления более длинных пролетов в камне, но максимум оставался примерно 5-6 метров (16-20 футов). Более длинные пролеты были сделаны с помощью деревянных балок, опирающихся на каменный каркас; твердые каменные плиты крыши великих египетских храмов не могли быть продублированы. Основная технология мало изменилась по сравнению с египетской; основное различие заключалось в рабочей силе. Там не было мобилизованных государством масс неквалифицированных рабочих для перемещения огромных камней; вместо них существовали небольшие группы квалифицированных каменщиков, которые работали самостоятельно. Строительные отчеты Парфенона показывают, что каждая колонна была построена по отдельному контракту с мастером-каменщиком. Там, конечно, была подъемная машина для обработки блоков, хотя ее точное описание неизвестно; скрытые грани камней все еще имеют канавки и отверстия, которые соединяют веревки, используемые для подъема их на место. Для соединения камней были введены металлические скобы и дюбели; раствор почти никогда не использовался. Были проведены некоторые эксперименты с железными балками для усиления более длинных пролетов в камне, но максимум оставался примерно 5-6 метров (16-20 футов). Более длинные пролеты были сделаны с помощью деревянных балок, опирающихся на каменный каркас; твердые каменные плиты крыши великих египетских храмов не могли быть продублированы.

Римские достижения Именно от этрусков, живших в северной части Италии, римляне унаследовали большую часть своих ранних строительных технологий. Этруски, вероятно, под влиянием нескольких редких греческих примеров в Южной Италии, создали настоящую каменную арку. Поздний образец 3-го века до нашей эры-это Porta Marzia, арочные городские ворота с пролетом около 6 метров (20 футов) в Перудже. Этруски также имели высокоразвитую терракотовую технологию и делали отличные обожженные кирпичи.

Кирпичное производство, особенно в районе самого Рима, стало крупной отраслью промышленности и, наконец, при империи, государственной монополией. Кирпичное строительство было дешевле каменного из-за экономии на масштабе в массовом производстве и более низкого уровня квалификации, необходимого для его осуществления. Кирпичная арка была принята для пролета проемов в стенах, исключив необходимость в перемычках. Сначала раствор представлял собой традиционную смесь песка, извести и воды, но, начиная со 2-го века до нашей эры, был введен новый ингредиент. Римляне назвали его pulvis puteoli в честь города Путеоли (современный Пуццуоли), расположенного недалеко от Неаполя, где он был впервые найден; материал, образовавшийся на горе Везувий и добытый на ее склонах, теперь называется pozzolana. При смешивании с известью пуццолана образует натуральный цемент, который гораздо прочнее и устойчивее к атмосферным воздействиям, чем сам известковый раствор, и который затвердевает даже под водой. Пуццолановые ступки были настолько прочны и дешевы, что их могли поставить рабочие столь низкого уровня квалификации, что римляне начали заменять ими кирпичи внутри стен; наружные витки кирпичей использовались главным образом как формы для укладки пуццоланы на место. Наконец, известковый раствор, песок, вода и пуццолана были смешаны с камнями и битым кирпичом, чтобы сформировать настоящий бетон, называемый opus caementicium. Этот бетон все еще использовался с кирпичными формами в стенах, но вскоре он начал помещаться в деревянные формы, которые были удалены после того, как бетон затвердел. Кирпичное производство, особенно в районе самого Рима, стало крупной отраслью промышленности и, наконец, при империи, государственной монополией. Кирпичное строительство было дешевле каменного из-за экономии на масштабе в массовом производстве и более низкого уровня квалификации, необходимого для его осуществления. Кирпичная арка была принята для пролета проемов в стенах, исключив необходимость в перемычках. Сначала раствор представлял собой традиционную смесь песка, извести и воды, но, начиная со 2-го века до нашей эры, был введен новый ингредиент. Римляне назвали его pulvis puteoli в честь города Путеоли (современный Пуццуоли), расположенного недалеко от Неаполя, где он был впервые найден; материал, образовавшийся на горе Везувий и добытый на ее склонах, теперь называется pozzolana. При смешивании с известью пуццолана образует натуральный цемент, который гораздо прочнее и устойчивее к атмосферным воздействиям, чем сам известковый раствор, и который затвердевает даже под водой. Пуццолановые ступки были настолько прочны и дешевы, что их могли поставить рабочие столь низкого уровня квалификации, что римляне начали заменять ими кирпичи внутри стен; наружные витки кирпичей использовались главным образом как формы для укладки пуццоланы на место. Наконец, известковый раствор, песок, вода и пуццолана были смешаны с камнями и битым кирпичом, чтобы сформировать настоящий бетон, называемый opus caementicium. Этот бетон все еще использовался с кирпичными формами в стенах, но вскоре он начал помещаться в деревянные формы, которые были удалены после того, как бетон затвердел.

Ранние бетонные конструкции Одним из самых ранних сохранившихся примеров этого бетонного сооружения является Храм Сивиллы (или Храм Весты) в Тиволи, построенный в 1 веке до нашей эры. Этот храм имеет круговой план с перистилем каменных колонн и перемычек вокруг снаружи, но стена круглой целлы, или святилища, внутри построена из бетона—непростая конфронтация новых и традиционных форм строительства.

Ранним крупномасштабным примером в самом Риме облицованного кирпичом бетона являются простые прямоугольные стены лагеря преторианской гвардии, построенного Сеяном в 21-23 годах н. э. Но возможности пластической формы, предложенные этим первоначально жидким материалом, который мог легко принимать изогнутые формы в плане и разрезе, вскоре привели к созданию ряда замечательных внутренних пространств, охватываемых куполами или сводами и не загроможденных колоннами, необходимыми для трабированного каменного строительства, что свидетельствовало о мощи имперского государства. Первый из них-восьмиугольный куполообразный фонтанный зал Золотого дома Нерона (64-68 гг. н. э.), который имеет около 15 метров (50 футов) в диаметре с большим круглым отверстием, или окулусом, в верхней части купола. Куполообразная форма быстро развивалась в ряде имперских зданий, кульминацией которых стал Пантеон императора Адриана примерно в 118-128 годах нашей эры. Это огромное круглое сооружение было введено из портика каменных колонн и увенчано куполом диаметром 43,2 метра (142 фута), освещенным окулусом наверху. Стены, поддерживающие купол, сделаны из облицованного кирпичом бетона толщиной 6 метров (20 футов), освещенного с интервалами внутренними углублениями; купол сделан из твердого бетона средней толщины 1,5 метра (5 футов) и возвышается на 43,2 метра над полом. Это великолепное сооружение сохранилось в хорошем состоянии до наших дней; диаметр его круглого купола оставался непревзойденным вплоть до 19 века. Ранним крупномасштабным примером в самом Риме облицованного кирпичом бетона являются простые прямоугольные стены лагеря преторианской гвардии, построенного Сеяном в 21-23 годах н. э. Но возможности пластической формы, предложенные этим первоначально жидким материалом, который мог легко принимать изогнутые формы в плане и разрезе, вскоре привели к созданию ряда замечательных внутренних пространств, охватываемых куполами или сводами и не загроможденных колоннами, необходимыми для трабированного каменного строительства, что свидетельствовало о мощи имперского государства. Первый из них-восьмиугольный куполообразный фонтанный зал Золотого дома Нерона (64-68 гг. н. э.), который имеет около 15 метров (50 футов) в диаметре с большим круглым отверстием, или окулусом, в верхней части купола. Куполообразная форма быстро развивалась в ряде имперских зданий, кульминацией которых стал Пантеон императора Адриана примерно в 118-128 годах нашей эры. Это огромное круглое сооружение было введено из портика каменных колонн и увенчано куполом диаметром 43,2 метра (142 фута), освещенным окулусом наверху. Стены, поддерживающие купол, сделаны из облицованного кирпичом бетона толщиной 6 метров (20 футов), освещенного с интервалами внутренними углублениями; купол сделан из твердого бетона средней толщины 1,5 метра (5 футов) и возвышается на 43,2 метра над полом. Это великолепное сооружение сохранилось в хорошем состоянии до наших дней; диаметр его круглого купола оставался непревзойденным вплоть до 19 века.

Фонтанный зал Золотого дома Нерона Пантеон императора Адриана

Деревянные и металлические конструкции Римляне также добились значительных успехов в технологии производства древесины. Рельефы на колонне Траяна показывают деревянные решетчатые ферменные мосты, используемые римскими армиями для переправы через Дунай. Ферменная конструкция-выдолбленная балка с силами, сосредоточенными в триангулированной сети линейных элементов, — была, по-видимому, Римским изобретением. Никаких доказательств их теоретического понимания этого не существует, но тем не менее они смогли освоить конструкцию ферм на практике. Прекрасным примером является базилика Константина в Трире (297-299 гг. н. э.), где деревянные фермы крыши королевского столба (треугольные рамы с вертикальной центральной стойкой) охватывают зал шириной 23 метра (75 футов); нынешняя крыша является реставрацией, но оригинал, должно быть, был похож.

Понятие фермы было расширено от дерева до металла. Бронзовые фермы, проходящие через три пролета длиной около 9 метров (30 футов) каждый, поддерживали крышу портика Пантеона. Выбор бронзы, вероятно, был сделан больше для прочности, чем для прочности, потому что Папа Урбан VIII смог снять эту бронзовую работу в 1625 году (чтобы расплавить ее для пушки) и заменить ее деревянными фермами. Ферменная конструкция оставалась изолированным достижением Римского строительства, которому не было равных вплоть до эпохи Возрождения. Понятие фермы было расширено от дерева до металла. Бронзовые фермы, проходящие через три пролета длиной около 9 метров (30 футов) каждый, поддерживали крышу портика Пантеона. Выбор бронзы, вероятно, был сделан больше для прочности, чем для прочности, потому что Папа Урбан VIII смог снять эту бронзовую работу в 1625 году (чтобы расплавить ее для пушки) и заменить ее деревянными фермами. Ферменная конструкция оставалась изолированным достижением Римского строительства, которому не было равных вплоть до эпохи Возрождения. Металлы широко использовались в римских зданиях. Помимо бронзовых ферм, Пантеон имел бронзовые двери и позолоченные бронзовые черепицы на крыше. Свинец был еще одним материалом, введенным римлянами для кровли; он был водонепроницаемым и мог использоваться с очень низкими шагами.