| 22 Июля 2010
Так в 1911-1913 годах А.В. Щусевым и Правлением Казанской железной дороги к проектированию Казанского вокзала в Москве были привлечены известные московские и петербургские инженеры и строительные фирмы.
Для главной башни вокзала, расположенной на ненадежном грунте, в 1913 году инженером А.И. Шалиным было предложено мощное сплошное основание – железобетоная плита, которая в свою очередь разгрузила давление на грунт и выполнен конструктивный расчет. Стены нижней подземной части башни были выполнены из коробчатого сечения железобетона.
Наибольший интерес с точки зрения применения железобетонных конструкций представляет осуществленный «теплый перрон» - в настоящее время зал ожидания. Перрон покрыт железобетонными сводами и легкими железными перекрытиями на железобетонных арках больших пролетов (около 30 м.) и высотой (около 21 м.). Это был один из первых примеров применения мощных железобетонных рам – арок. Расположение и система арок делит зал на три части. Средняя из них имеет большую высоту. Расчет рам и чертежи разработал в 1913 году инженер А. Лолейт. Расчет арок для пониженных зон был выполнен инженером В.М. Келдышем.
Строительство Казанского вокзала, начатое А.В. Щусевым до революции, продолжалось уже в советский период. Разнообразие конструкций, выполненных из железобетона, и примененных в различных павильонах вокзала было новаторским решением для того времени.
В советское время применению и разработке железобетонных конструкций уделялось большое внимание, так как основной задачей ставилось удешевление строительства, скорость возведения и создание новых типов массового жилья для рабочих, клубов, стадионов и заводских цехов. Железобетон дал новые возможности для создания объемов, разнообразных по форме и планировочным характеристикам, выполненных на достаточно высоком качественном уровне.
Направление 1920-1930-х годов в архитектуре, совместившее в себе уже начавшееся широкое применение железобетонных конструкций и разработку новых архитектурных форм, имеющих характерные черты, получило обобщенное название - «конструктивизм».
Прежде всего архитекторы этого времени пропагандировали максимальную функциональность, разработку и использование новейших конструкций и строительных материалов, типизацию и индустриализацию строительства.
Безусловно, внедрение бетона и железобетона в строительство повлияло на создание новых архитектурных образов.
Особенностью железобетона по отношению к другим ранее применявшимся материалам являлась возможность задавать и рассчитывать ему определенные свойства. Фактически железобетон не является материалом в обычном смысле слова, он всегда — изделие, элемент конструкции или сама конструкция.
Таким образом, с одной стороны новый советский строй привел архитекторов к необходимости создания новых типов жилых и общественных зданий, с другой стороны внедрение и возможности новых материалов создали необходимую базу для воплощения их замыслов.
Строительные материалы - бетон и железобетон послужили основой для создания ряда новых конструктивных систем и архитектурных форм: железобетонного каркаса с безбалочными перекрытиями, зданий из панелей и объемных блоков, монолитных несущих стволов и башен, плоских крыш, мощных рам и зданий, поднятых на столбы. С помощью железобетона создавались пространственные покрытия больших пролетов.
Ярким представителем «новой» западной архитектуры этого времени, безусловно, был Ле Корбюзье. Его работы стали следующим шагом в формообразовании и создании лаконичного архитектурного образа, характерного для «конструктивизма». Поднятый на столбах первый этаж зданий – прием, дававший возможность свободного передвижения под сооружением и организующий тесную взаимосвязь его с окружающей средой. Кроме того, по мнению Ле Корбюзье такой вариант постройки был дешевле и предохранял здание от сырости. Создание плоских бетонных крыш, используемых для отдыха и под озеленение, архитектурное решение фасадов в виде непрерывных горизонтальных окон, дающих больше света и воздуха, так называемого «ленточного освещения», полная свобода в формообразовании – черты, отличающие его объекты от всех остальных.
Значительный вклад в развитие конструктивистских идей в советской архитектуре внес М. Я. Гинзбург.
Во второй половине 1928 года в связи с проблемой формирования нового типа жилья при СТРОЙКОМе РСФСР была организована секция типизации в составе: руководителя М.Я. Гинзбурга и сотрудников - М.О. Барща, В. Владимирова, А.Л. Пастернака, Г.Р. Сум-Шик. В ходе работы были разработаны типовые жилые ячейки, которые были рассмотрены с точки зрения экономической эффективности и удобства пространственной организации квартиры. Ряд из них Стройкомом был рекомендован к массовому строительству. Остальные предполагалось проверить в опытно-показательном строительстве, что и было сделано.
Подробнее остановимся на построенном в 1928-1930-х годах архитекторами М.Я. Гинзбургом и Н.А. Милинисом комплексе опытно-показательных домов Наркомфина, состоящего из размещенных на одном участке жилого дома, объединенного переходом с общественным корпусом, и отдельно стоящей прачечной.
Жилой дом - шестиэтажный объем прямоугольной формы, поднят в уровне первого этажа на столбы . Особенностью пространственной организации жилой части дома является впервые примененная здесь система коридоров, каждый из которых обслуживает два этажа и трактуется как некое общее пространство. Здание представляет собой комбинацию двух типовых компонентов, состоящих из междуэтажного коридора и двух этажей жилых ячеек различной планировки.
Плоскости фасадов прорезаны длинными горизонтальными окнами и вертикальными витражами. Завершено здание плоской крышей, которую предполагалось использовать как место для общественного отдыха, и цилиндрическим объемом, с расположенными в нем комнатами общежития и оригинальной по планировке квартиры Милютина. 
В качестве конструктивной схемы для дома в основном была применена система железобетонного каркаса и легких заполнителей. Разработка и наблюдение за выполнением всех строительных работ была поручена инженеру С.Л. Прохорову. «Конструкция здания состоит из железо-бетонного каркаса (без опалубки) и заполнения бетонитовыми камнями. Междуэтажные перекрытия также из пустотелых бетонитовых камней. Внутренние перегородки – фибролитовые. Крыша – плоская церезито-железобетонная.»
Впервые инженером С.Л. Прохоровым при строительстве этого дома был применен бетонный камень типа «Крестьянин» с двумя большими прямоугольными отверстиями. В камне «Крестьянин» все пустоты были перекрыты диафрагмами, промежуток же между камнем и ½ камнем шириною 7 см. заполнялся засыпкою изоляций, от качества которой во многом зависила изолирующая способность стены. При засыпке трепелом получалась стена эквивалентная кирпичной кладке в 5 кирпичей, при засыпке шлаком лишь в 3 3/4 кирпича.
«В качестве материалов для наружных и внутренних капитальных стен, а также междуэтажных железо-бетонных перекрытий выбраны пустотелые бетонитовые камни системы инженера С. Л. Прохорова, изготовленные из шлако-бетона или бетона такого состава, чтобы они имели временное сопротивление не менее 40 кг/см/нетто, согласно Технических Условий для этого рода материалов МГИ Изд. 1929.».
Вся конструкция здания как вертикальных его ограждений так и междуэтажных перекрытий была запроектирована из железобетона с заполнениями каркаса пустотелой кладкой двух типов.
Для наружных стен, представляющих из себя тепловую изоляцию, была применена кладка из пустотелых шлакобетонных камней системы «Крестьянин» с засыпкой промежутка между камнем и полу камнем мелким шлаком. Таким же образом был устроен подвал, но без засыпки шлаком.
Для внутренних капитальных стен была применена кладка из особого вида пустотелых камней с одним рядом пустот так называемых «жестких» камней этого же типа. Эти пустоты в кладке внутренних капитальных стен служили для устройства вертикальных каналов для вентиляции и проводки канализационных и водосточных стояков или для устройства железобетонных колонн без применения опалубки. Чередование пустот с каналами, заполненными арматурой и бетоном позволяло выводить стены из таких камней на любую высоту без утолщений.
Кладка наружных и внутренних капитальных стен производилась на сложном известковом цементном растворе 1:1:9 с прокладкой в каждом ряду по 2 диаметром 5 м/м во избежание усадочных трещин.
Пустотелые железобетонные перекрытия были выполнены без опалубки на простых подмостях из 2 досок по осям балок из пустотелых бетонитовых «жестких» камней, уложенных между балками размером 10/25 – 15/25, расположенными перпендикулярно к проемам на расстоянии 0.60 м. друг от друга так, что образованные пустоты представляли собой горизонтальные каналы. Конструктивная высота таких перекрытий составляла 30 см. при собственном весе 450 кг (кв.м). Вся нагрузка от междуэтажных перекрытий передается на поперечные внутренние капитальные стены, наружные же стены не несут никакой нагрузки кроме собственного веса и опираются консольно на концы прогонов, расположенных поперек здания по линиям пересечения рядов колонн.
Фундамент здания не сплошной, как делалось раньше, а из железобетонных продольных ребристых подушек.
Интересно, что кладка 1 ½ камня «Крестьянин» получилась в 1 ½ раза теплее обычной кирпичной стены в 2 ½ кирпича.
Сам главный корпус опирается на 3 ряда круглых колонн диаметром 35 см. со спиралью Консидера, расположенных через 3,25 м. вдоль здания. Колонны эти основаны на железобетонных ленточных фундаментах в виде ребристых подушек таврового сечения, опущенных на глубину 1,80 м. от поверхности земли. В той части, где нет подвала, и в части, имеющей подвал, на уровень ниже пола подвала на 25 см., так как в пределах 1 этажа на большей части корпуса нет наружных стен, то первое перекрытие, служащее полом 1 этажа имеет соответственно изоляцию поверх пустотелого перекрытия на толщину 16 см. В верхних этажах открытые колонны сохраняют круговое сечение и диаметр 35 см., колонны же, расположенные в «капитальных» стенах толщиною 25 см. имеют размеры, не выходящие за пределы стен.
Крыша - плоская водонепроницаемая с церезитовой плитой, расположенной по бетонным ребрам, лежащим на верхнем железобетонном перекрытии, покрытым засыпкой изолятором.
По верхней плите перекрытия были устроены эвбиолитовые полы из опилок на магнезитовом цементе, полированные. Эвбиолитом покрыты также все лестничные ступени, площадки и поручни железобетонных перил, имеющие вид вертикальных стенок. Ступени - железобетонные пустотелые для облегчения веса и уменьшения расхода материала.
Внутренние перегородки были сделаны частично деревянными, частично из бетонитовых в ½ камней типа «Крестьянин» толщиной 9см.
Оконные переплеты - железобетонные раздвижные состоли из неподвижных и подвижных на роликах элементов.
Конструктивная схема общественного корпуса в основных чертах та же, что и главного жилого дома.
Бетон для колонн и обвязок каркаса, а также для железобетонных перекрытий и лестниц был принят марки 2 (1:2:4), с допускаемым напряжением на чистое сжатие – 50 кг/см, на сжатие при изгибе до 60 кг/см. Для круглого железа арматуры в таких сортах 1500 кг/см, в толстых сортах – 1300 кг/см.
Бетон для фундаментов был принят марки 3 состава 1:3:5 с напряжением на чистое сжатие 40 кг/см и на сжатие при изгибе 50 кг/см.
Бетон для колонн и обвязок каркаса, а также для железобетонных перекрытий и косоуров был принят марки «2» состава 1:2:4 с допускаемым напряжением на чистое сжатие – 45 кг/см, на сжатие при изгибе – 50 кг/см, скалывание – 4 кг/см. На круглое железо арматуры допускаем 1300 кг/см.
Бетон для фундаментов был принят марки «2».
К особенностям поддерживающих конструкций здания можно отнести то, что вся нагрузка от междуэтажных перекрытий, от веса наружных стен через горизонтальные обвязки – перемычки передаётся на внутренние пустотелые каменные стены, необходимая жесткость которых достигается путём устройства в плоскости стен железобетонных колонн, помещаемых внутри пустот, а потому не требующих устройства опалубки.
Поскольку бетон, примененный для строительства экспериментального дома на тот момент являлся материалом еще не широко применяемом, то параллельно со строительством велось изучение его свойств, достоинств и недостатков. К достоинствам нового материала безусловно можно было отнести возможность воплощения практически любого замысла архитектора, экономичность, низкая теплопроводность, несгораемость, безопасность, функциональность. К недостаткам же можно было отнести, влагоемкость, хрупкость, необходимость монтажа на месте.
Однако, уже на том же доме Наркомфина были частично решены проблемы материала, обладавшего, безусловно большим количеством положительных качеств. Например, для наружных стен от повышенной влагоемкости были предложены следующие средства защиты: создание архитектурных элементов защитного характера (карнизы, свесы и т.д.) и создание влагонепроницаемого покрова например силикатирование наружной штукатурки).</p>
В то же время одной из важных задач была возможность перевода производства бетона на индустриальный уровень. Именно с этой целью в доме Наркомфина все отдельные элементы (столбы, прогоны, заполнитель, окна, двери) были типизированы и стандартизированы и повторены на всю длину жилого корпуса. Камни для стен перекрытий и перегородок системы Прохорова были сформированы на одном и том же рычажном станке, при чем разница в форме пустот была достигнута применением разных вкладышей и прокладок. Настойчивая работа по типизации новых архитектурных сооружений максимально отвечающих общественно-бытовым условиям, стремление к стандартизации всех элементов при разработке конструктивных схем, индустриализация строительного производства характеризовали деятельность архитекторов-конструктивистов.
В настоящее время комплекс зданий Наркомфина находится в тяжелом техническом состоянии, так же как и многие другие памятники периода конструктивизма.
Постепенно железобетон из материала, дающего широкие возможности для проектирования, превратился в основной материал типового строительства панельных и блочных жилых и общественных зданий. Из панелей в 1960 -1980-е годы строились цеха заводов и фабрик. Это типовое, безликое строительство дискредитировало материал в глазах архитекторов и жителей.
В настоящее время бетон находит все больше применения как строительный так и отделочный материал. Но это тема другой статьи.