![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Краткий исторический обзор развития деревянных конструкцийСтр 1 из 36Следующая ⇒
Дерево — древнейший конструкционный материал, применяемый человеком со времен первобытнообщинного строя. Являясь одним из элементов материальной культуры, деревянные конструкции на протяжении всей своей истории развивались соответственно уровню и состоянию производительных сил каждой исторической эпохи. Развитие деревянных конструкций имело тенденцию к созданию систем, элементов и видов соединения, которые позволяли бы экономить древесину и наилучшим образом учитывать ее физико-механические особенности. Археологические исследования дают представление о роли дерева на ранней стадии развития культуры человечества. Имея в своем распоряжении несовершенные инструменты (главным образом каменный топор), человек был вынужден применять преимущественно цельные круглые деревянные элементы. Из этого материала сооружались жилища и их покрытие, ограды в виде частоколов, простейшие пешеходные мосты через водные преграды, свайные постройки. Последующее развитие материальной культуры и появление более 'совершенных орудий производства позволили создать более совершенные деревянные конструкции и постройки. Так, прообразом древнегреческих ордеров, оказавших столь большое влияние на развитие архитектуры вообще, являются деревянные элементы: столбы, балки из брусьев, стропила Строители Древнего Рима являлись создателями мостов весьма рациональной конструкции. Принятая ими схема расположения несущих элементов оказалась столь удачной, что применяется до-наших дней в мостах временного назначения (рис. 1.2). Вполне естественно, что особенно широкое распространение деревянные сооружения и конструкции получили в районах, богатых лесом. Это убедительно подтверждается историей и опытом деревянного строительства на территории нашей страны. Уже в-конце прошлого тысячелетия искусными русскими плотниками возводились многочисленные деревянные здания разнообразного назначения: жилые избы, храмы, крепости, дворцы. О размере и облике этих сооружений можно судить по дошедшим до нас лето- писям и запискам иноземных путешественников. Так, в X в. в Нов-городе была возведена дубовая соборная церковь Софии, снабженная 13 главами. Это сооружение не дожило до наших дней: оно сгорело в XI в. Самое древнее из сохранившихся на территории СССР деревянных сооружений — маленькая церковь Воскрешения Лазаря в Муромском монастыре Карельской АССР (рис. 1.3). В конце XIX в. аокруг нее для защиты был сооружен сруб-футляр. До наших дней сохранились также многие другие деревянные церкви и крестьянские постройки в Архангельской, Вологодской, Ленинградской областях и Карельской АССР. Их возведение датируется XVI—> ' XVIII вв. Некоторые из них отличаются богатством архитектурных форм и сложными конструктивными решениями, как, например, 22-главая Преображенская церковь в Кижах (1714), Другим шедевром русского деревянного зодчества был деревянный дворец в Коломенском под Москвой (просуществовал с конца XVII до середины XVIII в.). Все эти здания, различаясь размерами, архитектурным убранством, соотношением объемов, базировались на одном общем для них конструктивном принципе — на применении бревенчатого сруба-клети с его многочисленными разновидностями. Важный шаг в развитии стержневых систем применительно к деревянному мостостроению связан с именем итальянского архитектора XVI в. Палладио. Им было предложено несколько вариантов стержневых систем, включая ригельно-подкосную схему, статически определимые и статически неопределимые фермы. Совершенствование деревянных конструкций в отечественном строительстве началось в XVIII в., когда возникла потребность в таких конструкциях, форма и пролеты которых не могли быть обеспечены на основе срубов-клетей. Эти конструкции были выполнены как стержневые системы из брусьев. Этому во многом способствовало возникновение и развитие в России лесопильного производства. В это же время (XVIII—XIX вв.) был создан ряд значительных сооружений: деревянный шпиль башни Адмиралтейства (1738), деревянные фермы пролетом около 50 м покрытия Московского манежа (ныне Центральный выставочный зал) (рис. 1.4) и др.. Особенно следует выделить проект деревянного моста пролетом 298 м через реку Неву, разработанный И. П. Кулибиным. Мост был запроектирован в виде комбинированной системы, состоящей из деревянной гибкой арки и криволинейного элемента жесткости. Эту конструкцию отличает ясная статическая схема, в которой основной несущий элемент — арка — имел сечение из нескольких
брусьев, а элемент жесткости был выполнен в виде сквозной многорешетчатой бесшарнирной арки. Рациональное распределение функций между этими двумя основными элементами позволило применить простые и надежные виды соединений: упор для стыкования элементов гибкой арки и болты для крепления раскосов в элементе жесткости. Предложенная впервые И. П. Кулибиным, идея многорешетчахой фермы находила применение во многих деревянных конструкциях XIX и XX вв. как в нашей стране, так и за рубежом. Быстрое развитие деревянных конструкций, прежде всего мостостроения, отмечаемое в первой половине и середине XIX в. в России, тесно связано с именем другого нашего выдающегося соотечественника — Д. И. Журавского. По его проектам в то время был построен ряд деревянных железнодорожных мостов. Он доказал, что усилия в стойках и раскосах фермы при сплошной нагрузке убывают от опор к середине пролета, вывел формулу для сдвигающих усилий при изгибе сплошной балки, предложил способ расчета шпоночных соединений, экспериментально обосновал допускаемые напряжения в деревянных элементах в зависимости от вида напряженного состояния. Вторая половина XIX в. характеризовалась внедрением в качестве конструкционных материалов стали и железобетона, так что дерево утратило свою ведущую роль в инженерных конструкциях. В это же время развивается тенденция применения дощатых пиломатериалов взамен брусьев и бревен и попытки сплачивания досок в большеразмерные сечения с помощью гвоздей и болтов; в конце XIX в. появляются первые клееные конструкции. В конце XIX и начале XX в. сооружаются также первые деревянные пространственные конструкции: многослойные гвоздевые своды и сетчатые башни-оболочки. Эти виды конструкций были разработаны русским ученым и инженером В. Г. Шуховым. После Октябрьской революции в восстановительный период и в годы первых пятилеток деревянные конструкции широко применялись в отечественном строительстве. К этому времени относится разработка и внедрение ряда новых конструктивных форм и новых видов соединений, способствовавших повышению эффективности деревянных конструкций. В 20-е годы начали применять дощато-гвоздевые конструкции в виде балок с перекрестной дощатой стенкой. Позднее, в начале 30-х годов, перекрестная дощато-гвоздевая система была использована в пространственных конструкциях (цилиндрических сводах- ' оболочках, башнях). К этому же времени относится успешное освоение и применение для сводов и других пространственных покрытий кружально-сетчатых конструкций системы С. И. Песельника. Из предложенных в это время новых видов соединений отметим пластинчатые нагели инж. В. С. Деревягина, которые успешно применялись для изготовления деревянных брусчатых балок и верхних сжато-изогнутых поясов ферм. В годы первых пятилеток В. Г. Ленновым предложена когте-вая шайба, позволяющая существенно повысить несущую способ» ность болтового соединения деревянных элементов за счет дробной передачи усилия; тогда же начались отечественные исследования в области клееных деревянных конструкций. В эти годы в особенно в годы Великой Отечественной войны деревянные конструкции широко использовались в строительстве мостов и зданий. Их применение позволяло экономить металл, необходимый для военных нужд.
|