Text
АРХИТЕКТУРА.
*
КРАТК1Й КУРСЪ
ПОСТРОЕНЫ ЧАСТЕЙ ЗДАН1Й,
ЧИТАННЫЙ
ВЪ ИМПЕРАТОРСКОМЪ МОСКОВСКОМЪ ТЕХНИЧЕСКОМЪ УЧИЛИЩЪ
АДЪЮНКТЪ-ПРОФЕССОРОМЪ
В. Г. ЗалЪсскимъ,
СЪ ДОПОЛНЕНШМЪ ПОПУЛЯРНАГО ИЗЛОЖЕНЬЯ СПОСОБОВЪ ПРОВ'ЪРОЧНАГО РАСЧЕТА И ОПРЕД'ЬЛЕНГЯ РАЗМЪРОВЪ КОНСТРУКЦ1Й.
Кром! чертежей въ текста, прилагается еще 27 хромолитографированныхъ
таблицъ въ особой папкЗ>.
Ufa
Типо-литораф1я Т-ва И. Н. Кушнеревъ и К°. Пименовская улица, соб. домъ.
Москва-1004.
ОГЛАВЛЕН1Е
Ст. 1. Основаше зданш.
Стр, § 1. Осадка зданш. Номенклатура частей основашя. Материкъ............... 7
§ 2. О грунтахъ. А. Три разряда грунтовъ. В. Разведка ихъ. Буреше. С. Спо-
собы опредЪлешя сопротивлешя грунтовъ сжатпо. D. Вл1ян1е на коэффи-
щентъ сопротивления грунтовъ глубины заложешя подошвы фундамента . 10
§ 3. Обшдя замечашя относительно устройства подошвы фундаментовъ: а) го-
ризонтальность подошвы, Ь) форма и размеры подошвы, с) уширеше подошвы основашя и d) глубина заложешя ея........................... 34
§ 4. Укрепление и расположено подошвы фундаментовъ при различныхъ грунтахъ: I, при грунтахъ перваго разряда, II—второго разряда: а) углубленно фундаментовъ, Ь) устройство обратныхъ сводовъ или арокъ, с) отдельные фундаменты, d) временная нагрузка и е) лежни, ростверкъ и бетонный слой.................................................................. 41
§ 5. Укрепление подошвы фундаментовъ при грунтахъ третьяго разряда. Первый случай, когда материкъ располагается на доступной глубине. Деревянный сваи; ихъ число и размеры. Металличесюя сваи. Производство работъ при устройстве деревяннаго ростверка. Бетонный ростверкъ ... 46
§ 6. Каменные столбы. Опускные столбы: а) устройство каменныхъ опускныхъ столбовъ, Ь) деревянныхъ и с) металлическихъ. Кессонное основаше. Ме-таллическне, каменные и деревянные кессоны............................. 56
§ 7. Второй случай грунтовъ третьяго разряда, когда материкъ залегаетъ на неопределенной глубине: а) уплотнен^ подошвы щебнемъ, Ь) забивкой свай частокомъ, с) свайное основаше, d) песчаное основаше и е) бетонный слой.............................................•................. 78
§ 8. Фундаменты—сплошные и въ виде стенъ. Фундаменты подъ котлы и паровыя машины. Устройство подвальныхъ этажей и предохранеше ихъ отъ сырости...................•.............................•.......... 89
Ст. 2. СтЬны строен!й.
§ 9. а) Цоколь здашя, Ь) определеше размеровъ каменныхъ стенъ по отно-шешю къ ихъ прочности, устойчивости и теплопроводности. Кладка кир-пичныхъ стенъ. Железныя связи........................................ 10<Г
§ 10. Леса и подмости. Приспособлешя для подъема и передвижешя строитель-
ныхъ матер!аловъ ................................................ 131
§ 11. Деревянный стены. Обшдя замечашя о деревянныхъ постройкахъ. А. Заборы. В. Стены нежилыхъ строешй и фахверковыя. С. Применеше фах-верковыхъ стенъ къ жилымъ строешямъ. D. Стены изъ железа и камня. 139
IV
§ 12. Перегородки: изъ накатника, дощатый, обшивныя брусчатыя и шпрен-гельныя....................•..............................................
§ 13. Карнизы, пояса, обрамлешя, фронтоны и аттики.......................
Ст. 3. Отд'Ьльныя подпоры.
§ 14. ОпредКлеше отдельныхъ подпоръ. А. Каменныя подпоры. В. Кирпичныя колонны и столбы. С. Металличесюя подпоры: чугунный и желЪзныя. D. Деревянный подпоры...........•..................................
Ст. 4. Своды.
§ 15. Определеше сводовъ и номенклатура ихъ частей......................
§ 16. Формы сводовъ и начерташе кривыхъ направляющихъ...................
§ 17. Обпця правила для устройства кружалъ для сводовъ..................
§ 18. Краткое изложение теорш сводовъ. Начертан!е кривой давлешя........
§ 19. Толщина свода въ замке............................................
§ 20. Соображешя, на которыхъ основана поверка устойчивости опоръ сводовъ.
Забутка пазухъ и приготовлеше пятъ сводовъ. Графическ1е пр!емы для опредЪлешя толщины опоръ свода.........• •........................
§ 21. Купольный сводъ и проверка его устойчивости и прочности. Парусный сводъ...................................................................
§ 22. Крестовый сводъ. Его устройство и графичесше npieMbi расчета......
§ 23. Устройство арокъ и перемычекъ.....................................
Ст. 5. Потолочныр noKpbiTip.
§ 24. Достоинство и недостатки потолочныхъ покрытш сравнительно со сводами ................................................................
§25. А. Несгораемый потолочныя покрьтя: а) чугунный балки, Ь) железныя балки ...............................................................
§ 26. Железнодорожный рельсы, какъ балки.............................
§ 27. Двутавровый прокатныя железныя балки...........................
§ 28. ЖелКзныя клепаный балки .......................................
§ 29. Расположеше металлическихъ балокъ. Подкладки подъ концы балокъ . . .
§ 30. Практическая данныя для расчета железныхъ балокъ: балки, заделанный однимъ концомъ въ стену. Балки, лежапця на двухъ опорахъ. Способы закрЪплешя концовъ...................................................
§ 31. Заполнеше промежутковъ между железными балками: деревянное и несгораемое ...........................................................
§ 32. Заполнеше кирпичной кладкой....................................
§ 33. Бетонные потолки...............................................
§ 34. Проверка размеровъ бетонныхъ и кирпичныхъ сводиковъ............
§ 35. Поперечный связи и ихъ размеры.................................
§ 36. Плоское бетонное покрыт!.......................................
§ 37. Железо-бетонное покрьте по системе Monier: плоское и сводчатое . . . .
§ 38. Определеше толщины железо-бетонныхъ плитъ......................
§ 39. Ребристое железо-бетонное покрьте..............................
§ 40. Плоское железо-бетонное покрьте по системе Копе п’а............
§ 41. Железо-бетонное покрьте по системе Heunebique.............. •
§ 42. Кирпиче-железныя покрьтя.......................................
§ 43. Система плоскаго потолочнаго покрьтя изъ трепельнаго кирпича . . . .
§44. В. Смешанная по матер!алу система потолочныхъ покрьтй ... • . . . .
§45. С. Деревянные потолки. Общ!я ..................................
V
Стр.
§ 46. Построен!© деревянныхъ потолковъ............................... 375
§ 47. Деревянныя балки............................................... 375
§ 48. Размещен!© балокъ.............................................. 380
§ 49. Заполнен!© промежутковъ между деревянными балками.............. 383
§ 50. Междуэтажное покрыт] е въ жилыхъ строешяхъ .................... 384
§ 51. Смазка и засыпка черныхъ половъ................................ 386
§ 52. Внешняя отделка потолковъ...................................... 391
§ 53. Чистые полы: а) обнця услов!я, которымъ они должны удовлетворять; Ь) деревянные чистые полы; с) каменные полы............................. 392
Ст. 6. Крыши со стропилами.
§ 54. Крыши и ихъ назначен!©......................................... 401
§ 55. Формы и назвашя крышъ.......................................... 404
§ 56. Стропила....................................................... 407
§ 57. Деревянныя стропила. Наслонная система......................... 409
§ 58. Определен!© разм'Ьровъ частей стропилъ наслонной системы....... 413
§ 59. Шпренгельная система........................................... 416
§ 60. Висячая система деревянныхъ стропилъ........................... 417
§ 61. Паллад!ева система............................................. 421
§ 62. Подкосная или треугольная система.............................. 423
§ 63. Многоугольная система стропилъ................................. 426
§ 64. Смешанная конструкция стропилъ................................. 429
§ 65. Американская система висячихъ стропилъ смешанной конструкщи .... 432
§ 66. Растяжная система стропилъ смешанной конструкщи................ 433
§ 67. Кружальная система стропилъ.................................... 434
§ 68. Стропила металлическ!я..........................................437
§ 69. Скреплен!© стропильныхъ частей................................. 440
§ 70. Подушки........................................................ 449
§ 71. Определен!© размЪровъ частей стропильныхъ фермъ висячей конструкщи. 451
§ 72. Определен!© напряжешя стержней................................. 453
§ 73. Графически! способъ разсчета стропилъ по методу Кремона. Обшдй спо-собъ................................................................. 455
§ 74. Применен!© метода Кремона къ опредЪлешю напряжешй частей стропильныхъ фермъ висячей конструкщи........................................ 459
§ 75. Подробности о металлическихъ стропилахъ: 1) англшская система; 2) система французская (Polonceau); 3) бельгшская система и 4) русская система стропилъ (В. Г. Шухова).............................................. 464
S 76. Определен!© напряженш частей стропильныхъ фермъ по методу Риттера . 478
§ 77. Устройство свЪтовыхъ покрыт!й.................................. 480
§ 78. Сравнен!© силы свЪта при различныхъ системахъ свЪтовыхъ покрытш . . 484
§ 79. Зубчатыя крыши (шедъ). Обшдя понят!я........................... 487
§ 80. Конструкщя зубчатыхъ крышъ..................................... 489
§ 81. Определен!© размЪровъ частей зубчатой крыши.................... 493
§ 82. Графически расчетъ частей зубчатой крыши....................... 495
§ 83. Смешанная система зубчатыхъ крышъ.............................. 496
§ 84. Кровли. Обпця понят!я. Преимущества желЪзныхъ кровель; ихъ устройство. Кровли изъ цинкованнаго железа................................. 496
Ст. 7. Лестницы.
§ 85. ЛЪстницы. Обшдя поняпя......................................... 505
§ 86. Формы л!>стницъ................................................ 506
§ 87. Определен!© размЪровъ ступеней................................. 508
VI
Стр.
§ 88. Разделеше лЪстницъ и ихъ обпцй видъ........................... 511
§ 89. Устройство каменныхъ лЪстницъ. Крыльца........................ 515
§ 90. Внутренняя и междуэтажный каменныя лестницы................... 518
§ 91. Лестницы на железныхъ балкахъ и косоурахъ..................... 520
§ 92. Разбивка лестницъ и определеше размеровъ ступеней, маршей и лестничной клетки.......................................................... 520
§ 93. Железные косоуры и площадочныя балки.......................... 522
§ 94. Размеры поперечныхъ сечешй косоуровъ и площадочныхъ балокъ .... 523
§ 95. Висяч1я каменныя лестницы..................................... 531
§ 96. Цементно-бетонныя ступеньки, ихъ приготовлеше и расчетъ....... 534
§ 97. Лестницы на сводахъ. Бетонныя и железо-бетонныя лестницы...... 537
§ 98. Лестницы со ступеньками, заделанными обоими концами въ стены . . . 542
§ 99. Металличесшя лестницы. Чугунный лестницы. Железныя лестницы на косоурахъ. Висяч1я железныя лестницы................................ 544
Ст. 8. Заполнеше оцонныхъ и дверныхъ отверстий.
§100. Двери. Дверныя колоды. Простыя и филенчатыя двери. Сопряжеше обвя-зокъ въ углахъ и съ филенками. Двупольный двери..................... 553
§101. Оконныя заполнешя. Оконныя колоды и рамы. Сопряжеше оконныхъ ство-рокъ въ притворе и съ колодою................................... 560
Приложение.
Таб. 1. Двутавровый железныя прокатныя балки........................ 571
„ 2. Швеллерное железо........................................• . 572
„ ’ 3. Равностороннее угловое железо.............................. 573
„ 4. Не равностороннее угловое железо........................... 574
„ 5. Зетовое железо............................................. 575
„ 6. Однотавровое железо........................................ 576
„ 7. Трапещодальное железо...................................... 577
„ 8. Квадрантное железо..........................•............... 577
„ 9. Чугунныя пустотелыя колонны................................ 578
| 10. Клепаный железныя балки.................................... 579
„ И. Сопротивлеше деревянныхъ стоекъ............................ 580
„ 12. Деревянный стойки, квадратнаго поперечнаго сЪчешя......... 580
5 ведение
Архитектурою называется вообще искусство проектировать и строить различный здашя. Самое назваше происходить отъ латинскаго слова architectura, имеющее гречесюе корни и обозначающее въ буквальномъ перевод^—высшее строительство.
Всегда и у всЪхъ народовъ архитектура почиталась какъ высшее художественное искусство. Но съ ней тЪсно связана техническая, конструктивная сторона этого д'Ьла, весьма сложная и разнообразная. Раз-сматривая архитектуру, какъ систематическое изложеше строительныхъ правилъ и научно-техническихъ выводовъ—она уже является не какъ искусство, а какъ техническая наука.
Всякая архитектурная постройка, отвечая своему назначешю, должна быть прочна, устойчива и долговечна при наименьшихъ затра-тахъ труда и матер!ала на ея возведете. Подъ прочностью и устойчивостью мы должны разуметь ту ращональную комбинащю строительныхъ матер!аловъ, которая соотвЪтствуетъ законамъ равновЪшя и сопротивлешя тЪлъ д'Ьйствующимъ на нихъ внЪшнимъ механическимъ силамъ, а подъ словомъ долговечность — свойство всЪхъ частей строешя въ течете многихъ лЪтъ оставаться безъ измЪнешя отъ д±йств!я внЪшнихъ химиче-скихъ и физическихъ деятелей. Возможно полное удовлетвореше этимъ услов!ямъ и требуетъ отъ строителя цЪлаго ряда техническихъ знашй. Законы устойчивости и прочности какъ всего сооружешя, такъ и его частей разсматриваются въ курсахъ строительной механики и сопротивлешя матер!аловъ; свойства же и особенности этихъ матер!аловъ, обдЪлка ихъ, способы добывашя и приготовлешя, а также производство строительныхъ работъ составляютъ предметы курса общихъ началъ строительна™ искусства; всЪ эти знашя должны предшествовать изучешю архитектуры.
Отъ вн^шняго вида и свойствъ строительныхъ матер!аловъ зависать и архитектурныя формы. Древше греки и римляне изучали очень внимательно свойства камня и дерева и заботились о самомъ тщательномъ приготовлены растворовъ: советы Витрув1я, дошедпне до насъ, служатъ тому доказательствомъ. Равнымъ образомъ и въ Средше ВЪка строители знали
1
2
во всЪхъ подробностяхъ свойства строительныхъ матер!аловъ и относились къ выбору и обдЪлкЪ ихъ съ большимъ внимашемъ; благодаря этому мнопе памятники старины уцЪлЪли и до нашихъ дней. Древше строители въ особенности внимательно изучали тЪ свойства камней, которыя определяют ихъ стойкость относительно внЪшнихъ атмосферныхъ деятелей, какъ-то: относительно вл!яшя воздуха, влаги, температуры и проч. Только при полномъ и обстоятельномъ знаши вс'Ъхъ свойствъ строительныхъ мате-р!аловъ, можно достигнуть долговечности возводимаго сооружешя.
Кроме этихъ общихъ требовашй прочности, устойчивости и долговечности, каждое здаше должно отвечать своему спещальному назначешю— будетъ ли то фабрика, больница, школа и т. п. Советы и правила по про-ектировашю спещальныхъ здашй составляютъ предметы особыхъ статей по разнымъ отраслямъ архитектуры и мы ихъ въ нашемъ курсе касаться не будемъ, темъ более, что въ сущности правила ращональнаго примене-шя той или другой архитектурной конструкщи остаются одни и те же — возводятся ли здашя для спещальныхъ или общихъ целей.
Одно изъ существенныхъ условш, которое должно быть соблюдено при возведены всякаго жилого здашя — это удовлетворен^ такъ наз. с а-нитарнымъ требован!ямъ. Если художественная сторона зодчества удовлетворяетъ чувству изящнаго, если правила прочности и устойчивости обезпечиваютъ уверенность въ долговечности сооружешя и въ неподвижности всехъ его частей, то, съ другой стороны не менее важны те правила, которыя клонятся къ сохранение здоровья человека и вл!яютъ на продолжительность его жизни. Всякое жилое строеше должно быть снабжено светомъ, тепломъ, чистымъ воздухомъ и водою, а также должны быть устроены приспособлешя для быстраго удалешя отработанныхъ водъ и отбросовъ. Въ настоящее время вопросы по устройству отоплешя и вен-тилящи здашй, домовой канализащи и водоснабжешя, а также электриче-скаго и газоваго освещешя настолько разработаны, что составляютъ предметъ спещальныхъ курсовъ преподавашя—поэтому мы ихъ тоже касаться не будемъ.
Итакъ, какимъ же путемъ мы можемъ прюбрести умеше проектировать и строить различнаго рода здашя? Путемъ изучешя строительныхъ матер!аловъ со стороны ихъ долговечности и прочности; строительныхъ работъ, въ смысле комбинащи, сечеташя и скреплешя этихъ матер!аловъ въ одно целое; законовъ устойчивости частей сооружешя по отношешю къ внешнимъ действующимъ усил!ямъ; архитектурныхъ конструк-ц!й отдельныхъ частей здан!я; устройства приспособлен^, отве-чающихъ санитарнымъ требовашямъ; наконецъ изучешемъ архитектурныхъ формъ, пропорщй и украшешй на лучшихъ памятникахъ и произведешяхъ какъ минувшей, такъ и современной архитектуры.
Очевидно, что умеше художественно выражать свои идеи есть не что иное, какъ талантъ, которому научиться нельзя, но, съ другой стороны, путемъ внимательна™ изучешя художественныхъ произведен^ и памятниковъ можно развить эстетических вкусъ и достигнуть правильнаго понимашя красоты и изящества.
3
Разсматривая какое - либо здаше, мы видимъ, что оно состоитъ изъ ютдЪльныхъ частей, имЪющихъ свое определенное назначеше, конструкщю и размеры; такъ, напр.: фундаменты, стены, потолки, крыша и проч., поэтому эти части могутъ быть изучаемы отдельно, независимо отъ цЪлаго. Зная конструкции отдЪльныхъ частей строешя, намъ остается еще скомбинировать ихъ въ одно ц^лое, чтобы иметь законченное здаше, соответствующее своему назначешю; поэтому общую архитектуру мы можемъ разделить на следуюнце отделы:
i) Изучеше внешнихъ архитектурныхъ формъ.
2) Изследоваше и изучеше способовъ построешя частей здашя, съ указашемъ достоинства и недостатковъ той или иной конструкция, ихъ назначеше и размеры достаточно обезпечиваюпце устойчивость и прочность ихъ.
3) Композишя, или составлеше проектовъ, т.-е. обшдя правила соедине-шя частей здашя въ одно целое, съ указашемъ на задачи такъ наз. спе-щальной архитектуры.
Мы въ нашемъ курсе ограничимся только вторымъ отделомъ, при чемъ заметимъ, что законы сопротивлешя матер!аловъ и устойчивости частей здашя разсматриваются въ строительной механике, изучеше которой должно непременно предшествовать курсу архитектуры. Мы укажемъ лишь въ некоторыхъ случаяхъ на приложеше этихъ знашй при определении во-просовъ, касающихся размеровъ и конструкщй главныхъ частей здашя, къ изучешю которыхъ мы и переходимъ, при чемъ относительно последовательности будемъ держаться того порядка, которому следуютъ на практике при производстве строительныхъ работъ.
Надо заметить, что при составлены проектовъ и чертежей каждой отдельной части здашя, размеры ихъ должны непременно определяться на основаши расчетовъ, а не „на глазокъ“, какъ это часто у насъ быва^рь. Въ этомъ отношены намъ следуетъ поучиться у американскихъ строителей, у которыхъ выработаны несложный формулы, таблицы, графики, памятный книжки и т. п., даюпце возможность быстро, съ точностью, вполне достаточною для практики, определять размеры всехъ частей строешя. Съ этою же целью и мы укажемъ на некоторыя данныя, которыми можно руководствоваться для быстрыхъ и несложныхъ расчетовъ.
Настоящы курсъ разделяется на VIII статей, а именно:
Ст. I. Основаше здан!й.
„ II. Стены и перегородки.
„ III. Отдельный подпоры.
„ IV. Своды.
„ V. II о т о л о ч н ы я п о к р ы т i я.
,, VI. К р ы ш и со стропилами и кровлей.
„ VII. Лестницы.
,. VIII. Заполнен!е оконныхъ и дверныхъ отверст!й.
1-е 1юня 1903 г.
Москва.
1*
Ст. 1. Основаше зданШ.
§ 1-
Первая часть строешя, съ которой начинается его постройка, есть о с н о в а н i е; необходимость въ его устройстве вызывается следующими соображешями.
Какъ бы хорошо ни было возведено каменное сооружеше, однако по окончаши или даже во время работы оно проявляетъ въ цЪломъ или въ отдельныхъ своихъ частяхъ различный движешя: строеше осЪдаетъ, т.-е. погружается въ грунтъ, или уменьшается въ своихъ измЪрен1яхъ п о в ы с о те. Погружеше происходитъ главнымъ образомъ отъ сжат!я грунта, на который давитъ весъ строешя. Изъ всехъ матер!аловъ, служащихъ для каменной кладки, наиболее сжимается растворъ, не успевгшй совершенно закрепнуть (осадка на швахъ); следовательно, чемъ толще слой раствора и чемъ больше число рядовъ кладки, темъ сжапе будетъ больше.
При деревянныхъ строешяхъ осадка происходитъ въ пазахъ отъ недостаточно тщательной вырубки продольнаго сопряжешя венцовъ, отъ смяпя дерева, отъ гшешя и т. п.
Но осадка, происходящая въ самомъ строенш, почти не опасна, такъ какъ она происходитъ довольно равномерно.
Бываютъ однако случаи, когда осадка на швахъ можетъ вызвать довольно серьезный повреждешя въ здаши. Такъ, напримеръ, не следуетъ забывать, что каменная кладка, сложенная на цементномъ растворе, даетъ самую ничтожную осадку, такъ какъ цементъ затвердеваетъ очень быстро, превращаясь въ твердую несжимаемую массу; при известковомъ же растворе затвердеваше происходитъ весьма медленно и осадка кладки дости-гаетъ o,oi на сажень. Это обстоятельство надо иметь въ виду при устройстве узкихъ простенковъ въ здашяхъ, имеющихъ широюе оконные и дверные пролеты. Таюе простенки несутъ сосредоточенный грузъ и для боль-шаго сопротивлешя требують кладки на растворе изъ портландскаго цемента. Чтобы въ такихъ случаяхъ достигнуть равномерной осадки на швахъ, необходимо и остальныя части стенъ, въ уровне съ простенками, выводить на томъ же растворе.
8
Точно такъ же не слЪдуетъ при кладке стЪнъ на известковомъ растворе облицовывать ихъ внутренныя поверхности кирпичной кладкой на цементе, перевязывая ее съ основной массой стены. Если таюя стены поддерживаютъ значительный грузъ, напр., междуэтажныя покрьтя, то весьма возможно, что весь этотъ грузъ распределиться только на облицовку, сложенную на цементе и не дающую осадки. ВслЪдств1е этого облицовочный кирпичъ можетъ не выдержать и раздавится и это раздавливаше будетъ продолжаться до тЪхъ поръ, пока вслЪдств!е сжат!я облицовки грузъ покрьтя не расположится на основную, сложенную на извести, массу стЪны.
Гораздо опаснее для устойчивости сооружены осадка, происходящая отъ сжимаемости грунта или отъ неудовлетворительнаго устройства основашя. Первая, т.-е. осадка отъ сжимаемости грунта, бываетъ временная, обнаруживающаяся почти тотчасъ же по возведены здашя, и п о-ст о я иная, вслЪдств!е которой сооружеше постепенно и очень медленно, почти незаметно погружается въ грунтъ. Подобной осадке, строго говоря, подвержены все строешя вообще, такъ какъ въ природе нетъ грунтовъ абсолютно несжимаемыхъ.
Если осадка отъ сжимаемости грунта незначительна или происходитъ равномерно по всей площади фундамента, то очевидно,что такая осадка не можетъ повредить устойчивости здашя, такъ какъ не влечетъ за собой относительнаго перемещешя частей здашя. Неравномерная же осадка отъ недоброкачественности фундамента или неправильна™ его устройства всегда опасна, а иногда влечетъ за собой полное разрушеше здашя.
Осадка отъ неудовлетворительно устроеннаго основашя обыкновенно очень резко проявляется въ течете короткаго времени, даже въ перюдъ самой стройки, и обнаруживается въ виде вертикальныхъ или наклонныхъ трещинъ въ стенахъ или въ слабыхъ местахъ стенъ, где легче произойти перелому, напр. надъ перемычками и арками оконныхъ и дверныхъ проле-товъ. Таюя повреждешя могутъ вызвать внезапное о бру menie частей строешя.
По статистическимъ даннымъ, въ большинстве несчастныхъ случаевъ падешя или разрушешя частей вновь возведенныхъ здашй причиною оказывалось не дурное качество матер!аловъ или плохая кладка, а неправильно устроенное основаше, не соответствующее качеству грунта, который не былъ предварительно достаточно изследованъ.
Изъ сказаннаго ясно, насколько важно изучить эту часть строешя, такъ какъ отъ устройства основашя зависитъ главнымъ образомъ дальнейшее прочное существоваше какого бы то ни было сооружешя.
Цель устройства основан in заключается не въ томъ, чтобы со-вершенш)^Шбежать<.;^ чтобы ее уменьшить, а главное,
сделать по возможности равномерною.
Въ виду разнообр1ЙЙ^’^ своимъ размерамъ, назначешю
и конструкщи статья объ устройстве основаны по своей обширности можетъ служить темой для отдельна™ курса въ ряду техническихъ наукъ; но мы разсмотримъ лишь устройство основашй для гражданскихъ, фабрич-ныхъ и заводскихъ здашй и сооружены, находящихся въ связи съ последними; при чемъ заметимъ, что въ сущности обшдя правила устройства осно-
9
вашй остаются одни и тЪ же для всевозможныхъ сооружены; разница бываетъ лишь въ пр!емахъ самаго производства работъ.
Желающимъ подробно ознакомиться съ этимъ предметомъ рекомендую сочинешя: Инж. Карловича, — „Основан!я и фундаменты*4; А. Бреннека,—-„У стройство основан!й и фундаментовъ** въ переводе А. И. Никольскаго; L. Klasen—„Handbuch der Fundirungs—Methoden; „Fundamente** v. Dr. Eduard Schmitt (Handbuch der Architectur, III Theil, II Abtheilung).
Прежде всего замЪтимъ, что:
Ф у н д а м е н т о м ъ называется та часть строешя, которая располагается ниже поверхности и земли, и предназначена для непосредственнаго воспр!япя груза строешя и передачи этого груза на грунтъ.
Подошвой фундамента называется оголенная часть грунта, на которой располагается нижняя поверхность фундамента.
Основаше мъ здашя называется въ совокупности фундаментъ и его подошва.
Следовательно, работы по устройству основашя могутъ быть разделены на два отдЪл а: на работы по возведена самаго фундамента и на приготовлен!е для него подошвы.
Принятая нами номенклатура исключаешь возможность разсмотрешя въ отдельности основашя отъ фундамента, ибо последшй есть часть основашя. Карловичъ называешь основашемъ искусственно подготовленную подошву фундамента; но это неудобно, такъ какъ строеше, основанное на хорошемъ грунте, не требующемъ никакой подготовки подошвы, будетъ, стало быть, строен1е безъ основан!я, что не можетъ быть допущено.
Дляизбежан!я неравномерной осадки строешя фундаментъ его долженъ быть расположенъ на однородномъ и плотномъ грунте, сопротивлеше котораго могло бы про-тивостоять гр уз у строен! я. Если такимъ услов!ямъ удовлетворяешь девственный грунтъ на глубине ниже лиши промерзашя почвы, т.-е. не наносный или насыпной, а плотно слежавшшся и еще нетронутый лопатою, то грунтъ этотъ носитъ назваше материка (отъ слова матёрый, старый грунтъ, не новаго образовашя; по немецки gewachsene Boden, т.-е. какъ бы естественно выросппй геологическимъ путемъ; по-французски terre vierge— (девственная почва).
Не равномерною и наибольшею сжимаемостью отличаются въ особенности грунты насыпные, которые имеютъ самый разнообразный составъ, а следовательно и самое неопределенное сопротивлеше. Taide грунты обыкновенно встречаются въ большихъ городахъ.
Всякш, даже самый плохой, грунтъ все же имеешь некоторое сопротивлеше и можетъ выдержать известный грузъ, поэтому если принять, что материкомъ называютъ такой грунтъ, на который можно безопасно пе ре дать грузъ строен! я, то поняпе о материке будетъ относительное, зависящее отъ груза предполагаемаго къ постройке здашя, следовательно такое поняпе о материке будетъ не точно. Если со-
10
оружеше незначительнаго веса, то оно можетъ быть поставлено и не на материке, а на насыпномъ или разрыхленномъ грунте, сопротивлеше кото-раго однако можетъ противостоять грузу строешя.
Очиведно, что устройстро фундамента и приготовлеше для него подошвы является въ прямой зависимости не только отъ груза строешя, но и отъ качества и свойства грунта, поэтому мы и остановимся первоначально на разсмотрЪши различныхъ грунтовъ.
§ 2.
А) Грунты по ихъ способности сопротивляться давлешю могутъ быть разделены нак_т_р и р а з ряда:
i) грунты н е сжимае м ы е, которыхъ сопротивлеше на сжале не меньше камня или вообще того матер!ала, изъ котораго устраивается фун-даментъ;
2) г р унты с ж и м а е м ы е, но плотные и однородные, т.-е. мало и равномерно" ":жимаемые, которые въ большинстве случаевъ представляюсь изъ себя материки, и
3) грунты ела б ы е, т.-е. сильно и неравномерно сжимаемые.
Къ первому разряду относится грунтъ скалистый, состоящш изъ горной породы, какъ-то: базальтъ, гранить, известнякъ и т. п.
Ко второму разряду принадлежатъ с л е ду ю nji е грунты:
а) Чистый гр a Bi й или хрящъ, безъ примеси глины, обладаетъ самой ничтожной и вполне равномерной сжимаемостью, поэтому можетъ противостоять грузу массивныхъ и монументальныхъ здашй. При этомъ однако заметимъ, что если подъ слоемъ грав!я находится слабый грунтъ, то толщина грав!я должна быть не менее i72 сажени.
Ь) Песчаный грунтъ можетъ считаться надежнымъ основашемъ для весьма грузныхъ строенш, если онъ чистъ и состоитъ изъ крупныхъ зеренъ. Примесь глины делаетъ песокъ более сжимаемымъ. Точно такъ же если имеется грунтовая вода, то и откачка воды при вырыли рвовъ для фундаментомъ можетъ повл!ять на плотность такого грунта и нарушить его уплотненную самой природой массу. Замечено, что вода, проникая че-резъ песчаный грунтъ снизу вверхъ, разрыхляетъ его плотно слежавшиеся слои; наоборотъ, при движеши воды сверху внизъ замечается обратное явлеше, т.-е. грунтъ уплотняется. Грунтовая стоячая вода не уменьшаетъ сопротивляемости чистаго, средней крупности песка, тогда какъ проточная вода, если онъ содержитъ примесь мелкаго песка, можетъ его разрыхлять путемъ вымывашя мелкихъ частицъ.
При устройстве основашй для грузныхъ здашй весьма важно знать толщину песчанаго грунта и ту подошву, на которой онъ расположенъ. Толщина въ з метр, во всякомъ случае можетъ считаться достаточной. Если подпочва глинистая, то при отсутствш воды это не вредитъ; если же имеются грунтовыя воды, то при наклонномъ положенш глиняной подпочвы возможешь сдвигь.
11
Если подъ песчанымъ слоемъ значительной толщины имеется слабый грунтъ, то фундаменты слЪдуеть закладывать на возможно меныпую глу-буну, ибо песокъ, какъ известно, распространяетъ давлеше въ стороны подъ угломъ 45°, распределяя его на ббльшую площадь; следовательно, ч^мъ болышй слой песка заключается между подошвой фандамента и ела-бымъ грунтомъ, тЪмъ меньшее давлеше на единицу поверхности будетъ передаваться на этотъ грунтъ.
Иногда устройство водостоковъ или дренироваше почвы вызываете разрыхлеше песчанаго грунта, и строешя, на немъ основанныя, проявляютъ неравномерную осадку.
Кроме того, встречаются грунты въ виде мелкаго песка, совершенно пропитаннаго водой; это такъ называемый п л ы в у ч i й грунтъ. Онъ можетъ считаться хорошимъ грунтомъ, если расположенъ въ котловине и находится въ совершенно неподвижномъ состояши, т.-е. вода не имеетъ никакого стока. Если же такой грунтъ перерезается, хотя бы даже и на значительномъ разстояши отъ возведеннаго сооружешя, канавой, наприм. для прокладки дренажа, водопроводныхъ или канализащонныхъ трубъ, то этимъ немедленно нарушается его плотность, и возведенное здаше можетъ дать неравномерную осадку, ибо уголъ естественныго откаса плывуна ра-венъ о. На этомъ основашй грунтъ этотъ съ одинаковымъ правомъ можетъ быть отнесенъ и къ 3-му разряду и лишь въ исключительныхъ слу-чаяхъ съ большою осторожностью признается несжимаемымъ.
с) Плотно слежавипяся глинисты я или песчано-глинист ы я напластовашя въ сухомъ состояши или въ состояши естественной влажности, которая обыкновенно обнаруживается уже на глубине т1^—2 футъ отъ поверхности земли, обладаютъ весьма значительнымъ сопротивле-шемъ давящимъ усил!ямъ (до 8 kg. на кв. см.) и могутъ служить весьма на-дежнымъ грунтомъ. Одинаковость сжимаемости такого грунта зависитъ отъ равмомерности его состава, поэтому при значительной площади плана строешя необходимы точный изслЪдовашя глинистаго грунта, чтобы убедиться въ одинаковости его состава.
Присутств1е воды въ глинистомъ грунте совершенно его изменяетъ: размокшая глина легко уступаетъ давлешю. Поэтому если встречаются грунтовныя воды на глинистомъ слое грунта, то местность следуетъ дренировать и по удалены воды углубиться подошвой фундамента ниже раз-мокшаго слоя, такъ какъ глина имеетъ способность пропитываться водою лишь до известнаго предела, на определенную толщину слоя и далее уже становится водонепроницаемой.
Свойства глины. Землистое, очень тонкое, порошкообразное вещество, состоящее изъ мельчайшихъ минеральныхъ частицъ, называется глиною. Въ этомъ веществ^ различаюсь 3 главный составныя части: глиноземъ, тонк!й кварцевый песокъ и минеральная пыль (Schluff).
Будучи продуктомъ разрушешя полево-шпатовыхъ горныхъ породъ глина встречается въ природе въ сухомъ и уплотненномъ виде, представляя изъ себя довольно крепкую массу, такъ какъ плотно слежавипяся подъ давлешемъ верхнихъ слоевъ грунта частицы глины удерживаются не прилипашемъ другъ къ другу, какъ въ увлаж-ненномъ песке, а сближаются настолько, что входятъ, по видимому, въ сферу частич-
12
наго притяжешя и вся масса глины въ общемъ напоминаетъ сплошную горную породу, при чемъ станки вырытой ямы на глубину 3-хъ и болЪе саженъ удерживаются безъ всякихъ измЪнешй и обваловъ. Но стоитъ только кусокъ глины опустить въ воду, какъ въ ней тотчасъ же проявляются землистыя свойства: частицы теряютъ всякую связь, глина разсыпается и бока массы укладываются подъ очень пологимъ естественнымъ откосомъ. Вий воды глиняная станка отъ д^йств1я атмосферныхъ пе-ремЪнъ и влаги тоже постепенно разрушается, осыпается, при чемъ образуетъ естественный откосъ подъ угломъ отъ 40 до 60°. Но этотъ откосъ весьма непостояненъ; отъ дЪйств!я дождей глина пропитывается водой, коэффищентъ треюя между частицами изменяется и она начинаетъ сползать и изменять свой естественный откосъ доводя его до тройнаго и даже четверпаго.
Жирная глина имеетъ способность пропитываться лишь определеннымъ коли-чествомъ воды (около 70% ея веса), после чего становится непроницаемой для жидкости; размокать она будетъ только съ поверхности на незначительную глубину. Этимъ свойствомъ пользуются для устройства изъ глины перемычекъ, пепроницаемыхъ для воды слоевъ и проч. Топця глины, съ примесью песка или известняка, обладаютъ въ меньшей степени свойствомъ непроницаемости, смотря по количеству этихъ примесей.
Какъ было уже сказано, глина въ состоянш естественной влажности имеетъ видъ вязкой массы, при давлены способной более чемъ песокъ вытесняться въ стороны и вверхъ, уступая давлешю. На это свойство надо обратить особенное внима-н!е, разсматривая глину какъ грунтъ.
Бреннеке въ своемъ сочинены «Устройство основашй и фундаментовъ», въ переводе А. И. Никольскаго, на стр. 119, по поводу особыхъ свойствъ глинистыхъ, су-глинистыхъ и песчанныхъ наслоешй говоритъ: «глина и суглинокъ сходны во многихъ отношешяхъ съ жидкостями. Сходство это тЪмъ больше, чемъ больше они содержать воды. Такъ—часто наблюдалось, что глиняный грунтъ, въ который былъ вбитъ свайный ростверкъ, поднимался и поднималъ съ собой прежде вбитыя сваи. Грунтъ, подобно жидкости, расходится во все стороны. Песокъ, напротивъ того, имеетъ свойство жидкости только при большой мелкости своихъ зеренъ (сыпучий песокъ) и въ насы-щенномъ водою состоянш (плывунъ), между темъ какъ сухой среднш или крупный песокъ подается только внизъ и только въ этомъ направлены передаетъ давлеше. Глина обнаруживаешь свойства вязкихъ жидкостей еще темъ, что выдерживаетъ въ течеше короткаго времени большую нагрузку, расходясь подъ гораздо меньшею тяжестью, если только она действуетъ более продолжительное время. Глина и суглинокъ, содержащее много воды, всегда требуютъ искусственнаго основашя, даже при очень большой толщине пласта. Если суглинокъ содержитъ много песку, то можно, конечно, высушить грунтъ посредствомъ дренажа и увеличить темъ его сопро-тивлеше. Съ жирной же глиной этого сделать нельзя уже по той причине, что*<глина сильно сжимается и трескается; сверхъ того, она очень долго сохраняетъ большую часть заключенной въ ней воды». Эти свойства глины и песка весьма интересны; по отношению выдавливашя въ стороны они идутъ въ разрезъ со взглядами, до сихъ поръ существовавшими. Но надо заметить, что глина, благодаря своему свойству водонепроницаемости, не встречается въ природе въ виде размякшихъ напластовашй, поэтому все сказанное Бреннеке, относится главнымъ образомъ къ суглинку.
ВсЪ указанные грунты въ ихъ естественномъ состоянш влажны, въ особенности тЪ, которые проницаемы водой; вода, замерзая, увеличивается въ объеме и этимъ разрыхляетъ и пучитъ грунтъ; поэтому даже материкъ можетъ разрыхляться на глубину его промерзашя и на этой глубинЪ не можетъ считаться надежнымъ грунтомъ. ВслЪдете этого подошва основашя во всякомъ грунтЪ должна быть заложена ниже л и н i и промерзашя почвы. Въ этомъ отношены менЪе изменяемы отъ промерзашя песчаные грунты, хотя и на нихъ отражается вл!яше мороза на-
13
рушешемъ ихъ естественной структуры и плотности, что влечетъ за собой и уменыпеше сопротивлешя давлешю.
Глубина промерзашя почвы въ разныхъ мГстностяхъ бываетъ различна; это зависитъ отъ климата и рода грунтовъ. Въ разрыхленныхъ грунтахъ глубина промерзашя болЪе, нежели въ нетронутыхъ и покры-тыхъ растешями. Въ средней полоса Poccin глубина промерзашя на от-крытыхъ мЪстностяхъ, оголенныхъ отъ снЪга, принимается отъ 2 до 2х/2 арш.; въ с'Ьверныхъ—отъ з72 до 4; въ самыхъ сЪверныхъ странахъ почва про-мерзаетъ на весьма значительную глубину, на которой она никогда не от-таиваетъ, и мерзлую землю, при устройств^ фундаментовъ, принимаютъ за материкъ (мерзлота), на которомъ и располагаютъ подошву.
Къ грунтамъ з-го разряда принадлежатъ слабые, т.-е. сильно и неравномерно сжимаемые грунты: торфяные, болотные, наносные изъ мелкаго плывучаго песка, съ глиной и иломъ, растительной земли и т. п. Эти грунты вообще обладаютъ самымъ незначитель-нымъ сопротивлешемъ и безъ особыхъ искусственныхъ приспособлены и укрЪплешй совершенно не пригодны для устройства на нихъ фундаментовъ даже для самыхъ незначительныхъ строешй. Торфяной грунтъ и разжиженный песокъ кромЪ того обладаютъ подвижностью и въ значительной степени свойствомъ упругости. Если отъ такихъ грунтовъ отвести воду, то они нисколько уплотняются.
В) Разведка грунта. Приступая къ проектировашю основания подъ какое-нибудь сооружеше, необходимо первоначально убедиться въ благонадежности грунта. Для этого нужно сделать разведку, которая им^етъ цЪлыо изслЪдовать качества грунта, сопротивляемость его сжатию, равномерность состава, толщину и положеше пластовъ, количество, качество и положеше грунтовыхъ водъ.
Для определен!я состава грунта и его качества изслГ-довашя производятся на глубину отъ i до 2 саж. ниже подошвы фундамента, съ цЪлью убЪдиться въ толщине изследуемаго слоя. Если подъ плотнымъ слоемъ залегает?, слабый грунтъ, то минимальная толщина пер-ваго должна быть:
Для однородной плотной глины, чистой или съ примесью песка—отъ 3 до 4 метр.
Для крупнаго песка и хряща—отъ 2 до 5 метр.
Относительно размеровъ толщины слоя материка укажемъ на выводы по этому вопросу, помещенные въ брошюре общества Рязанско-Уральской ж. д. ^Изслпдованге грунта для железнодорожника сооружении и построекъ“, стр. 23.
Общепризнано, что для самыхъ грузныхъ строешй достаточенъ пластъ материка толщиною отъ 2 до 3 саж. (Бихеле, 1889 г., стр. 13). Положимъ, что грузное строе-Hie давить на поверхность материка 4 пудами на 1 кв. дюймъ и что подъ матери-комъ, толщиною въ 3 саж., залегаетъ самый слабый грунтъ, который, будучи со всехъ сторонъ замкнуть и сжатъ, выносить въ своемъ положены и более того, сколько онъ могъ бы вынести безопасно непосредственно подъ фундаментомъ сооружения. Положимъ ташке, что давлеше отъ сооружешя настолько разсеевается въ грунте, что въ подошве материка оно становится совершенно нечувствительнымъ. На все эти допу-щешя, согласно общепринятымъ поштямъ о материке, мы имеемъ право. Затемъг
14
не останавливаясь на предположешяхъ, что давлеше убываетъ сверху внизъ по н'Ь-которымъ кривымъ, видъ которыхъ зависитъ отъ рода грунта, и т. п., предположимъ просто, что убыль давлешя идетъ во всЪхъ родахъ грунта пропорционально глубин^, ч'ймъ, полагаю, не погр'Ьшимъ въ ущербъ прочности сооружешя, тЪмъ бол’Ье, что вмЪ-стЪ съ симъ пренебрегаемъ и возрасташемъ сопротивлешя грунта по мЪр'Ь углубле-шя въ него. Тогда убыль давлешя на каждую сажень глубины составитъ 4/3, или 1.333... пуда на квадратный дюймъ. Давлеше же на какой-либо слой метерика, не принимая въ расчетъ собственнаго Bisca вышележащихъ его слоевъ, вообще будетъ:
Р1=Р—//зЬ,
гдЪ Pi—искомое давлеше на поверхности даннаго слоя, р — давлеше на материкъ въ подошв'Ь сооружешя, h — толщина материка между подошвой сооружешя и нижнею поверхностью дан-
наго слоя.
Такимъ образомъ мы можемъ проверить всякш слой материка, и если какой-
нибудь изъ этихъ слоевъ окажется ненадежнымъ, то таковой вм'ЬстЪ съ лежащими надъ нимъ, хотя бы вполне удовлетворительными, слоями теряетъ свое значеше, какъ основаше, и долженъ быть исключенъ изъ него, съ тЬмъ чтобы грузъ сооружешя былъ переданъ непосредственно на нижележапце надежные слои; или же фундаментъ сооружешя долженъ быть настолько уширенъ, чтобы давлеше, передающееся на этотъ слой, не превосходило свойственнаго ему сопротивлешя.
Если примемъ pi = 0, что будетъ соответствовать подошве .материка наименьшей толщины, то h = 3/4 р, а подставляя сюда различныя величины р, получимъ соответственный наименышя толщины материка, сопротивлешя котораго равны давле-шямъ на него.
При р — 4 пуда.............
„ „ 2 „ .........
з, ,, 1,8 » ......... . . .
V П 1 » .............
» » 1,0 „ ..............
» „ 0,6 „ .............
11 — 3 саж.
» 1,5 „
„ 1,35 „
,, 1,05 „
» 0, / 5 „
„ 0,45 „
„ 0,15 „ т.-е. толщина материка
одинаковая съ предположенной подстилкой (напр., слой щебня).
На основашй этихъ данныхъ работы по производству бурешя можно ограничить известной глубиной, соответствующей необходимой толщине материка.
Самый простой и лучший способъ узнать грунтъ состоитъ въ выка-пыванш пробныхъ ямъ на месте предполагаемаго строешя. При этомъ грунтъ обнаруживается и изслЪдоваше его состава вполне доступно. Но этотъ способъ можетъ быть примЪнимъ лишь въ случае незначительной глубины разведки, не болЪе какъ на з—4 аршина. При большей глубине стЪнки ямы будутъ осыпаться, приходится употреблять распорные лЪса или рубить колодцы, т.-е. стЪнки ямы ограждать деревяннымъ срубомъ. При этомъ грунтовыя воды нередко представляютъ болышя затруднежя, требуя постоянной откачки.
При значительной глубине удобнее производить разведку посред-ствомъ бурешя; этотъ способъ применяется и при небольшой глубине изследовашя, когда желаютъ по возможности быстро определить составъ грунта. Для этого употребляется буръ, который даетъ возможность въ любомъ месте проникать на различныя глубины въ почву и доставать изъ нея образчики грунта.
Буры состоятъ изъ трехъ главныхъ частей:
15
i) колЪнъ или штангъ (чер. i) въ виде желЪзныхъ трубокъ, д!а-метромъ отъ 72 до 2" и длиною—7' до ю", который можно соединять и разъединять между собою посредствомъ резьбы; эти колена, соединенный вместе, составляютъ стержень бура;
2) особой головки (чер. 2), приготовленной отдельно и ввинченной въ вершину верхняго колена, и
3) оконечности бура, или напарья (чер. 3 и 4).
Чер. 1. Чер. 2.
Чер. 4. Черт. 4а. Чер. 5.
Мы не станемъ въ подробности раз-сматривать различный конструкщи и формы буровъ, а укажемъ только на наиболее употребительные, чтобы иметь поняпе объ этомъ инструменте, который несмотря на свою полезность, къ сожалЪшю слишкомъ
редко применяется у насъ на практике при постройке частныхъ зданш.
При работе въ вязкомъ или сыпучемъ грунте (глине, песке) напарье делается въ виде ложки или лопаточки съ целью захватить образчикъ грунта. Такъ, на фиг. 4 представлена, въ фасаде, боковомъ виде и гори-зонтальномъ разрезе, ложка, употребляемая для глинистыхъ грунтовъ средней плотности или сыпучихъ, чисто песчаныхъ или смешанныхъ съ глиной, насыпныхъ и т. д.,—словомъ, самыхъ обыкновенныхъ.
Для получешя образчиковъ грунтовъ, разжиженныхъ водой, служитъ напарье въ виде цилиндра (чер. 5), оканчивающагося острымъ закруглен-нымъ ребромъ, согнутымъ по винтовой поверхности. Въ конце цилиндра •его внутреннее сечеше суживается и надъ этимъ сужешемъ располагается шаръ (показано пунктиромъ). Для того, чтобы при погруженш бура шаръ поднимался лишь на определенную вышину, надъ нимъ устроены по двумъ д!аметрально противоположнымъ направлешямъ две перекладины, которыя
16
служить задержкой шару. Цилиндръ, при погружеши его въ жидюй грунтъ наполняется этимъ грунтомъ, который при обратномъ движенш бура удер
живается въ немъ шаровымъ клапаномъ и приносить образчикъ того грунта, где бурь остановился.
При глубине около I саж. достотачно иметь двуколенный ручной бурь съ напарьемъ, показаннымъ на чер. 3. Если случайно подъ буромъ встретится камень, буреше надо остановить и переменить место.
Когда желаютъ наследовать грунтъ на глубину ниже подошвы фундамента, то прежде всего въ местахъ, где долженъ быть заложенъ фунда-ментъ, вырываютъ ямы на эту глубину. Затемъ, берутъ ручной одноколенный бурь, длиною следовательно вместе съ напарьемъ около 4у2 — 5 фут., продеваютъ въ его головку аншпугъ (рычагъ) и начинаютъ вращать, удерживая буръ въ вертикальномъ положеюи. Пройдя около i фута, бурь вытаскиваютъ, производя обратное вращаше, и вынимаютъ изъ ложки обра-зецъ. Если буреше производится на глубину больше сажени, то для выта-скивашя бура должно быть устрое-
ЧеР- Чер. 7. но приспособлеше, состоящее изъ
тренога (чер. 6) съ прикреплен-нымъ къ его вершине блокомъ (чер. 7), черезъ который перекинута цепь или канатъ. Къ одному концу цепи прикрепляется крюкъ, который и зацепляетъ за головку бура, а за другой конецъ тянуть рабоч!е. Образчикъ получается внутри ложки; его берутъ дли хране-шя отъ самой нижней части. Если наследуемый грунтъ очень сухъ и нехорошо пристаетъ къ ложке, то
въ буровую скважену наливаютъ немного воды. Описанное действ!е повторяется опять, наблюдая, чтобы не углубляться более 1V2 ф., не уверившись предварительно, приподнимая несколько буръ, въ томъ, что онъ свободенъ и что его можно вытащить безъ затруднешя.
Въ довольно плотномъ грунте для производства буровой скважены глубиною около I саж. требуется не более i час. времени.
Для быстрыхъ испыташй грунта въ Гермаши употребляется щупъ, имеющш видъ железнаго, въ нижнемъ конце заостреннаго, стержня круг-лаго поперечнаго сечешя, въ д!аметре 3 см. и длиною отъ i до 3 м. (чер. 4 а). Въ верхней его части имеется ушко, куда вставляется для вра-щешя бура рыгачъ. При погружеши бура, одновременно съ вращешемъ производятъ удары молотомъ, что заставляетъ его быстро погружаться. Время отъ времени щупъ вынимаютъ и осматриваюсь его конецъ. Таюя изследоваюя, хотя и не даютъ точныхъ указанш на качество группъ, однако при известномъ навыке, съ помощью такого npieMa можно получить некоторый сведешя о роде встречаемыхъ напластовашй. Такъ—глинистый грунтъ даетъ себя чувствовать вязкостью и, кроме того, на конце
17
щупа онъ оставляетъ голубоватую или желтоватую глинистою окраску. Песокъ — наоборотъ очищаетъ, полируетъ ocTpie и какъ бы хруститъ при вращеши щупа. Слабый или торфяной грунтъ характеризуется глу-химъ звукомъ. Изготовляемые въ ЭльберфельдЪ таюе буры им'Ьютъ длину отъ г до 2 метр, и снабжаются надъ остр1емъ желобкомъ; въ немъ задерживается образецъ того грунта, въ которомъ буръ остановился. Желобки догутъ быть заменены и небольшими углублешями, расположенными на эазстоянш 25 см.,по длине штанги, направленными сверху внизъ.
При глубине бол'Ье одной сажени или при рыхломъ сыпучемъ грунта лриходится прибегать къ употреблешю обсадныхъ трубъ (чер. 8) и къ
бурамъ, составленнымъ изъ колЪнъ. Д1аметръ обсадныхъ трубъ долженъ быть такихъ размЪровъ, чтобы напарье бура свободно проходило внутри трубы. Одновременно съ погру-жешемъ бура погружается и обсадная трубка. Для этой цЪли конецъ ея3 погруженный въ землю, снабжается фре-зеромъ (чер. 9).
Когда буреше производится на значительную глубину (болЪе 2 са-женъ), то необходимо устроить подмости для рабочихъ и приспособлена для вытаскивашя бура.
Если при буреши встретится ска-
Чер. И.
1ер. 8.
листый грунтъ, вообще твердый, то напарье употребляется не вращающееся, а ударяющее, т.-е. ложку замЪняютъ долотомъ (зубило). На фит. ю представлено такъ называемое коренное долото. Самый простейшей формы зубило показано на фиг. и, оконечность которой имеетъ форму прямой лиши. Буреше скалы производится такъ: съ помощью блока, укрепленнаго на вершине тренога, поднимаюсь буръ, расположенный въ обсадной трубе, на высоту около I с. и затемъ пускаютъ его, при чемъ онъ падаетъ и долотомъ раздробляетъ скалу. После каждаго удара надо инструментъ немного поворачивать, чтобы следующш ударъ пришелся по новому месту. Когда пройдутъ буромъ около одного фута, буръ вынимаюсь и въ буровую скважину опускаюсь ложку, чтобы вынуть раздробленную породу. Затемъ опять действуютъ долотомъ и т. д.
При возведены городскихъ и фабричныхъ- построекъ редко
приходится бурить скал^, такъ какъ такой грунтъ принимается за мате-эикъ; но при сооружены монументальныхъ и грузныхъ зданш необходимо
лроизвести дальнейшую разведку и узнать толщину слоя скалы, а также и качество грунта, подъ ней расположеннаго. Въ особенности если подошва Ьундамента должна нести сосредоточенную нагрузку, напр., фабричной трубы.
При обыкновенныхъ плотныхъ грунтахъ буръ съ долотомъ необхо-димъ для разбивашя встречающихся камней.
9
18
С) 0пред4леше сопротивлешя грунтовъ на сжапе. Для того чтобы определить размеры подошвы основашя, недостаточно' знать составь и толщину материка; необходимо еще иметь по возможности точный коэффищентъ сопротивлешя грунта на сжапе. Какъ для опредЪлешя толщины стены или столба намъ нуженъ коэффищентъ сопротивлешя на сжапе тЪхъ матер!аловъ, изъ которыхъ предполагаются эти части строешя, такъ точно и ширину подошвы основашя мы можемъ определить только, зная сопротивлешя на то же усшпе даннаго грунта.
Временное сопротивлеше всехъ главныхъ строительныхъ матер!аловъ, какъ камня, металловъ и дерева, определено лабораторными испыташями довольно точно, и, взявши известную степень надежности, мы съ достаточною уверенностью можемъ принимать въ основаше нашихъ расче-товъ уже готовые коэффищенты. Для грунтовъ дело обстоитъ еще далеко не въ такой определенности, bo-i-хъ, вследств!е разнообраз!я въ составахъ и строены грунтовъ, а во-2-хъ, по невозможности производства опытовъ въ лаборатор!яхъ. Мы поневоле должны руководствоваться только приблизительными данными, къ которымъ следуетъ относиться очень осторожно. При возведены мало-мальски значительныхъ сооружены, а въ особенности при постройке большихъ фабрикъ и заводовъ строитель обязанъ сделать более точныя испыташя грунта и определить коэффищентъ его сопротивлешя сжапю, въ противномъ случае онъ рискуетъ сделать крупную ошибку: или придавая фундаментамъ излишше размеры или, обратно, делая ихъ недостаточными.
Существуетъ несколько способовъ определешя сопротивле-н!я грунтовъ на сжат!е, а именно:
а) первый способъ—п родолжительной нагрузко й—заключается въ томъ, что въ несколькихъ местахъ оголенной и выровненной подошвы фундамента располагаютъ на определенную поверхность (напр., на i кв. м.) грузъ въ ii/2 или въ 2 раза болышй, чемъ предполагается на ту же поверхность отъ проектированнаго здашя. Грузъ этотъ остается на известное, более или менее продолжительное время;
Ь) второй способъ—ударомъ о материкъ тяжелымъ теломъ;
с) третш способъ—аппаратомъ (аппаратъ Мейера), дающимъ возможность съ помощью динамометра или наложешемъ грузовъ наглядно определить усил!е. подъ вл!яшемъ котораго осадка не превышаетъ известнаго максимума (предела упругости), иначе говоря, деформащя грунта не превышаетъ известнаго максимума;
d) четвертый—очень приблизительный и очень распространенный способъ испыташя грунта на его крепость—состоитъ въ пробе его ударомъ железнаго лома;
е) пятый способъ—съ помощью рычажнаго прибора и песта, введен-наго въ буровую скважену, и наконецъ
f) шестой способъ—съ помощью забивки пробной сваи, применимый только при устройстве свайнаго основашя.
а) Для испыташя грунта продолжительной нагрузкой, на месте, где предполагается расположить проектированное здаше, вырываютъ несколько
19
2 раза оольшаго, чъмъ давлеше предпола-
ямъ на глубину проектированной подошвы фундамента или того грунта, который по разведке буромъ можетъ быть принять за материкъ. Ширина и длина ямы около Va сажени. Дно ямы выравнивается подъ ватерпасъ;, дальнейший же ходъ изслЪдовашя производится различными пр!емами, такъ, напр.: на дне вырытаго котлована возводится правильная, опредЪленныхъ размеровъ и тщательно сложенная кладка b (чер. 12), изъ кирпича на портландскомъ цементе, съ целью получить прочную монолитную массу, которая или засыпается на половину плотно утрамбованной землей или углубляется въ грунтъ, какъ это показано на чертеже. Въ вершину кладки вводится вертикальная рейка с съ д'Ьлешями на миллиметры или тысячныя доли сажени. Для изм±решя осадки устраивается изъ брусьевъ или до-сокъ правильно собранная и чисто сделанная рама а3 вертикальный стойки которой прочно врываются въ землю. Нагрузку кладки производятъ съ помощью рельсовъ, чугунныхъ или свинцовыхъ чушекъ или кирпича; при этомъ нагрузку постепенно увеличиваютъ, отмечая погружеше кладки, и доводятъ до груза въ ii/2 или гаемаго здашя на ту же площадь грунта. Когда нагрузка окончена, то ее оставляютъ на некоторый перюдъ времени, отъ 4 до 5 мНЬсяцевъ. Прекра-щеше погружешя кладки служить доказательствомъ тому, что установилось равновЪае между сопротивлешемъ грунта и давлешемъ груза, и опытъ считается оконченнымъ. Если осадка не прекращается въ продолжеше всего перюда опыта и достигаетъ значительной величины, то грунтъ считается
требующимъ искусственнаго укрЪплешя подошвы. Въ случае же, если во всЪхъ одновременно испытанныхъ такимъ образомъ мЪстахъ въ районе плана будущаго сооружешя осадка будетъ одинаковая, не превосходящая 20—30 мМ. и обнаружившаяся только первое время, а затЪмъ совершенно прекратившаяся, то сопротивлеше такого грунта можетъ быть принято равнымъ или болЪе действующей нагрузки.'
Способъ этотъ предложенъ Леманомъ, при чемъ, въ виду того, что величина сопротивлешя грунта есть между прочимъ функщя величины и формы площади фундамента (наибольшее сопротивлеше им^етъ фундаментъ въ виде квадрата), онъ советуетъ брать площадь основашя для опыта не/Иенее i кв. метра и принимать за коэффищентъ сопротивлешя те числа, которыя получились при осадке нагруженной площади не более какъ на 25 мм., такъ какъ равномерная осадка на эту величину можетъ быть опасной только въ исключительныхъ случаяхъ; нагрузку, вызвавшую большую осадку, следуетъ считать несоответствующей сопротивлешю грунта.
Чер. 12.
непригоднымъ для даннаго сооружешя или
2*
20
При постройке памятника Императору Александру II въ московскомъ Кремле испыташе сопротивлешя грунта на дне выратаго котлована, приго-товленнаго для фундаментовъ подъ террасу и галлереи, производилось слЪ-дующимъ образомъ: была отлита чугунная четырехсторонняя призма а (чер. 12а), вышиною около 2V2 футъ, съ поперечнымъ сЪчешемъ въ i кв. ф. Къ верхнему основашю призмы была прилита чугунная платформа Ъ (3 фута въ стороне квадрата), для большаго сопротивлешя излому усиленная кронштейнами с, с, с. Призма устанавливалась совершенно горизонтально, при чемъ для перехода отъ неупругой поверхности чугуна къ упругой поверхности грунта подкладывали, какъ более упругое тело, деревянную доску d, ЗатЪмъ, на нЪкоторомъ разстояши врывали въ грунтъ прочный колъ f съ прикрепленной къ нему горизонтальной рейкой gh, къ чугунной же призмЪ прикрепляли въ томъ же уровне другую такую же рейку дк\ обе эти рейки служили маяками и стыкались въ плоскости gl. Осадка чугунной призмы влекла за собой понижеше рейки кд‘ относительно /<7,
Чер. 12 а.
Чер. 13.
что и служило мериломъ осадки грунта. Предполагаемое сооружеше на каждый квадратный футъ подошвы основашя передавало давлеше въ 120 пу-довъ, поэтому испытуемый материкъ подвергался нагрузке въ 200 пуд. (считая весъ чугунной подставки 6о пуд., остальной грузъ былъ наложенъ кирпичомъ, всего около 30-ти рядовъ, т.-е. возведенъ кирпичный столбъ вышиною въ з аршина), следов, въ п/2 раза большей, при чемъ за 6 меся-цевъ испыташя обнаружена осадка только на 0,015 саж.
При постройке новой гавани въ Куксхавене испыташе нагрузки грунта производилось следующимъ образомъ *): на дне, вырытой на глубине подошвы сооружешя, ямы складывался массивъ изъ деревянныхъ че-тырехстороннихъ брусьевъ (чер. 13), длиною 1,5 мет., при чемъ высота массива достигала 0,9 м. Далее, накладывался грузъ, состояний изъ рельсовъ.
Тамъ же изследоваше грунта производилось помощью погружешя деревянной сваи, въ конце спиленной перпендикулярно оси. При д!аметре въ 30 см. площадь поперечнаго сечешя равнялась 707 кв. см. Первоначально при нагрузке свая пошла очень медленно и при давлеши 4,34 килогр. на кв. см. достигла 68 мм., после чего при дальнейшей нагрузке стала
*) Zeitschrift fur Bauwesen. 1898. Н. VII и IX.
21
быстро опускаться. Такимъ образомъ грузъ 4,34 kg. для даннаго грунта является критическимъ, после котораго пропорциональность между нагрузкой и осадкой нарушается и загруженная поверхность грунта начинаетъ быстро опускаться.
Ь) Второй способъ испыташя сопротивлешя грунтовъ производится съ помощью ударовъ по грунту тяжелымъ тЪломъ (бабою или трамбовкою). Способъ этотъ основанъ на томъ соображеши, что д'Ьйств!е уда-ряющаго ткла можно сравнить съ д,Ьйств1емъ груза, лежащаго на томъ же мЪстЪ. Въ обоихъ случаяхъ одинъ и тотъ же результатъ—осадка.
Въ самомъ дЪл'Ь, пусть Р будетъ вЪсъ призматическая тела (напр., чугунной бабы), ограниченнаго снизу плоскостью, параллельною поверхности грунта; /Z—высота падешя этого тела; Л—величина погружешя въ грунтъ после удара и ()-—такой воображаемый грузъ, которымъ если нагрузить разсматриваемый грунтъ, то онъ дастъ высоту сжат!я тоже—к, Принимая, что плоскости соприкосновешя съ грунтомъ какъ бабы, такъ и груза Q равны, можно предположить, что между этими величинами суще-ствуетъ следующее соотношеше
Р(Я+Л)= Qk.
Этимъ выражается равенство работы груза Q, проходящаго высоту Л, и бабы -Р, падающей съ высоты /?-|-й; отсюда
_P(H-j-h) _ р /И 1г \к
Полученную такимъ образомъ величину Q нельзя однако признать точной; она слишкомъ преувеличена, такъ какъ при ударе тяжелымъ тЪломъ въ грунте вызывается упругость, а потому и большее его сопротивлеше; при медленномъ погружеши груза грунтъ уступаетъ больше.
По этому поводу было уже приведено мнЪше Бреннеке при разсмо-тр^Ьнш особенностей глинистыхъ и песчаных^> грунтовъ.
Во всякомъ случае полученныя на основаши описанныхъ испытанш данныя все же могутъ служить цЪннымъ матер!аломъ при составленш проекта.
с) Т р е т i й способъ заключается въ примЪнеши коэффищета, предложенная R. Мауег’омъ и выражающая зависимость между величиной давящая груза и углублешемъ этого груза въ испытуемый грунтъ. Коэффи-щентъ этотъ полученъ Мейеромъ путемъ цЪлаго ряда измерены съ помощью имъ же придуманная прибора, съ точностью до 0,1 мм. определяющая погружеше въ грунтъ тяжелаго тЪла при различномъ его весе. Для нЪкоторыхъ грунтовъ Мейеръ нашелъ постоянное отношеше между величиной допускаемая напряжешя грунта и величиной погружешя груза въ грунтъ, что даетъ возможность делать болЪе определенные выводы изъ данныхъ, получаемыхъ испыташями продолжительной нагрузкой.
Мейеръ предлагаетъ собственно два прибора: одинъ, служащш для определешя предельной величины сжапя грунта, после котораго грунтъ сопротивляться не можетъ и подъ вл!яшемъ действующая усил!я дефор
22
мируется, т.-е. опредЪляеть предЪлъ упругости грунта; следовательно этимъ аппаратомъ определяется какъ абсолютная величина осадка въ различ-ныхъ грунтахъ, такъ и соотношешя этой осадки съ напряжешемъ грунта; другой аппаратъ, безъ точнаго измерителя осадки, даетъ возможность быстраго, хотя и приблизительнаго определешя величины погружешя въ грунтъ тяжелаго тела при известномъ его весе, т.-е. заменяетъ опытъ съ медленной нагрузкой.
Многочисленные опыты, произведенные Мейеромъ надъ песчаными,
глинистыми и глинисто-песчаными грунтами, показали, что при постепенной нагрузке какого-нибудь твердаго тела величина погружешя его въ грунтъ прямо пропорцюнальна этой нагрузке, до известнаго однако предела, после котораго погружеше уже теряетъ эту пропорщональность, становится
очень бы|трымъ и принимаетъ все болыше и болыше размеры. Следова-
тельно тутъ наблюдается явлеше аналогичное сътемъ, какое замечается при раз-давливаши твердыхъ строи-тельныхъ матер!аловъ.
Конструкщя аппарата Мейера направлена къ тому, чтобы дать возможность съ
точностью до -10Q00 м. измерить сжапе грунта при действш на него различнаго груза. Это достигается съ помощью гидравлическаго микрометра,'при чемъ жидкостью служитъ ртуть.
Аппаратъ схематичес-
Чер. 14.
ки изображенъ въ разрезе на чер. 14 и состоитъ изъ следующихъ частей: стакана 77, уширеннаго въ нижней части фланцемъ 17, штампа Р, ввинченнаго въ цилиндрическую часть J57, которая соединена съ фланцемъ С, служащимъ для расположешя на немъ грузовъ Q. Въ центре цилиндрической части 2?, свободно двигающейся вместе со щтампомъ въ стакане 77, высверлено углублеше для вставки стержня В, конецъ коего заточенъ сферическою поверхностью, соответственно форме самаго углублешя. На этотъ стержень надеваются грузы Q, каждый весомъ въ ю kg. и состояние изъ сплава свинца и сурьмы. Всехъ грузовъ so, что составляетъ въ сложности 200 kg., т.-е. около 12 пудовъ. Къ цилиндрической части JE приделанъ горизонтальный стержень Р, который передаетъ движете штампа Р гидравлическому микрометру, устройство котораго основано на обратномъ принципе гидравлическаго пресса, а именно: въ стаканъ Р, въ который входитъ поршень К, налита ртуть, переходящая по горизонтальной трубочке въ вертикальную узкую трубку 6г, снабженную скалой съ делешями. Поршень 7Гсвободно прижимается
23
къ микрометрическому винту М спиральной пружиной для избЪжашя холостого хода внизъ этого винта. Выбирая известное соотношеше между д!аметромъ поршня К и трубочки 6г, всегда можно достигнуть любой точности показашя на скале G, движешя поршня К, а съ нимъ вместе и штампа Р. Д1аметръ поршня К взятъ въ то мм., а трубочки 6г—въ i мм., чЪмъ достигается возможность отсчитывать понижеше штампа Р на величину до o,i мм., такъ какъ скала трубочки (j имеетъ высоту, равную одному метру и разделена на юо равныхъ частей.
Микрометричесюй винтъ М съ указателемъ >5, раздел еннымъ на 20 мм., служитъ для проверки правильности показашя скалы G и для установки ртути передъ испыташемъ на извЪстномъ начальномъ уровне. Для ги-дравлическаго микрометра выбрана ртуть потому, что она обладаетъ наи-меньшемъ коэффищентомъ расширешя (^ззоэ)-
Во избЪжаше вл!яшя внешней температуры микрометръ слЪдуетъ во время опытовъ защищать, закрывая его дурными проводниками тепла. Или же можно ввести соответствующую поправку, провЪривъ показаше ртути при различныхъ температурахъ и снабдивъ приборъ неболыпимъ термо-метромъ для измЪрешя температуры воздуха во время опыта *).
Для того чтобы избежать сопротивлешя воздуха восходящему движе-нйо ртути въ трубочке 6г, верхушка ея открыта и снабжена* шарообраз-нымъ расширешемъ, въ которомъ ртуть можетъ собираться, не выливаясь черезъ край въ случае чрезмернаго погружешя поршенька К. Сопротивлешя же, получаюшдяся въ самомъ приборе, bo-i-хъ, отъ противодейств!я столба ртути въ трубочке G, а затемъ отъ спиральной пружины поршня JL, регулируются весомъ вставной части JE, не входящимъ въ полезный весъ накладываемаго груза. Весъ фланца С со стержнемъ В около 2 kg.
Какъ видно изъ чертежа, стаканъ Р, кроме уширенной части въ виде фланца СГ, имеетъ еще горизонтальные отростки L числомъ з, снабженные шипами, что даетъ возможность совершенно прочно и неподвижно установить приборъ на данной оголенной jiacm грунта, соответствующей подошве фундамента.
Для того чтобы хотя и ничтожное погружеше въ грунтъ фланца U не могло вл!ять на величину углублешя штампа Р, съ внутренней стороны фланца сделана выемка, имеющая въ разрезе форму угольника.
Испыташя производятся следующимъ образомъ: установивъ приборъ строго горизонтально, а ртуть въ трубке G съ помощью микрометра М на известномъ начальномъ уровне, накладываютъ на фланецъ С первый грузъ и смотрятъ на показаше скалы G, дающее соответственную осадку штампа Р. Черезъ ю минутъ показаше микрометра считается вполне установившимся. Затемъ, переставивъ приборъ на другое место, накладываютъ следуюшдй грузъ и такъ продолжаютъ, постепенно меняя место, до техъ поръ, пока получается осадка въ ю мм., что вполне достаточно для вы-яснешя зависимости между напряжешемъ грунта и соответствующей ве
*) По наблюдешямъ Мейера измЪнеше температуры на 1° С. влечетъ за собой отклонеше въ указаны на 0,4 мм.
24
личиной осадка. Если бы потребовалось измерить осадку большую ю мм.г то уровень ртути въ приборе микрометра можно привести опять на о, действуя винтомъ М.
Производя опыты надъ различными грунтами при помощи своего прибора, Мейеръ пришелъ къ следующему основному выводу: если после-
довательно нагружать грунтъ постепенно возрастающими грузами, то до извЪстнаго предела можно считать, что осадка прямо пропор-щональна напряжешю грунта. На основаши своихъ опытовъ Мейеръ построилъ д!аграмму, изображенную на чер. 15 и дающую зависи-
мость между последовательными нагрузками отъ о до ю атмосферъ и соответствующими осадками. При этомъ надо заметить, что д!аграмма эта даетъ не непрерывное изменеше осадки при возрастании груза, а лишь связь между каждой отдельной нагрузкой и соответствующей осадкой. Критической точкой, до которой лишя последовательныхъ осадокъ остается
прямой (что указываетъ на пропорцюнальность осадокъ и нагрузокъ), можно считать точку В, которой соответствуем нагрузка 6,5 kg. при осадке 0,23 см. 3>темъ лишя осадокъ начинаем быстро загибаться вверхъ. Очевидно, что если бы лишя ABGD изображала законъ измене-шя осадка при возрастали груза, лежащаго на одномъ и томъ же месте, то такой видъ ея былъ бы невозмо-женъ, такъ какъ при уплот-ненш грунта осадка его ко
нечно быстро уменьшается. Въ данномъ случае мы получимъ кривую съ вертикальною осью и ветвью BD, уходящею въ безконечность.
Въ результате своихъ изследованш Мейеръ считаем наибольшей
допускаемой осадкой для всякаго песчанаго, песчано-глинистаго и глинистаго грунта величину ея, соответствующую точке В д!аграммы фиг. 15, т.-е. 0,23 см.
Все нагрузки на вышепоименованные грунты, производящая осадки менышя или равныя 0,23 см., могутъ считаться вполне безопасными, а затемъ уже осадка грунта начинаем быстро возрастать до недопустимыхъ размеровъ. На этомъ основаши, имея результаты изследовашя продолжительной нагрузкой, мы можемъ съ достаточною точностью определить допускаемое напряжете грунта (5) изъ уравнешя 3/0,23 = ^Д, где Q и h получаются путемъ продолжительной нагрузки. Следовательно
* 0,23 Q
0 = -~h~-
25
При испыташи грунта на глубинЪ 4V2 арш. въ саду Импер. техн, училища, при нагрузкЪ Q = 3,2 kg. на см. действовавшей въ продолжеше 6 мЪсяцевъ, осадка только первое время оказалась въ 0,8 см., а зат’Кмъ оставалась безъ изменешя до окончашя опыта, что доказываете что эта величина погружен!я еще не есть предельная и не
соответствуете критической точке; поэтому безопасное напряжете даннаго грунта,
предполагая полную пропорциональность между величинами груза и погружешями,
. . . 0,23 Q
можетъ быть выведена изъ уравнешя о = -ъ-
и равно 0,92 атмосф.
При вырытш рвовъ на глубину 3 аршинъ для фундаментовъ подъ здаше для
механической лабораторш волокнистыхъ веществъ, грунтъ оказался плотный песчано-глинистый, въ который ручной аппаратъ Мейера, при надавливаши съ силою 6 kg. на кв.см.,далъ осадку лишь на 0,2 см.; поэтому коэффищентъ безопасной нагрузки надан-
„ 0,23.6 «П!
ный грунтъ былъ принятъ равнымъ ’ 9 — 6,9 kg.
Какъ было сказано выше, при своихъ изслЪдовашяхъ Мейеръ не при-нималъ во внимаше уплотнеше грунта подъ действ!емъ груза, тогда какъ это уплотнеше несомненно увеличиваете сопротивлеше грунта. Результаты его наблюдешй относятся только къ неуплотненному грунту.
Иначе говоря, его аппаратъ на уплотненномъ грунте даете показашя лишь за пределами критической точки. Кроме того, критическая точка В при строгой пропорщональности между осадкой и действующимъ грузомъ можетъ перемещаться соответственно качествамъ различныхъ грунтовъ. Такъ, напр., при испыташи грунта въ Куксхавене оказалось, что критическая точка д!аграммы получается вследъ за погружешемъ на 5,8 см., а не при 0,23 см., какъ это показано на д!аграмме Мейера. Очевидно, что его коэффищентъ относится къ другого рода грунтамъ, чемъ тотъ, который встретился при постройке означенной гавани.
При постройке памятника Императору Александру II въ Москве погру-жеше было на 1,5 см. при нагрузке 3,5 kg. на см. и далее увеличешя въ течете 6 месяцевъ никакого не обнаружилось, что ясно доказываете, что равно-веЫе между действующей нагрузкой и сопротивле*пемъ грунта установилось.
Въ виду того, что большинство грунтовъ обыкновенно имеютъ способность сопротивляться быстро действующей нагрузке и постепенно уступать нагрузке медленно действующей, для большой точности и убедительности следуете производить съ помощью описаннаго аппарата Мейера проверочный продолжительный испыташя, нагружая грунтъ последовательными нагрузками и оставляя ихъ действовать каждый разъ по нескольку дней, наблюдая перюдически величину погружешя до техъ поръ, пока при известной нагрузке ртуть будете стоять совершенно спокойно безъ вся-каго движешя. Если же этого не достигается и ртуть продолжаете, хотя и медленно, подниматься, то это служите доказательствомъ того, что действующая нагрузка на продолжительное время не отвечаете сопротивлешю грунта. Въ подобныхъ случаяхъ повторяютъ испыташе съ уменьшенными нагрузками до техъ поръ, пока не установится полное равновеЫе между сопротивлешемъ грунта и действующимъ грузомъ. Полученная такимъ об-разомъ величина безопаснаго напряжешя грунта будете вполне точная и заранее дается возможность определить наибольшую осадку предполагаем маго здашя.
26
Во всякомъ случай изсл-Ьдовашя Мейера съ помощью остроумно при-думаннаго имъ аппарата и указашя, какъ на пропорциональность между величиной осадки и дЪйствующимъ грузомъ, такъ и на критическую точку, указывающую предЪлъ безопаснаго напряжешя большинства грунтовъ, им'Ьютъ’для^строительнаго дЪла большую важность и то удобство, что даютъ возможность на“практик'Ь ограничиваться лишь опредЪлешемъ величины погружешя при данной нагрузкЪ, т.-е. опредЪлешемъ Q и h.
Чер. 18.
Чтобы не прибегать каждый разъ къ продолжительной нагрузке, Мейеръ предлагаетъ ручной, очень удобный аппаратъ, изображенный на черт. 16, 17 и 18 (17 въ фасаде и 16 въ разрЪзЪ). Онъ состоитъ изъ стержня (7, на нижшй конецъ котораго могутъ надеваться штампы Р, имЪюпце строго определенную площадь поперечнаго сечешя. При каждомъ приборе имеется 8 такихъ штамповъ съ размерами отъ i до 20 кв. см. (т.-е. I, 2, 3, 4, 5, 10, 15 и 20 кв. см.). Верхшй конецъ стержня С соединяется съ пру-жиннымъ динамометромъ А, дающимъ возможность измерять силу до 30 kg., съ которой штампъ нажимается на грунтъ при помощи воздейстя на от-кидныя рукоятки НН (чер. 17). Указатель I задерживается трешемъ на
27
любомъ месте скалы и отмЪчаетъ такимъ образомъ то давление, которое было достигнуто во всякш данный моментъ. Опред'Ьливъ предварительно нагрузку на i кв. см. отъ проектированныхъ зданш и обнаруживъ на глубине ниже лиши промерзашя песчано-глинистый или какой-либо грунтъ, устанавливаютъ на немъ приборъ и нажимаютъ на штампъ до показания динамометромъ усшпя равнаго или въ 1,5 раза большаго найденной нагрузки. Такъ какъ каждый штампъ въ своей нижней части раздЪленъ горизонтальными полосками по наружной поверхности на миллиметры, то необходимо, чтобы другое лицо при этомъ наблюдало и отсчитывало погружеше. Такимъ образомъ определятся Q и h, а следовательно и S . • O,2Q . О
безопасное напряжеше изъ уравнешя о = —у-----;
или же поступаютъ обратно, т.-е., не задаваясь предварительно нагрузкой, определяютъ, при какомъ грузе погружеше штампа остается въ предЪлахъ отъ о,о до 0,25 см.
Ручной приборъ очень удобенъ при переноске, но представляетъ затруд-неше при отсчете такой мелкой величины, какъ 1,5—2 мм. Впрочемъ, этотъ недостатокъ устраняется съ помощью комбинацш ручного прибора съ гидравлическимъ микрометромъ. Для этой цели стоить только при помощи муфты В (фиг. 18) къ стержню С пружиннаго прибора привинтить наконеч-никъ Н, заточенный сферически и совершенно точно приходящшся къ сферической выемке въ цилиндрической части JE (чер. 14) точнаго прибора, тогда являются совершенно излишними грузы Q, и нагрузка можетъ быть произведена отъ руки, нажимая на рукоятки Л, и измерена динамометромъ, тогда какъ осадка укажется совершенно точно гидравлическимъ микрометромъ. Такимъ образомъ оба прибора Мейера являются скомбинированными въ одно целое.
Аппаратъ Мейера известенъ въ строительной практике сравнительно недавно, но о немъ имеются уже xopomie отзывы профессоровъ: Теммейе-ра (Цюрихъ), Брика (Вена), Крейтера (Мюнхенъ) и др. Производя целый рядъ испытаны своимъ аппаратомъ надъ различными грунтами, Мейеръ даетъ следуюшде коэффищенты безопасной нагрузки:
I. Слабая песчаная глина и очень тонкш, пропитанный водою песокъ— не более I кг. на кв. см.
2. Глина средней плотности и песокъ, умеренно насыщенный водой или съ большою примесью глины—отъ 2 до 3,5 кг. на кв. см.
3. Плотная глина или сухой, мало содержаний глины, песокъ—4—5,5 кг. на кв. см.
4. Плотно слежавнпйся крупный песокъ, гравш или щебень, а также слабая горная порода—отъ 6 до 8 кг. на кв. см.
5. Сплошная горная порода средней твердости—до 15 кг. на кв. см.
6. Твердая горная порода—25 кг. на кв. см.
d) Четвертый, самый простейшш, способъ наследованы прочности грунта съ помощью ударовъ ломомъ основанъ на большемъ или меньшемъ проникаши лома при ударе въ грунтъ. Собственно, это совершенно тотъ же самый способъ, что и второй—съ помощью ударовъ тяже-
28
лымъ тЪломъ; разница лишь въ томъ, что зд^сь чугунная баба заменяется ручнымъ ломомъ.
Следовательно, если сила сопротивлешя грунта Q, грузъ лома Р, высота подъема Д а погружеше при ударе Л, то ф = следователь-
но напряжение грунта на квадратную единицу площади о = где <?—пло-/3 щадь поперечнаго с^чешя лома.
е) Пятый способ ъ—из следов ан1я прочности грунта, съ помощью рычажнаго прибора—заимствуемъ изъ вышеназванной брошюры общества Рязанско-Уральской жел. дор. Способъ этотъ заключается въ сл’Ьдующемъ: „для испыташя грунта даннаго места на сжапе устраиваютъ приспособлете, изображенное на чер. 19. Оно состоитъ
Чер. 19.
Чер. 20.
изъ вертикальнаго дубоваго песта а д!ам. 3,57 дюйма, опускаемаго въ буровую скважину высверленную до глубины, на которой желаютъ произвести испыташе грунта. Нижшй конецъ песта обрезывается нормально къ оси его, сглаживается и стягивается желез-нымъ бугелемъ, а верхшй оковывается стальной насадкой въ виде ножа Ъ. На ножъ этотъ накладывается коромысло с цилиндрической выемкой стальной плашки, прикрепленной болтами къ перекладине коромысла. Коромысло состоитъ изъ брусьевъ, связанныхъ, въ видахъ устойчивости прибора, равнобедреннымъ треугольникомъ (чер. 20), и имеетъ неравные концы—въ 0,75 и 1,50 саж. Короткое плечо коромысла оканчивается осью, которая закладывается подъ два крюка железной поковки, прикрепленной къ большому ящику, вмещающему отъ 170 до 225 пуд. земли, считая съ собственнымъ его весомъ. На конце длиннаго плеча утвержденъ крюкъ для подвешивашя прочно око-ваннаго малаго ящика, весомъ съ насыпанной въ него землей около 75 пуд. Следовательно, на пестъ или, все то же, на площадь грунта въ 10 кв., дюйм, можно произвести давлеше свыше 225 пуд., что, надо полагать, достаточно для испыташя большинства
29
землистыхъ грунтовъ. Впрочемъ, величина абсолютнаго и относительнаго давлешя за-виситъ отъ различныхъ размеровъ прибора, которые, смотря по надобности, всегда можно изменить. Для получешя отсчета давлешя на грунтъ, непосредственно къ песту приделывается пружинный карандашъ или штифтъ, подъ который подставляется безконечная бумажная лента, движимая часовымъ и вместе съ темъ счетнымъ механизмомъ, укрепленнымъ въ горизонтальной рейке, прибитой къ двумъ столбамъ. Для производства опыта сначала устанавливается большой ящикъ на подстилке изъ несколькихъ досокъ и насыпается землей, потомъ закладывается подъ крюки его по-ковокъ коромысло и, после выверки движения его въ вертикальной плоскости подкла-дывашемъ ящика, коромысло опирается на временный чуракъ, вертикальное положе-nie котораго укажетъ место, где следуетъ сверлить скважину для песта. Скважину, высверленную обыкновеннымъ землянымъ буравомъ д!ам. 5 дюйм., следуетъ досверлить и вместе съ темъ очистить подобнымъ же, но спещальпо изготовленнымъ для сего, буравомъ безъ нижняго направляющаго винта, чтобы дно скважины получилось плоское и грунтъ не былъ растревоженъ въ глубину. Затемъ, опустивъ осторожно пестъ въ скважину *), его следуетъ несколько разъ повернуть, чтобы окончательно сравнять грунтъ на дне скважины и достичь возможно совершеннаго прикасашя песта къ грунту. После сего накладывается коромысло и подвешивается къ нему малый ящикъ, а также устанавливается пишушдй приборъ. Въ предупреждение выпучивашя грунта, вокругъ песта въ щель скважины на высоту, примерно, 1 аршина отъ дна, насыпается сухая измельченная земля. Такимъ образомъ приборъ будетъ установленъ и можно приступить къ производству опыта, насыпая постепенно, плавной струей, сухой песокъ въ малый ящикъ. Когда грузъ этого ящика достигнетъ размеровъ, со-ответствующихъ сопротивлешю грунта, что можно будетъ заметить по ходу опыта, тогда дальнейшее добавлеше песку въ ящикъ следуетъ производить медленно и съ остановками минутъ по пяти, чтобы не перегрузить ящика. По всей вероятности въ са-момъ начале опыта осадка песта будетъ довольно заметная, такъ какъ въ это время станутъ сжиматься наружный частицы грунта до полнаго прикасашя песта ко дну скважины; потомъ сжапе сделается менее заметнымъ и наконецъ наступить моментъ раздроблешя некотораго слоя грунта, когда осадка песта должна будетъ вновь чувствительно увеличиться.
Все давяшдя на грунтъ части прибора, какъ и песокъ, насыпанный въ малый ящикъ, должны быть по возможности точно взвешены на приготовленныхъ для сего весахъ, после чего делается расчетъ произведеннаго давлешя съ переводомъ его на единицу площади. Каждый опытъ следуетъ доводить по возможности до конца, т.-е. до раздроблешя грунта **). Коэффициенты прочности должны устанавливаться журналами заложешя основашй или особыми протоколами съ объяснешемъ производства самаго опыта. И если опытъ произведенъ правильно, при чемъ въ него введены возможные для дапнаго места факторы, могушде вл!ять на уменыпеше устойчивости грунта, то прочное сопротивлеше его вполне безопасно принять въ х/ю временнаго сопротивления, но необходимо также обращать внимаше на равномерность грунта.
Устройство прибора допускаетъ употребление въ опыте значительныхъ усилш и вместе съ темъ требуетъ лишь небольшого числа металлическихъ, не особенно громоздкихъ частей, при чемъ большинство изъ нихъ, какъ и все деревянныя части, можетъ быть изготовлено местными средствами*.
f) Испыташе сопротивлешя забитой въ грунтъ сваи производится непосредственно нагрузкой, при чемъ ycmie, которое можетъ быть безопасно
*) Для защиты стенокъ скважины отъ обсыпашя, при опускай!и песта полезно предварительно вставлять въ скважину обсадную трубу изъ листового железа съ плоскимъ флянцемъ.
**) До перваго раздроблешя, такъ какъ, при прогрессивномъ увеличены давлешя, по всей вероятности, дальнейпня раздроблешя последовательныхъ нижележащихъ слоевъ грунта будутъ происходить скачками.
30
передано на сваю, находится въ зависимости отъ величины погружешя сваи отъ пробной нагрузки или отъ ударовъ бабы. Эта осадка для весьма груз-ныхъ построекъ не должна быть болЪе 2—3 см. посл-fc посл^дняго удара бабы втЬсомъ въ 500 kg. Для болке легкихъ строе шй осадка можетъ доходить и до 6—8 см.
Допускаемая осадка сваи отъ послтЬдняго и-наго удара бабы при данной нагрузкк, предполагаемой по проекту на каждую сваю, можетъ быть определена по формуле Брикса, а именно: 1г—осадка, не должна быть более
nHG I___Q V
5? VQ+G)'
Зд'Ьсь Q обозначаетъ в'Ьсъ бабы, G—в'Ьсъ сваи, Р—нагрузка, предполагаемая на сваю отъ будущаго сооружешя въ килограм., Н—высота подъема бабы въ сантиметрахъ или въ дюймахъ, такъ же какъ и величина 1г.
Если, путемъ пробной забивки сваи, принимается, какъ постоянная величина, ея осадка отъ послЪдняго удара, т.-е. величина Л, то изъ выше-приведеннаго выражешя опредЪляютъ тотъ грузъ,* который можетъ быть безопасно переданъ на сваю, а именно
nHG/ Q V • 5Л \Q+g)'
Замечено, что при испытанш сопротивлешя сваи ударами бабы вызывается упругость грунта, въ особенности илистаго или мелко-песчанаго мокраго, и свая обнаруживаешь первое время очень незначительную осадку, которая впослЪдствш можетъ увеличиваться. Поэтому для такихъ грунтовъ приведенный формулы не применимы и испыташе должно быть произведено медленной нагрузкой. Для этого забиваютъ нисколько свай въ опредЪлен-номъ другъ отъ друга ‘разстояши и перекрываютъ ихъ деревяннымъ на стиломъ, на который и наносятъ постепенно временную нагрузку въ ix/2 или 2 раза болЪе предполагаемой отъ будущаго сооружешя. Если по прошествш 2—з недЪль пробный сваи остаются неподвижными и болЪе въ грунтъ не погружаются, то избранное число свай считается достаточными
D) Коэффициенты, принимаемые для расчетовъ сопротивлешя грунтовъ. Не всегда имеется возможность и время произвести испыташя сопротивлешя грунта однимъ изъ указанныхъ болЪе точныхъ способовъ, поэтому, принимая во внимаше, что грунты одинаковаго состава имЪютъ приблизительно и одинаковое сопротивлеше, можно руководствоваться коэффициентами, полученными изъ цЪлаго ряда наблюдешй въ другихъ мЪстахъ, но съ тЬмъ же грунтомъ.
КромЪ уже приведенныхъ данныхъ, полученныхъ наблюдешями инженера Мейера, мы можемъ привести еще коэффищенты, принятые, какъ обязательные для строителей въ нЪкоторыхъ большихъ городахъ; такъ, для
* ВЪны постановлено, чтобы глинистый грунтъ не обременять нагрузкой бо-лЪе чЪмъ 1,5 кг. на кв. см.; плотный глинистый или песчано-глинистый—
31
/
2,5 кг. на кв. см.: крупный песокъ—3,5 кг. и мокрый песокъ не болЪе 3 кг. на кв. см.
Для Берлина, какъ обязятельное правило, требуется для всЪхъ грунтовъ не болЪе 2,5 кг. на кв. см. Практика однако показала, что коэффищентъ этотъ можетъ быть значительно увеличенъ, такъ какъ даже при нагрузке въ 6,5 кг., сооружены не обнаружили никакой осадки.
Въ Чикаго, по словамъ Эвальда, принято сопротивлеше глинистаго грунта отъ I до 2 кг. на кв. см. Для НьюЛорка при мягкой глине— 1,4 КГ’
Въ Москве также были ^гркланы некоторый наблюдешя: испыташя инженера Султанова, какъ мы видели выше, показали, что девственный песчано-глинистый грунтъ можетъ быть нагруженъ нисколько более пуда на кв. д. (2,5 кг. на кв. см.)
Наблюдешя инженера Левачева при постройке террасы при храме Христа Спасителя въ Москве: при наносно-песчано-глинистомъ грунте— 0,2 пуда на кв. д. (0,5 кг. на кв. см.) безъ всякаго укреплешя подошвы и 0,4 пуда при укреплены втрамбовашемъ щебня.
По наблюдешямъ инженеръ-архитектора Залескаго для сухого, средней крупности песка—ix/2 пуда на кв. д. (3,75 кг. на кв. см.).
Для мокраго, более мелкаго въ северной и северо-западной части столицы — 0,75 пУДа (1,88 кг. на кв. см.); въ центральной части столицы для плотно слежавшейся глины, на глубине 8—9 аршинъ—отъ 6 до 7 кг. на кв. см. (2,5 пуда на кв, д.).
Чтобы облегчить определеше ширины подошвы фундамента для здашй различной вышины, Мейеръ приводить следующую таблицу:
Таблица I.
Нагрузка въ килограм. на кв. см. подошвы фундамента при обыкновенной его ширине для внутреннихъ и наружныхъ стенъ гражданскихъ здашй.
ВЫСОТА СТРОЕНШ ВЪ МЕТРАХЪ. Наружныя стЬны. Внутренн1я ст^ны.
отъ до сред. отъ ДО сред.
Килограммовъ. Килограммовъ.
Одноэтажное отъ 3,55 до 7,2 0,8 3,4 2,1 1,3 5,9 3,6
Двухъэтажное отъ 6,95 до 11 1,3 4,4 2,9 2,0 7,4 4,7
Трехъэтажное отъ 10,35 до 14 . . . . ~. . 1,7 4,5 3,1 2,7 8,6 5,7
Четырехъэтажное отъ 13,75 до 18, 2 . . 2,2 5,3 3,7 3,2 8,5 5,9
Пятиэтажное отъ 17,15 до 21,6 2,4 5,2 3,8 3,3 8,2 5,8
Шестиэтажное отъ 20,55 до 25 2,9 6,0 4,4 3,9 9,2 6,6
Примечан1е. Чтобы перейти на дюймы и пуды, следуетъ означенный цифры помножить на 0,4,
32
Е) Вл1ян1е на коэффищентъ сопротивлешя грунта глубины заложешя подошвы фундамента. Вместе съ глубиной увеличивается и сопротивлеше грунта одного и того же состава. Есть некоторый данный, на основашй которыхъ можно определить это возрасташе, что даетъ возможность, не углубляясь до глубины предполагаемой подошвы фундамента, ограничится изследовашемъ сопротивлешя грунта на его поверхности, (т.-е. ниже верх-няго, разрыхленнаго слоя), составъ же грунта определить бурешемъ.
Бреннеке по этому вопросу даетъ следуюиця указашя:
Сопротивляемость G* грунта на глубине t можно представить состоящей изъ з частей:
i) Изъ сопротивлешя на поверхности, которое обозначимъ черезъ G°.
2) Изъ увеличешя сопротивлешя отъ нагрузки сверху лежащими массами земли. Нагрузка эта увеличиваетъ сопротивляемость въ двухъ отно-шешяхъ: во-первыхъ, темъ, что уплотняетъ грунтъ на глубине (своимъ весомъ), и, во-вторыхъ, потому, что вследств!е вязкости грунта, опускаше перегруженнаго фундамента можетъ произойти только въ томъ случае, если сжатый подъ подошвой фундамента грунтъ, расходясь въ стороны, сдвинетъ и подниметъ лежапця рядомъ съ фундаментомъ массы земли.
Увеличеше сопротивлешя съ глубиной должно быть, следовательно, функщей веса у кубичес. единицы грунта и глубины £, или вообще=/(у,£).
Для точнаго определешя /(у/) нетъ необходимыхъ данныхъ, которыя можно получить только посредствомъ опытовъ.
Наименыиимъ значешемъ /(у/) должно быть произведение у£, которое соответствовало бы вполне жидкому состояние, при которомъ сопротивляемость увеличивается съ глубиной пропорцюнально давлешю вытесняемой жидкости.
3) Сопротивляемость увеличивается еще съ глубиной отъ трешя, которое проявляется между окружающимъ грунтомъ и боковыми стенками фундамента. Треше R на единицу длины периметра или окружности = puff,-если pi обозначаетъ коэффшцентъ трешя, а Н—горизонтальный напоръ земли на единицу длины. Коэффищенты трешя известны и Н можно вычислить по известной формуле
R = y~ tang2 (45°—?4), где у/ имеютъ прежнее значеше, ф обозначаетъ уголъ естественнаго откоса грунта. Для очень мелкаго плывуна и ила уголъ tp равняется приблизительно о.
Вычисленный значешя JR не соответствуют однако наблюдешямъ. Причина этого заключается въ томъ, что, по всей вероятности, уголъ откоса изменяется съ глубиной, при чемъ онъ возрастаетъ пропорцюнально давлешю грунта.
Какъ средшя величины сопротивлешя трешя до глубины 14 м. можно брать следуюшдя:
33
Таблица П.
№ ОБОЗНАЧЕНА. Среднее сопро-тивлеше трен, на ш2 въ kg.
R.
1 Крупный песокъ и гравШ по чугуну 1.500
2 „ „ „ » » листовому железу и заклепкамъ . 2.500
3 „ „ „ „ ,, шероховатой кладкЬ 3.500
4 „ „ » „ „ гладко притертой цементной шту-
катуркЪ 1.500
5 Кирпичная кладка по илу • 1.000
6 Слои глины и вулканическаго песка по кирпичной кладкЬ . . 2.000
7 Тотъ же грунтъ по чугуну .... 1.600
8 Мятая глина по дереву 1.860
9 Очень твердая глина по дереву 6.000
Обозначимъ площадь основашя фундамента F, его внЪшцря поверхность 17, тогда сопротивляемость G* на I кв. м. на глубинтЬ t отъ поверхности выразиться вообще черезъ
Для крупнаго песку и грав!я, при вертикальныхъ стЪнахъ и при на-сыщенномъ водою грунте, можно взять у = 2.190 kg., R = 3.000. Возьмемъ для вышеприведенную наименьшую величину yt и G0 на поверхности изслЪдуемаго грунта = 25.000 кг. на кв. м., тогда получимъ
I 1 । 2.000 ТТ
G = 25.000 -(-2.1901 -|-р—.
ПримЪръ. Если глубина фундамента отъ поверхности изслЪдован-наго грунта 2 м., то, взявъ i п. м. фундамента, при ширине его въ i м., получимъ, что U=2 м., a F=i кв.м. Тогда сопротивлеше Gf на глубине 2 м. будетъ 6^ = 25 000 + 4.380 + 6.000 = 35.380. Такое значительное при-ращеше сопротивляемости грунта между прочимъ служитъ объяснешемъ (по словамъ Бреннеке) того явлешя, что при подмывахъ грунтовъ около наружныхъ поверхностей фундаментовъ быковъ послЪдше начинаютъ оседать гораздо раньше, чЪмъ какая-либо часть подошвы обнажается.
При устройстве гражданскихъ зданш фундаментъ помещается въ предварительно вырытыхъ для него рвахъ или котловинахъ, при чемъ умень-шеше давлешя на подошву отъ трешя боковъ фундамента о грунтъ имЪетъ место только въ томъ случаЪ, если стенки рвовъ держатся вертикально и бутовая кладка, заполняя ровъ по всей его ширине, плотно примыкаетъ къ стенкамъ. Въ такихъ случаяхъ можно принять U равнымъ отъ 1.900 до 3.000 kg. на кв. м. (по Schmoll). Во многихъ случаяхъ при грунтахъ,
3
34
требующихъ или устройства распорныхъ л’Ьсовъ или откосовъ, это треше не можетъ быть включено въ расчетъ; по крайней м-fcp-fe первое время, когда грунтъ, прилегающей къ фундаменту, не будетъ уплотненъ, этого трешя не можетъ быть.
§ 3.
Чер. 21.
F) Общ1я зам^чаШя относительно устройства подошвы Фундамента, а) Горизонтальность подошвы фундамента. Устойчивость фундамента находится въ зависимости отъ положешя подошвы основашя относительно направлешя дЪйствующихъ усилш; она должна располагаться по возможности нормально къ этимъ усил!ямъ. Представимъ себе фундаментъ, который сложенъ такимъ образомъ, что его подошва не нормальна къ действующимъ усил!ямъ (чер. 2l), имЪющимъ вертикальное направлеше, а расположена наклонно къ горизонту цодъ угломъ а; въ такомъ случае, если назовемъ черезъ Р равнодействующую этихъ усилий и разло-жимъ ее на составляющая Р cos а и Р sm а, то ясно, что фундаментъ останется въ покое только при условш, если сила Р sin а не привышаетъ силу трешя. Изъ механики известно, что величина трешя выражается про-изведешемъ изъ действующаго усил!я на коэффищентъ трешя /; этотъ коэффищентъ равняется tgQ, где 0 есть уголъ трешя, т.-е. предельная величина наклонешя къ горизонту, при которой тело не скользитъ по наклонной плоскости. Въ нашемъ случае выра-жеше для трешя будетъ f Р cos а. Для того,
чтобы фундаментъ находился въ покое, необходимо, чтобы f Р cos а было больше Р sin а, или разделяя обе части на Р cos а и произведя, сокращеше имеемъ
sin а coza.
Но такъ какъ f = tg$, то будемъ иметь
или
0>а,
т.-е. что для устойчивости фундамента необходимо, чтобы уголъ отклоне-шя действующихъ на подошву усилш отъ нормальной къ этой подошве былъ бы меньше угла трешя (угла покоя).
Уголъ трешя при глинистыхъ и песчано-глинистыхъ грунтахъ принимается въ 250; но въ виду того, что грунты могутъ смачиваться водой и при этомъ изменять свой коэффищентъ трешя, следуетъ брать не -бо-
35
jrfce 150. Въ виду всего изложеннаго и принимая во внимаше, что при со-оруженш гражданскихъ здашй действующее на фундаментъ усил!е есть вёсъ строешя, направленный вертикально, принято за общее правило: устраивать подошвы фундаментовъ подъ одну или нЪ-сколько горизонтальныхъ плоскостей, расположеныыхъ въ виде уступовъ.
Ь) Форма и размеры подошвы основан!я должны быть таковы, чтобы равнодействующая груза строен!я проходила бы по возможности ближе къ центру фигуры основания, такъ какъ только при этомъ условш давлеше будетъ распределяться равномерно по всей подошве и осадка строешя будетъ правильная. Въ противномъ случае является неравномерное сжапе подошвы.
Представимъ себе фундаментъ (чер. 22), котораго подошва имйетъ ширину АВ — b и воспринимаетъ давлеше равнодействующей D, проходящей не черезъ центръ ея тяжести О, какъ при равномерномъ давленш, а черезъ точку (7, отстоящую отъ О на разстоянш 1. Предполагая значительную нагрузку и грунтъ равномерно сжимающимся, такой фундаментъ можетъ дать осадку, при которой подошва АВ приметь наклонное положеше А'В'. Осадки не будетъ лишь въ томъ случае, если напряжете грунта не превзой-детъ его коэффициента сопротивлешя о. Чтобы проверить это и определить 8 въ какой-нибудь точке 2И, отстоящей отъ центра тяжести О на разстоянш Z, мы имеемъ выражеше
, _ В n , F1Z.
Чер. 22.
въ которомъ F есть площадь подошвы фундамента, а I— моментъ инерщи этой площади. Если форма фундамента въ плане прямоугольная, то центръ тяжести подошвы его будетъ находиться на средин^ лиши АВ въ точке 0. Принимая длину а фунда-
мента равной единице (т.-е. 100 см.), площадь F = ab = 6.100, а 1 = =, поэтому
12
D 121Z
*“Ь.100(1+ 62
Наибольшее сжапе подошвы, N max., очевидно, обнаружится въ точке А или, что то же, въ А*, при чемъ Z будетъ иметь наибольшее значеше (=|-). Следов., мы полу-чимъ
°тах- = &Лоо(1 + &)-
Наименее сжатое ребро будетъ находиться въ точке В (которая опустится при сжатш въ В') при отрицательномъ значеши для Z, т.-е. взятомъ въ обратномъ направлены 7 Ъ
L — тогда получимъ
s . D 6\ 8т1П-=СТо(1—ь}-
. Если на подошву фундамента (чер. 25а, стр. 38) дййствуютъ несколько силъ Q2, Q3), то 3*
36
разстояше X точки приложешя равнодействующей R отъ наиболее сжатаго ребра а найдется изъ уравнешя моментовъ относительно этого ребра а, т.-е.
т) V/17
Вх = откуда х =
Разстояше X равнодействующей В отъ центра тяжести будетъ равно
, ь
А = —---X.
&
Здесь (?i “h Q2 + (?з> а Qvh +
РаспредЪлеше и размеры усилш при неравномЪрномъ сжатии подошвы могутъ быть наглядно определены графически.
Представимъ себе фундаментъ въ поперечномъ сЪченш въ виде прямоугольника (чер. 23), котораго сторона АВ есть лишя подошвы и равна
по ширине Ъ, а по длине—с. На этомъ фундаменте расположена стена, равнодействующая груза которой D пересекаетъ подошву не въ средине лиши АВ, а где-либо въ дру-гомъ месте и вызываетъ равное ей противо-действ!е въ виде силы R.
Очевидно, что ребро А будетъ более нагружено, нежели ребро В, а распределеше-всей нагрузки выразится графически площадью ABED. Чтобы найти величину этой площади, проводятъ черезъ центръ тяжести О подошвы вертикальную ОС=р, которая будетъ средняя высота всей искомой площади и вместе съ темъ средняя сила тяжести, действующая на подошву фундамента, т.-е.
D ъ ,
= Эту силу наносятъ въ известномъ
масштабе по направлешю ОС. Затемъ разделяютъ лишю АВ на 3 равныя части AF=FG— GB и соединяютъ точку С съ точками F и G. Полученный лиши СЕ и CG или ихъ продолжешя, пересекая силу R въ точкахъ D' и JE7, даютъ отрезки равные усшпямъ въ ребрахъ А и В. Проведя изъ точекъ D' и Е лиши параллельный АВ, мы получаемъ отрезки AD и ВЕГ выражаюшде величины 5 шах. и 5 min.
При распределены сжимающихъ усилш на подошву фундамента сле~
дуетъ разсматривать главнымъ образомъ три случая:
а) Когда X —о, т.-е. равнодействующая D проходитъ черезъ Центръ тяжести подошвы, а, стало быть, усшпе распределяется равномерно по всей ея поверхности и давлеше въ любой точке подошвы 8 = у.
Следовательно, грунтъ будетъ одинаково сжатъ повсюду и фундаментъ будетъ опускаться равномерно на одинаковую величину.
Когда Х=А(чер. 24), то, какъ видно изъ чертежа, 8 min. = о.
37
Этотъ результатъ получается, если мы въ вышеприведенную формулу • D ( бк \ ~D
§ min = -7- 11-5— I вставимъ a = =-. Это показываешь, что точка В при
b \ о / о
дЪйствш груза останется на мЪстъ, тогда какъ точка А опустится до положешя А', т.-е. произойдетъ вращеше около точки В. Усшпе же въ точке . . • . 2D
А будетъ въ два раза больше средняго, т.-е. -у.
у) Наконецъ, если то Ъ—6) будетъ величина отрицательная,
а следов. и 8 min будетъ иметь отрицательное значеше, т.-е. при такихъ услов!яхъ, какъ это видно изъ чер. 25, точка А опустится, а точка В под
нимется, иначе говоря, произойдетъ вращеше подошвы фундамента около точки К, лежащей между О и В. Чтобы избежать возможности такого явлешя, слЪдуетъ принять за правило, чтобы точка приложен!я равнодействующей не выходила изъ предЪловъ средней трети ширины подошвы основан!я.
При несжимаемыхъ (скалистыхъ) грунтахъ опасность въ этомъ отно-шеши является въ значительно меньшей степени; наоборотъ, чЪмъ слабее грунтъ, тЪмъ болЪе надо быть осторожнымъ.
Примтьръ 1. Предположимъ, что D = 30.000 кг., 6 = 150 см.; разстояше X силы D <чер. 22) отъ точки о равно 25 см. Требуется определить напряжете грунта въ точке М на разстоянш 40 см. отъ центра тяжести подошвы; следов., Z=40 см.
D 30000 Л । 12.25.40X «
8 = дЛ00 0+ т) = 1507100 0+ 22500 Э" 3,066 КГ‘ См2’
Примтъръ 2. Определить при томъ же заданы 2 max.
s _ . 61\ 30000 /, , 6Х25\_. .
max. — ъ _ 100 (1 + ь ) — 150 . 100 (14- 150 ) кг. см .
38
Прпмпръ 3. Предположимъ (чер. 25а), что дЪйствують на фундаментъ нисколько силъ (^ = 20*, и ^3 = 14*. Разстояшя ихъ точекъ приложешя отъ крайняго
ребраа=^1 = 0,5, Z2 = l,0 и 13 = 2,4. Следов., равнодействующая = 20 +12+ 14 = 46* Сумма моментовъ д’Ьйствующихъ силъ относительно наиболее сжатаго ребра = ^Ql = — Qih + Qih + 2з^з = 20 X 0,5 +12 X 1,0 + 14 X 2,4 = 55,6. Следовательно х, разстояше равнодействующей отъ точки а, получится изъ уравнешя:
Rx = SQl, откуда х = = 1,2 м. Если Ъ — 3 м.,
то X = — 1,2 = 0,30 м„ а 3 шах.— (1 + 6~ *>53 П +0,6) = 2,45 кг.
с) Уширеше подошвы фундамента. Когда тяжесть строен!я передается посредствомъ фундамента грунту, то при изв'Ьстномъ сильномъ давлеши грунтъ уступаетъ и фундаментъ получаетъ проги бъ въ сторону действую -щаго усшпя (чер. 26), при чемъ въ массиве каменной кладки его проис-
ходятъ некоторый измЪнешя и, если равнор+cie не можетъ быть установлено достаточнымъ сопротивлешемъ грунта, то связь между частицами фундамента нарушается, въ немъ обнаруживаются трещины и нагруженная часть ос'Ьдаетъ до предала соответственна™ уплотнешю грунта. Трещины, являюпцяся въ фундамент^, направлены наклонно, такъ что между лишями разделешя или образовашя трещинъ и вертикальной получается некоторый уголъ, зависящш отъ матер!ала, употребленнаго на возведете фундамента. Описанное явлеше доказываетъ наглядно, что фундаментъ имеетъ способность передавать давлеше грунту на большую площадь сравнительно съ той, посредствомъ которой онъ принимаетъ на себя грузъ строешя. Эта передача давлешя на большую площадь, если фундаментъ состоитъ не изъ одного монолита, теоретически не можетъ быть признана вполне равномерной, однако на практике, въ применеши къ постройкамъ, составляю-щимъ предметъ гражданской архитектуры, принимается, что давлеше будетъ передано на уширенную часть равномерно и последовательно отъ одного слоя другому, при чемъ за пределъ угла отклонешя откосовъ фундамента съ вертикальной лишей принимается 250.
39
Итакъ, следовательно, пределы уширешя фундамента будутъ въ зависимости отъ глубины заложешя подошвы основашя; во всякомъ случае это уширеше должно быть сделано симметрично относительно вертикальной оси и соответственно законамъ неравномЪрнаго сжапя тЪлъ, о чемъ
было упомянуто выше.
Въ особенности слЪдуетъ обращать внимаше на пределы уширешя,
когда оно делается только въ одну сторону фундамента (чер. 27), напр., при постройке пограничной къ соседнему владешю стены. Мы видели,
что если разстояше отъ равнодействующей D до центра тяжести подошвы равно 76 отъ всей ширины фундамента, то Smin = o, т.-е. сжат!я въ точ-
ке В не будетъ, а такъ какъ въ данномъ случае 7eS = X = i/4e, то, следов., вся ширина подошвы фундамента
6А и/2е, т.-е.
фундаментъ съ уширешемъ подошвы въ одну сторону недолженъ быть шириною более полуторной тол щи ны стены. Если же уширеше можетъ быть сделано въ обе стороны, то не более зе, т.-е. ширин * фу ндамента не должна превосходить тройной ширины стены.
Ширина подошвы основашя находится въ зависимости отъ сопротивлешя грунта.
Пусть это сопротивлеше будетъ R (на кв. единицу). Если для определешя ширины подошвы роложимъ, что длина ея во всемъ строеши = Z, а ширина &, то площадь этой подошвы будетъ 1Ъ и соответствующее ей сопротивлеше грунта будетъ
Rib. Чтобы давлеше строешя уравнивалось съ этимъ сопротивлешемъ, надо, чтобы Rib — Р, где Р есть весъ строешя; откуда
Р
RI
Если при этомъ окажется, что величина Ъ выходитъ изъ пределовъ, под-вергнутыхъ сжапю, то необходимо или устроить нижнюю уширенную часть фундамента изъ сплошного монолита (напр., изъ бетона или каменной кладки на растворе портландскаго цемента), или прибегнуть къ какому-либо способу укреплешя подошвы, съ целью увеличить значеше R.
d) Глубина заложешя подошвы фундамента определяется располо-жешемъ лиши промерзашя грунта и составомъ самаго материка.
Относительно глубины промерзашя грунта было уже сказано; что же касается зависимости углублешя подошвы отъ состава грунта; то въ этомъ отношеши можетъ быть сделано общее замечаше, основанное на следую-
40
щемъ наблюдены: если расположить какое-нибудь тяжелое тело непосредственно на грунтъ, то послЪдшй будетъ выдавливаться въ стороны и вверхъ, всл'Ьдсгае чего тЪло будетъ погружаться до Т'Ьхъ поръ, пока его грузъ не уравновесится контръ-давлешемъ окружающаго грунта. Поэтому подошву фундамента надо закладывать на такую глубину, на которой су-ществуетъ равновЪие между давлешемъ строешя на единицу подошвы фундамента и давлешемъ столба грунта но ту же единицу. Но такъ какъ мы тутъ имЪемъ дЪло не съ жидкостью, а съ сыпучимъ гЬломъ, располагающимся подъ известнымъ угломъ естественнаго откоса, то велечина h углуб-лешя фундамента выводится въ зависимости не только отъ вЪса грунта, но и отъ этого угла, отъ коэффищента трешя частицъ грунта между собой и проч, условы, поэтому и высота Н столба грунта, уравновЪшивающаго давлеше фундамента, соответственно уменьшается.
Мы не будемъ касаться вывода уравнешя, определяющаго величину JET, а приведемъ лишь окончательные результаты, имеюгще практическое при-менеше.
Устойчивость подошвы въ сыпучемъ грунте обезпечена, если фундаментъ углубленъ на величину Л, удовлетворяющей следующему равенству:
Н= Cig1 й *),
откуда h =------------------------------7
Gig* (
здесь <р=уголу естественнаго откоса грунта.
Для получешя величины Н надо определить давлеше Р здашя на единицу подошвы фундамента, которое должно равняться давлешю столба грунта на ту же единицу. Следовательно, если JHS — Р, где 8 есть весъ < тг Р
куб. единицы грунта, то Н = -§-•
Положимъ примерно, что Р — 144 пуда на i кв. футъ, то при весе одного фута земли въ 3 пуда, iT=I|-==48 футамъ.
При угле естественнаго откоса 0 = 45°, т-’е- ПРИ одинарномъ откосе
h = —^~ = 33,97
При полуторномъ откосе:
h = —И
12,17
И 48
с—=—=i ,4ф
34 34
И 48 , .
= со —=— = 4 ф.
12 12
При двойномъ заложены откоса
, PL Н 48 , , х
А = гъ— = С/3—=— = 6,5 ф.
6,873 7 7 °
*) Выводъ это формулы желаюпце могутъ найти въ стр. мех. Паукера и въ курсЪ Карловича „Основашя и фундаменты".
41
Такимъ образомъ слЪдуетъ правило: глубина, на которую сл'Ьду-етъ заложить фундаментъ строен!я извЪстнаго груза въ сыпучемъ грунте, чтобы не было выдавливай! я его изъ-подъ фундамента, равна maximum участи высоты столба грунта, производящаго на единицу длины фундамента давлен!е, равное давлен!ю предполагаемаго строен!яна туже единицу; средняя — около i/12 сказанной высоты.
Ч'Ьмъ мельче песокъ, тЪмъ меньше уголъ его естественнаго откоса, а следов., тЪмъ больше будетъ величина h.
Зависимость сопротивлешя влажныхъ, мокрыхъ грунтовъ, имЪющихъ свойства вязкихъ жидкостей, отъ веса лежащихъ сверху массъ земли, до сихъ поръ еще точно не определена. Опыты надо бы производить посред-ствомъ особаго поршня*), нагружая имъ грунтъ въ буровыхъ скважинахъ, на различныхъ глубинахъ. При этомъ поршень долженъ точно соответствовать трубе только въ нижней своей части, на остальномъ же протя-жеши ходить съ зазоромъ во избежаше трешя о стенки.
§ 4.
Укреплен!© и расположение подошвы Фундамента при различныхъ грунтахъ.
I. При грунтахъ i-го разряда, т.-е. несжимаемыхъ, къ кото-рымъ принадлежатъ все скалистые грунты, очевидно, нетъ надобности въ искусственномъ укреплены подошвы фундамента, такъ какъ грунтъ со-стоитъ тоже изъ камня, какъ и самый фундаментъ. Достаточно снять верх-н!й, выветрившшся и разрыхленный слой, обыкновенно около i/2 аршина,
Чер. 28.
смотря по породе и твердости камня, а затемъ оголенную такимъ образомъ поверхность грунта выровнять подъ одну или несколько уступча-тыхъ плоскостей, смотря по тому, ровная ли местность или покатая (чер. 28), и ограничить ихъ не наклонными, а вертикальными поверхностями (какъ показано на чертеже), съ целью избежать скольжешя фундамента. Этимъ работы вполне заканчиваются.
*) См. приборъ, предложенный общ. Ряз.-Уральск, ж. д. Опыты Hagen’a, съ помощью маталлич. цилиндровъ съ плоскимъ основашемъ, показали, что выпучиван!е, на некоторомъ разстояши отъ погружаемаго цилиндра происходить какъ въ песча-ныхъ, такъ и въ глинистыхъ грунтахъ; этого не замечается лишь въ рыхло насыпан-номъ песке, который просто сжимается.
42
При возведены грузныхъ монументальныхъ сооружены на местности, где подъ слоемъ землянаго, хотя бы и плотнаго материка залегаетъ на доступной глубине горная порода,—подошву основашя слЪдуетъ закладывать на горной породе, какъ болЪе надежной опоре. При постройке памятника императору Александру II, въ московскомъ кремле, горный извест-някъ оказался на глубине 4-хъ саженъ, на которой и была заложена подошва основашя подъ пьедесталъ памятника.
и. При грунтахъ второго разряда, отличающихся, какъ было уже сказано, свойствомъ равномерной сжимаемости про-порщонально давящему усилю, подошва фундамента должна быть нагружена равномЪрно; этимъ достигается и равномерная осадка. Следовательно ширина подошвы основашя соответственно грузу различныхъ частей стро-
ешя будетъ изменяться и определяться изъ уравнешя е = -Д-, где р = lib
— грузу строешя, Д=коэффищенту сопротивлешя грунта, а /—длине фун-
дамента.
Въ обыкновенныхъ случаяхъ при грунтахъ 2-го разряда, если сопро-тивлеше грунта достаточное и если нетъ сосредоточенныхъ нагрузокъ по длине стенъ, а весъ ихъ, а также и грузъ ими поддерживаемый, распре-деленъ приблизительно равномерно, то приготовлеше подошвы ограничивается лишь темъ, что на глубине ниже лиши промерзашя грунта оголяютъ материкъ, выравниваютъ его поверхность подъ ватерпасъ и возводятъ на ней кладку фундамента.
Если грунтъ сухой, глинистый или глинисто-песчаный, плотно сле-жавппйся, то на глубину до 2 саженъ можно безопасно рыть котлованы и рвы съ вертикальными стенками. Если же грунтъ сыпучы или пропитанный водой, то приходится устраивать распорные леса, а воду или спускать съ помощью особой канавы въ пониженное место, или откачивать насосами. Если при обильныхъ грунтовыхъ водахъ, требующихъ сильной откачки или отливки, грунтъ песчаный или песчано-глинистый,. вследств!е чего при откачке подошва можетъ разрыхляться (т. к. при этомъ притекающая въ котлованъ снизу вверхъ вода постоянно разрых-ляетъ грунтъ), то необходимо передъ откачкой, забетонить подошву непроницаемымъ бетоннымъ слоемъ и потомъ уже откачивать воду. Въ случае ключей этотъ слой бетона закроетъ ихъ и отведетъ въ сторону. Но при этомъ однако нельзя бетонъ бросать въ воду, такъ какъ онъ будетъ вымываться, а необходимо погружать бетонную массу посредствомъ приспособлены, предупреждающихъ размывку.
Если ширина подошвы, определенная въ зависимости отъ величины jR, выходитъ изъ пределовъ, указанныхъ выше, т.-е. изъ пределовъ, ограни-ченныхъ наклонными лишями, составляющими съ вертикальной уголъ въ 250, то следуетъ или укрепить подошву и этимъ поднять значеше величины jR, или применить одинъ изъ следующихъ способовъ устройства:
а) Увеличить глубину фундамента подъ грузными частями сооружешя; этимъ достигается, кроме соответствующая уширешя подошвы, большее поперечное сечеше фундамента, а следовательно и боль
43
шее его сопротивлеше на изломъ. Кроме того, вместе съ углублешемъ фундамента увеличивается и крепость грунта^ о чемъ было сказано выше.
Ь) Устройство въ нижней части фундамента обратиыхъ сводовъ или арокъ, (чер. 29). Такая конструкщя способствуетъ равномерной передаче давлешя на площадь основашя, находящуюся подъ аркой. Когда въ строешй, непосредственно надъ фундаментомъ, находятся значи-тельныя отверспя, напр., ворота, просветы для оконъ и дверей и т. п., то опоры, ограничивающая эти отверспя, соединяются снизу обратной аркой. Равнымъ образомъ отдельные фундаменты подъ опорами, несущими сосредоточенный грузъ, соединяются обратными арками, что влечетъ за собой распределеше давлешя на большую площадь подошвы и вместе съ шЬмъ предупреждаешь выпучиваше грунта между опорами.
Въ фабричныхъ многоэтажныхъ корпусахъ нередко замечается выпучиваше кирпичной кладки, расположенной подъ окнами i-ro этажа (чер. 30), иногда сопровождающееся вертикальными трещинами. Такое явлеше про-
исходишь при грунтахъ второго разряда вследств!е бдльшей осадки про-сшЬнковъ а, какъ более грузныхъ сравнительно съ кирпичной кладкой (6, Ъ) расположенной подъ окнами (с). Простенки а проходятъ во всю вышину здашя и, кроме своего собственнаго веса принимаютъ на себя грузъ потолочныхъ покрыты со всей расположенной на нихъ временной нагрузкой, груза, стропильныхъ фермъ и крыши, тогда какъ кладка 6, &, кроме собственнаго веса, не несетъ никакого груза. Поэтому очевидно, что при равномерномъ сопротивлеши грунта части фундамента подъ простенками дадутъ большую осадку, во избежаше чего и необходимы обратный 'арки.
Обратныя арки применяются и въ такихъ случаяхъ, когда материкъ залегаешь на значительной глубине и, для уменыпешя каменной кладки, фундаментъ устраивается не въ виде сплошной стены, а въ виде отдель-ныхъ столбовъ (чер. 49). Съ этой целью въ бутовой кладке, выведенной на оголенной подошве фундамента, приготовляется постель, соответствующая кривой направляющей обратной арки, которая выводится или изъ правильно отесанныхъ бутовыхъ камней, или изъ кирпича. Разстояше между столбами делается не более 2 саж., такъ какъ при большемъ пролете работы слишкомъ затрудняются. Когда сильно нагруженный стены или опоры (чер. 31) находятся другъ отъ друга на незначительномъ раз-стояши, то для предупреждешя того же явлешя устраиваютъ обратные лучковые своды.
44
с) Отдельные фундаменты. Если сооружеше состоитъ изъ от-дЪльныхъ частей неравнаго веса, то при производстве кладки фундаментовъ и самыхъ стенъ строешя, между частями различнаго вЪса оставляютъ щель шириною отъ У2 до i дюйма. Это даетъ возможность оседать от-дЪльнымъ, более грузнымъ частямъ строешя, совершенно независимо отъ другихъ частей. Осадка продолжается до предала, соотвЪтствующаго окончательному уплотнешю грунта, после чего, оставленные промежутки заде
лываются растворомъ.
d) Временная нагрузка. Если каменныя стЪны здашя местами
облегчены большими оконными или дверными пролетами, а грунтъ даетъ
Чер. 31.
хотя и равномЪрную, но довольно значительную осадку,то съ целью уравномерить нагрузку фундамента и достигнуть бдльшаго уплотнешя подошвы, пролеты эти закладываютъ кирпичомъ насухо, т.-е. каменной кладкой безъ раствора и оставляютъ эту нагрузку на некоторое время, напр.,
съ осени до весны; а приступая къ чистой отделке, временная нагрузка
снимается.
е) Укреплен1е подошвы фундамента съ помощью лежней, растверка или бетоннагослоя. Неравномерная осадка при грунтахъ второго разряда, вследств!е неодинаковой нагрузки фундамента или различнаго веса частей строешя, устраняется применешемъ деревян-наго укреплешя подошвы съ помощью лежней, растверка, а также и бетоннаго слоя. Этимъ облегчается правильное возведеше фундамента, достигается уширеше его подошвы и большая сопротивляемость на
изломъ.
Чер. 32.
Чер. 33.
Подкладываше подъ фундаментъ бревенъ или брусьевъ применяли еще въ глубокой древности.
Въ настоящее время это укреплеше подошвы устраивается изъ бревенъ, отесанныхъ на два канта и положенныхъ вдоль фундамента (чер. 32), или въ виде сплошнаго ряда (чер. 33), или съ небольшими промежутками между брусьями. Черезъ каждую сажень брусья связываются поперечинами, а въ промежутки между деревомъ набивается и плотно утрамбовывается кирпичный или каменный щебень, съ проливкою его гидравлическимъ растворомъ. Такой подготовительный слой, состояний изъ сплошного ряда
45
брусьевъ или изъ щебеночнаго бетона съ введенными въ него деревянными брусьями, при расположены .ихъ ниже грунтовыхъ водъ (что обезпечи-ваетъ сохранеше дерева на неопределенно долгое время) представляетъ £1зъ себя по длине какъ бы монолитъ, сопротивляющейся перелому и въ мЪстахъ большей нагрузки фундамента распредЪляющш этотъ грузъ на большую площадь, привлекая къ учаспю въ нагрузке и соседшя поверхности подошвы.
Очевидно, что лежни, находясь въ нижней части поперечнаго сечешя фундамента, при его прогибе, будутъ подвергнуты изгибу, тогда какъ верхняя часть того же поперечнаго сечешя, при этомъ испытываетъ сжапе; при такихъ услов!яхъ дерево и камень работаютъ согласно наибольшему своему сопротивлешю, т.-е. дерево на изгибе, а камень на сжапе. Въ этомъ отношены деревянный растверкъ или лежни имеютъ пре
Чер. 34.
Чер. з$.
имущество передъ бетоннымъ слоемъ. Вместе съ темъ этотъ подготовительный слой представляетъ изъ себя какъ бы помостъ, на которомъ удобно укладываются первые ряды бутовой кладки фундамента.
Для достижешя равномерной передачи давлешя въ поперечномъ направлены подошвы располагаютъ сплошной рядъ брусьевъ и по ширине основашя (чер. 33). Последнее впрочемъ не имеетъ значешя, такъ какъ по ширине основашя неравномерной осадки ожидать нельзя.
Вместо бревенъ, для подготовки подошвы фундамента при незначи-тельныхъ строешяхъ могутъ быть употреблены доски.
На чер. 34 представленъ дощатый ростверкъ, состояний изъ про-дольнаго и поперечнаго сплошного настила 2-хвершковыхъ досокъ, а на черт. 35 такой же ростверкъ, но съ расположешемъ досокъ подъ угломъ въ 45° къ направлешю стены (способъ, употребляемый въ Англы). Въ обоихъ случаяхъ оба ряда досокъ связываютъ другъ съ другомъ деревянными нагелями.
46
Дощатый ростверкъ имЪетт> значеше подкладки при переходе отъ каменнаго фундамента къ оголенной поверхности материка, всегда менЪе твердаго, чЪмъ камень (такъ какъ рЪчь идетъ о грунтахъ 2-го разряда) и въ этомъ отношены такая конструкшя представляется вполне рашональ-ной для негрузныхъ строены. При большей нагрузке доски настилаются на сплошной рядъ горбылей (чер. 36) или брусьевъ, расположенныхъ вдоль и поперекъ фундамента (чер. 33). При этомъ первоначально располагаютъ продольные брусья, соединенные въ стыкахъ помощью желЪзныхъ полосъ, а затЪмъ уже поперечные. Такое расположеше соответствуем назначешю ростверка увеличить сопротивлеше фундамента на изломъ. Съ этой же целью можетъ быть рекомендована конструкщя, указанная на черт. 33.
Здесь два ряда продольныхъ брусьевъ, тол-
Чер. 36. щиною 25—30 см., располагаются одинъ надъ
-----------------------з другимъ, а между ними, на разстоянш i м. одна отъ другой, врубаются поперечины мень-шаго поперечнаго с'Ьчешя. Промежутки между брусьями забетониваются съ плотной утрамбовкою. Поперечный рядъ можетъ быть и сплошной, какъ это показано на черт. 33.
Увеличивая число рядовъ брусчатой деревянной настилки, мы очевидно увеличиваемъ сопротивлеше ростверка на переломъ. Поэтому тамъ, где дерево дешево и где имеются устойчивый грунтовыя воды, можетъ быть рекомендованъ американскы способъ устройства, состоящий изъ последовательной сплошной настилки продольныхъ и поперечныхъ рядовъ бревенъ, стесанныхъ на два канта.
Что касается бетоннаго слоя, то о немъ будетъ сказано при указаны способовъ устройства основаны на грунтахъ 3-го разряда, здесь же упомянемъ лишь о томъ, что бетонный слой при грунтахъ 2-го разряда употребляется весьма редко, только при слишкомъ неравномерной нагрузке стенъ и при отсутствы грунтовыхъ водъ, безъ которыхъ дерево не долговечно.
§ 5-
Укр’Ьпленге подошвы Фундамента при грунтахъ 3-го разряда, т.-е. слабыхъ, неравномерно и сильно сжимаемыхъ, требуетъ особеннаго внимашя, а иногда и довольно сложной конструкции. Весьма важно сделать заранее изследовашя грунта и такимъ образомъ получить те данныя, который служатъ для определешя какъ способа укреплешя подошвы, такъ и размеровъ самаго основашя.
Къ этому разряду грунтовъ принадлежатъ: наносный, съ примесью ила, песчано-глинистый, пропитанный водой, обыкновенно встречающейся близъ рекъ, озеръ и болотъ, и торфяной. Въ боль-шихъ городахъ особенно часто приходится иметь дело хотя и съ сухимъ, но по существу рыхлымъ и слабымъ насыпнымъ грунтомъ. Во все время своего существовашя городъ постепенно выравнивается, главнымъ образомъ путемъ засыпки пониженныхъ местностей растительной землей, раз-
47 ч
рыхленнымъ грунтомъ, вынутымъ при устройстве подваловъ и фундамен-товъ, строительнымъ мусоромъ, щепой и т. п. Такимъ образомъ является пластъ, иногда весьма значительной толщины (до 3—4-хъ саженъ), грунта 4^самаго разнообразна™ состава и плотности. Очевидно, что составъ грунта при такихъ услов!яхъ еще не даетъ понят!я о его крепости, т.-е. онъ мо-
жетъ быть, напр., чисто глинистый или песчано-глинистый, но совершенно рыхлый. Следовательно, обшде коэффициенты сопротивлешя грунтовъ здесь не применимы; они относятся только къ материкамъ. Поэтому изследова-шя грунта въ подобныхъ случаяхъ являются существенно необходимыми.
При грунтахъ третьяго разряда можетъ быть два случая: i) случай,
когда материкъ залегаетъ 'на такой глубине, при которой есть возможность темъ или инымъ способомъ передать на
него грузъ строен!я. Эта глубина можетъ быть до 5—6 саженъ и даже большая. Такъ, напр., въ Чикаго, несмотря на то, что материкъ, въ виде скалистаго грунта, залегаетъ на глубине io саж. отъ поверхности земли, это однако не останавливаешь американскихъ строителей передавать грузъ строешя посредствомъ свай на материкъ *). 2) С л у-чай, когда материкъ залегаетъ на неопределенной глубине.
1 случай. Устройство свайнаго основан! я. Деревянныя сваи. Если имеется грунтовая вода, то грузъ строешя можетъ быть пе-реданъ на материкъ посредствомъ свай, при чемъ для фундамента первоначально вырываютъ землю на глубину заложешя подошвы, съ помощью откачки или отлива удаляютъ воду и затемъ уже забиваютъ сваи правильнымъ рядами такой длины, чтобы концы ихъ достигали материка и въ него погружались. Затемъ сваи спиливаются подъ одинъ
Чер. 37.
уровень на глубине не менее ix/2' отъ горизонта грунтовыхъ водъ и на нихъ нарубается брусчатый ростверкъ (черт. 37). Брусья или просто кладутся на спиленныя головы свай съ прикрепле-шемъ къ нимъ гвоздями или деревянными нагелями, или насаживаются на шипы. Последшй способъ даетъ более прочное соединеше свай другъ съ другомъ.
Если сваи, пройдя слабый грунтъ, не оказывающш сколько - ни будь значительна™ сопротивлешя, забиты въ совершенно твердый материкъ безъ всякаго отказа, при чемъ длина каждой изъ нихъ не превосходишь 12 д!аметровъ, то сопротивлеше ихъ равно сопротивлешю дерева сжат!ю; обыкновенно берется коэффищентъ съ запасомъ, полагая не более 20 пуд. на кв. д. головы свай. Сваи, коихъ длина превосходишь 14 д!аме-
*) Эвальдъ. Конструктивный особенности американскихъ здашй.
48
тровъ, разсчитываются какъ стойки, подверженный изгибу при сжатш, предполагая вертикально действующую нагрузку.
Горизонтальнымъ усил1ямъ сваи 'сопротивляются очень слабо, и при наличности таковыхъ необходимо принять особыя мЪры, предупреждающая отклонешя свай отъ вертикальнаго положешя (напр., наклонная забивка свай по направлешю равнодействующей горизонтальнаго и вертикальнаго усил!я, действующихъ на сваю). Для обыкновенныхъ городскихъ сооружены, а также для фабричныхъ и заводскихъ здашй—направлеше нагрузки на сваи принимается вертикальнымъ.
Если сваи забиваются не въ совершенно твердый материкъ, а въ обыкновенный песчаный или глинистый грунтъ, то свая даетъ известный отказъ, т.-е. при каждомъ ударе бабы погружается въ материкъ на известную величину Л, которая находится въ зависимости отъ веса сваи и бабы, высоты падешя последней и отъ числа ударовъ, поэтому и можетъ быть выражена формулой. Въ такихъ случаяхъ для определешя h обыкновенно применяютъ формулу Брикса, а именно:
ъ пНд / Q V. тР I Q-\-g)
ЗдЪсь п—число ударовъ бабы, Н-—высота ея падешя, Q—втЬсъ бабы, д— вЪсъ сваи и Р—грузъ, предполагаемый на каждую сваю.
Но дЪйств!е живой силы удара нельзя сравнить съ спокойной и продолжительной нагрузкой, такъ какъ при ударЪ всегда вызывается упругая реакщя грунта, поэтому въ приведенную формулу вводятъ некоторый коэффищентъ надежности т, который, смотря по важности сооружешя, принимается равнымъ отъ до 1/s, а для гражданскихъ построекъ рав-нымъ ys, следовательно:
h = ^9 / Q V; р = пНд / Q V.
5Р \Q+g/ 5й \Q+g)
Величина h не должна быть больше 2—3 см.
Но можно идти и наоборотъ, т.-е. задаться этими величинами и найти величину Р. При весе бабы въ 500 кг. для сильно нагруженныхъ свай д!аметромъ въ 31 см., осадка после 25—30 ударовъ не должна превосходить 2—з см.; въ обыкновенныхъ же случаяхъ, для гражданскихъ здашй допускается и до 5—8 см.
Пр и мер ъ. Свая длиною въ 12 м. при среднемъ fliaMeTpe въ 32 см. забивается въ грунтъ на глубину 8 м. бабой весомъ въ боо кг., падающей съ высоты з м. и после ю ударовъ дающей осадку въ 4,5 см. Весъ сваи £ = 850X0,о8Х12 = 81500800 кг. Следовательно, при () = 6оо кг., п = ю, гг 7 ТЪ Ю.300.800 ч ,1 боо V г т-г
jFT=3oo см. и Л = 4,5 см. Р =--------X г---Г“6— 2 = 19-6°о кг. Пе-
° 5,4.3 /х\6оо4-8оо/
реведя на наши меры, на сваю въ д!аметре 7 в. можно безопасно располагать нагрузку въ 1.200 пуд.
Бреннеке советуетъ при всехъ важныхъ сооружешяхъ не надеяться на формулы, а определять величину сопротивлешя свай нагрузкой, такъ
49
какъ все формулы даютъ въ однихъ случаяхъ слишкомъ болышя значения, а въ другихъ — слишкомъ малыя. Последнее бываетъ при сыпучемъ песке и тонкихъ наносныхъ отложешяхъ съ примесью ила, на глубине переходящихъ въ плотный серый песокъ. Въ такихъ грунтахъ сваи легко вколачиваются быстро действующими копрами (паровыми), но несмотря на это, въ виду неупругости грунтовъ, могутъ вынести весьма значительную спокойную нагрузку. При глинистомъ же грунте, наоборотъ, необходимы испыташя продолжительной (медленной нагрузкой) а не ударами бабы. Для этой иЪли забиваютъ несколько свай на опредЪленномъ разстоянш одна отъ другой, перекрываютъ деревяннымъ настиломъ, на который постепенно наносится временная нагрузка въ РД или 2 раза больше действительной. Если въ течете 6—7 дней погружеше свай останавливается и далее не идетъ, то считаютъ ихъ размеры и число достаточнымъ.
Для составлешя предварительнаго проекта пользуются, относительно допускаемой нагрузки на сваю, данными, полученными на основаши опыта и наблюденш надъ существующими сооружешями. Такъ, по Перроне, при отказе около ХД см. на залогъ въ 25—30 ударовъ бабою, весомъ 300 кл., падающей съ высоты ПД м., свая въ д!аметре 26 см. не должна быть нагружена свыше 24.000 кл., а въ д!аметре 35 см.'до 48.000 кл., что даетъ на каждый квадратный см. около 50 килограммовъ.
При длине сваи, не превосходящей 24 д!аметровъ, и д!аметре въ 6 верш., по наблюдешямъ Волкова, можетъ быть допущена постоянная нагрузка на сваю 1500 пуд., на 5-ти вершковую такую же сваю—750 пуд., а на 4-хвершковую — 300 пуд, что соответствуешь 17.3, 12.5 и 8 пудамъ на I кв. д. При этомъ за отказъ считается осадка сваи за одинъ залогъ, для нагрузки въ 1.500 пуд.,—0,4 д., для сваи въ 5 верш.—о,8 д. и для сваи въ 4 верш.—2 д.
Д1аметръ сваи обыкновенно принимается = щ-, где I—длина сваи, которая является въ зависимости отъ глубины залегашя материка.
Число свай определяется въ зависимости отъ груза самаго сооружешя, но при этомъ однако разстояше между сваями должно быть въ извест-ныхъ пределахъ. Слишкомъ близко расположенный сваи представляютъ. затруднеше при ихъ забивке, уплотняя грунтъ, который она должна пройти до материка; при разстоянш же, переходящемъ известный maximum, требуется слишкомъ массивный ростверкъ, чтобы предупреждать его прогибъ. Сваи должны быть такъ размещены, чтобы на каждую изъ нихъ приходилась по возможности одинаковая нагрузка, поэтому подъ более тяжелыми частями здашя число ихъ увеличиваютъ. Вообще же сваи забиваются правильными рядами вдоль фундамента по его длине (чер. 37), сохраняя между ними разстояшя отъ 12 верш, до ЙД арш., а между сваями каждаго ряда— отъ I до 2 арш.; более 5 и менее 2 футъ одна отъ другой сваи, на основаши вышеприведенныхъ соображешй, не забиваются.
Если число свай, вызываемое грузомъ строешя, не соответствуешь правильному размещешю ихъ, то необходимо д!аметръ свай или увеличить, или уменьшить.
4
50
При забивке свай ведется журналъ, въ которомъ записывается от-казъ или осадка сваи отъ послЪдняго удара, такъ какъ эта осадка и служить главнымъ образомъ указашемъ на величину сопротивлешя сваи.
ПримЪръ. Предположимъ, что на месте, где предполагается возвести здаше, оказался грунтъ 3-го разряда, при чемъ вырытыя ямы указы-ваютъ, что на глубине 3 арш. стоитъ самый низкш горизонтъ грунтовыхъ водъ. Этотъ горизонтъ совпадаетъ съ лЪтнимъ стояшемъ воды въ близлежащей реке, озере, пруде и т. п. Далее путемъ бурешя, на глубине 3,5 саж. отъ поверхности земли, обнаруженъ плотный глинистый материкъ. Следовательно, въ данномъ случае можетъ быть съ усп^хомъ применено свайное основаше, при чемъ длина сваи съ нЪкоторымъ запасомъ должна быть около з саж. при д!аметрЪ въ 6 верш.
Предположимъ, что вЪсъ сооружешя равенъ 200.000 пуд., равномерно распределеннымъ на длину 40 саж., при ширине подошвы 0,75, т.-е. почти на каждую сажень фундамента приходится 5.000 пудовъ.
Первоначально, для получешя величины 7г, углублешя сваи при по-следнемъ ударе бабы, производимъ забивку четырехъ пробныхъ свай въ четырехъ местахъ стройки, и въ результате получаемъ следующш журналъ свайной бойки:
Таблица III.
Годъ, мйсяцъ, число. № сваи. Размерь сваи. В$съ бабы въ пудахъ. Высота подъема въ саж. Число ударовъ. Углублен!е сваи послЪ послйдняго удара.
1. d.
1902 г. 1 3 0,12 30 0,5 30 0,026
августъ. 2 » II ” я я 0,027
3 » я я » 0,025
4 п я I ” || я 0,020
Средняя величина:
7 О,О2б -4- 0,027 4- 0,025 -I- 0,020
7г = -’--—л—-——-— = 0,0242.
4
Предполагая среднш д!аметръ сваи въ i ф., весъ ея выразится:
д = 0,785 X 21X1 = i6>5 пудовъ,
а допускаемая нагрузка на сваю по формул-fc Брикса:
чо • 0,5 16,5 7 30 V о о
р = ---—1-----" , ) = 858,9 пуда.
5-0,0242 \ 30+16,5/
Необходимое число свай на одну погонную сажень по длинЪ фундамента получится изъ уравнешя:
N= — 5,^7 = со 6 свай,
859 э’
51
т.-е. на каждую погонную сажень должно быть забито 3 ряда свай, въ каждомъ ряду по 2 сваи, при разстоянш между рядами (чер. 37) около I аршина, а между ^ваями по ix/2 аршина, центръ отъ центра. Подъ углы, какъ части, несушдя большую нагрузку, прибавляется по 3 сваи.
Для забивки свай незначительной длины съ цЪлью уплотнешя грунта или передачи груза строешя на материкъ, неглубоко залегающш, нЪтъ надобности устанавливать форменный коперъ, а можно ограничиться приспо-соблешемъ треножника съ блокомъ, какъ это показано на чер. т, листъ i. Тутъ же изображена ручная баба, вЪсомъ въ 2—3 пуда, и свая, съ надЪ-тымъ на ея вершину бугелемъ, а на заостренный конецъ—железный баш-макъ (чер. I, II и III). _
Въ заключеше заметимъ, что для погружешя свай въ слабый грунтъ до материка весьма полезно применять вместо забивки копромъ способъ опу-скатя свай съ помощью разрыхлешя грунта струей воды.
Этотъ способъ имЪтъ то преимущество, что при немъ не надо завастривать сваю; ея конецъ можно отпиливать плоско, нормально къ оси, вслед-ств1е чего сопротивлеше сваи увеличивается, такъ какъ она встречаетъ грунтъ не остр!емъ, а плоскостью всего ея поперечнаго с'Ьчешя при чемъ, чемъ глубже опущена свая, темъ плотнее встречаемый ею материкъ, а следовательно темъ больше ея сопротивлеше.
При забивке свай большое вл!яше на ихъ сопротивлеше имеетъ треше ихъ поверхности огрунтъ, въ особенности если этотъ грунтъ забивкою свай уплотняется. Въ очень рыхлыхъ — напр., торфя-ныхъ—грунтахъ действ!е трешя ничтожно, поэтому незаостренный, плосюй конецъ, которымъ углубляется свая въ материкъ имеетъ огромное значе-Hie, но при этомъ для прочнаго закреплешя конца сваи ее надо погружать въ самый материкъ по крайней мере*на 1 м.
Приведемъ описаше погружешя свай действЬ емъ струи воды при работахъ по постройке здашя суда въ Брауншвейге.
Чер. 38.
Вследств1е местныхъ условШ значительная часть свай не могла быть забита
копромъ изъ опасешя вреднаго вл!яшя сотрясешя отъ ударовъ на близъ расположенный соседшя строешя; поэтому было решено погружать сваи въ грунтъ действ!емъ струи воды. Для этой цели по обеимъ сторонамъ каждой сваи (чер. 38) прикреплялись съ помощью небольшихъ железныхъ скобъ две газовыя двухдюймовый трубки, которыя въ нижней своей части загибались по направленно заостреннаго конца; трубки эти соединялись посредствомъ резиновыхъ рукавовъ съ городскимъ водопроводомъ, имевшими давлеше около 4 атмосферъ. Въ вершину сваи укреплялся железный стержень D длиною въ 1 м., на который постепенно надевались чугунные грузы д, каждый Но 100 kg. въ то время, когда свая начинала погружаться. Грузы эти поднимались и опускались съ помощью цепи, перекинутой черезъ шкивъ копра обыкновенна™ устройства и соединенной съ простымъ горизонтальнымъ воротомъ. Сваи длиною 3 саж., толщиною 6% верш. (30 см.) погружались съ помощью действ!я струи воды на 2х/2 саж.; на остальную часть, т.-е. на 0,5 сажени, оне вбивались въ грунтъ съ помощью коп
4*
52
ровой бабы. Такимъ образомъ было забито 263 сваи, при чемъ для каждой сваи тре-бовалось въ среднемъ 16 м. времени (минимальное время для погружешя сваи было 2 минуты, а максимальное—30 м.), Во время д^йствы струи сваю можно было легко поворачивать и это ускоряло ея движете; какъ только притокъ воды прекращался, разжиженный грунтъ немедленно ос'Ьдалъ и плотно засасывалъ сваю.
Препятств1я, встреченный при движенш сваи въ виде старыхъ прутьевъ или фашинъ, плотныхъ глинистыхъ слоевъ толщиною отъ 20 до 30 см. и т. п., не представляли затруднешй и свая легко проходила, лишь незначительно замедляя погру-жеше.
Газовыя трубки после погружешя сваи безъ всякаго затруднешя вынимались съ помощью копра и ворота.
Затемъ были сделаны испыташя сопротивлешя забитыхъ такимъ образомъ свай нагрузкою въ 50.000 kg. (3.050 пуд.), при чемъ—безразлично, погружались ли сваи при забивке быстро или медленно—оне не обнаружили отъ этого груза ни малейшей осадки.
Для производства работъ оказалось совершенно достаточнымъ 7 или 8 человеку а воды на каждую свою 7,6 куб. м. (около 530 ведеръ).
На основаши приведенныхъ данныхъ можно съ уверенностью сказать, что въ городахъ, где существуетъ водопроводъ, применеше этого способа весьма удобно и выгодно темъ более, что для погружешя сваи на 4 саж. достаточно давлешя воды въ две атмосферы.
Конечно, тамъ где нетъ водопровода, применимъ и обыкновенный ручной па-сосъ. Очевидно, что если бы концы свай въ описанномъ случае не были заострены, сваи имели бы еще большее сопротивлеше, хотя здесь, повидимому, имело большое значение треше всей поверхности сваи о грунтъ, который, по прекращены действ!я воды, плотно засасывалъ сваю.
Металличесшя сваи. Устройство деревяннаго свайнаго осно’ва-шя возможно только при наличности постоянныхъ, устойчивыхъ грунто-выхъ водъ; въ сухомъ же грунте или только перюдически заполняемомъ водой, дерево должно быть заменено какимъ-либо негшющимъ и не раз-рушаемымъ водой матер!аломъ. Если сохранить ту же самую конструкщю и переменить только матер!алъ, то грузъ строешя можетъ быть переданъ на материкъ посредствомъ металлическихъ свай. ОнЪ делаются преимущественно изъ железа и редко изъ чугуна.
Первоначально ихъ форма ничЪмъ не отличалась отъ обыкновенной деревянной сваи съ заостреннымъ концомъ; затЪмъ эти сваи заменены были винтовыми, который въ настоящее время и применяются на практике не только при гидротехническихъ и мостовыхъ сооружешяхъ, но и при устройстве фундаментовъ обыкновенныхъ городскихъ и фабричныхъ здашй, если это вызывается качествомъ грунта или колебашями горизонта грунтовыхъ водъ.
Простыя железныя сваи (первоначально даже не полыя, а сплошныя), въ д!аметре отъ то до 15 см. и более, вбиваются въ грунтъ копромъ, а при длине более 6 метр, наращиваются посредствомъ сопряжены, состоя-щихъ изъ муфтъ съ болтами.
Винтовыя сваи даютъ большее сопротивлеше, такъ какъ площадь передачи давлешя на материкъ значительно увеличивается лопастями винта, а следовательно при меньшей затрате матер!ала получается более сильное основаше. Поэтому простыя железныя или чугунный сваи въ настоящее время совершенно брошены и при надобности заменяются винтовыми.
53
Самый винтъ обыкновенно дЪлается изъ чугуна, а свая железная, полая. Винтъ сопрягается со сваец посредствомъ клина или шпонки, какъ показано на черт. 39.
Форма винта весьма различна. ЧЪмъ тверже грунтъ, т±мъ больше должно быть число нар*Ьзокъ (чер. 39 и 40); наоборотъ, при материкЪ болЪе слабомъ число ихъ уменьшается, но ширина лопасти увеличивается. На черт. 39 показанъ винтъ, употребляемый при слабыхъ грунтахъ; онъ имЪетъ только одинъ шагъ при д!аметр^ въ i м. и даже бол'Ье. Чер. 40 представляетъ наконечникъ винтовой сваи для болЪе плотныхъ грунтовъ.
На рисункЪ 41 изображенъ патентованный винтъ Балькена: его нарЪзка идетъ не непрерывно, а состоитъ изъ двухъ прерывающихся лопастей. По опытамъ и при сравнеши этого винта съ другими типами оказалось, что за нимъ имеются в^сюя преимущества. Такъ, при вращеши рычага длиною 5,4 м., которымъ .должны работать 20 человЪкъ, послЪ каж-даго поворота свая погружается на i м.
Чер. 39.
Чер. 40.
Чер. 41.
Полыя желЪзныя сваи, открытыя снизу, опускаются легче, такъ какъ грунтъ можетъ входить въ трубу. Форма нарезки въ этомъ случай определяется родомъ грунта и тЪмъ, служитъ ли винтъ только для погружешя сваи или несетъ нагрузку/ Въ первомъ случаЪ нарЪзка можетъ быть меньшей ширины.
Недостатки винтовыхъ свай, заключаются между прочимъ въ томъ, что лопасти винтовъ нерЪдко ломаются, въ особенности при значитель-номъ д!аметре винта. Винты малаго д!аметра проникаютъ не ломаясь даже въ слабый скалистая породы; между т±мъ переломъ очень возможенъ, когда въ грунтЪ попадаются отдельные твердые камни. Во избЪжаше этого не слЪдуетъ скупиться на матер!алъ для винтовъ и свай; солидные размеры необходимы еще и для того, чтобы, несмотря на ржавчину, долгое время сохранялась требуемая подъемная сила сваи. Винтовыя лопасти сообразно усил!ямъ должны утолщаться къ своему основашю, т.-е., наприм., при д!а-метрЪ винта въ i м. и болЪе толщина лопасти при ея основаши достига-етъ 4—5 см. (Бреннеке. Устройство основашй).
Полыя сваи заполняются соотвЪтственнымъ метер!аломъ. ГдЪ онЪ подвержены малымъ измЪнешямъ температуры (наприм., въ грунтЪ), тамъ для этого достаточно обыкновенна™ бетона; гдЪ же происходятъ болышя колеба-шя, тамъ лучше асфальтовый бетонъ, вслЪдств!е большей его эластичности.
54
Производство работъ при устройств* деревяннаго ростверка. Забивкой деревянныхъ или металлическихъ свай еще не заканчивается подготовка подошвы фундамента; необходимо еще перекрыть вершины этихъ свай обшимъ покрыпемъ, которое связывало бы сваи между собой и этимъ давало бы возможность наибольшему числу свай одновременно участвовать въ сопротивленш д*йствующимъ грузомъ. О деревянномъ ростверк* было уже сказано; добавимъ некоторый подробности производства работъ.
Деревянныя сваи спиливаются подъ одинъ уровень, на нихъ нарубаются шипы, на которые и насаживаются брусья ростверка, им*юпце соответствующая гн*зда. Иногда брусья прямо, безъ всякихъ шиповъ, прибиваются на вершины свай гвоздями или нагелями, что конечно мен*е прочно сравнительно съ шипомъ, но и этого совершенно достаточно, принявъ во внимаше, что брусья лежней или ростверка забетониваются съ боковъ, а
Чер. 42.
Чер. 43.
сверху прижимаются къ сва* грузомъ на нихъ лежащимъ. Этимъ, bo-i-хъ, предупреждается ихъ боковой сдвигъ, а во-2-хъ, совершенно закрепляются ихъ концы.
Нарубаше шиповъ производится сл*дующимъ образомъ: первоначально ширину и направлеше шипа назначаютъ на крайнихъ или угловыхъ сваяхъ въ средин* ихъ поперечнаго с*чешя, а зат*мъ по направлешю этихъ нам*ченныхъ шиповъ натягиваютъ причалки и нам*чаютъ положе-шя шиповъ на каждой сва*, находящейся въ ряду между угловыми.
Если сваи забиты не совс*мъ правильно, что нер*дко бываетъ, такъ какъ на практик* трудно выдержать совершенно правильный рядъ, то шипы не придутся посредин* поперечнаго с*чешя сваи, поэтому ихъ приходится нарубать не симметрично, а къ одному боку. Если брусъ ростверка совершенно не попадаетъ на сваю (чер. 42), то, чтобы не оставить его на в*су, къ сва* приделывается подставка а, т.-е. прикрепляется съ помощью двухъ болтовъ чуракъ, на которомъ и нарубается шипъ.
Кром* продольныхъ брусьевъ, располагаются и поперечные на раз-стоянш, равномъ разстояшю между сваями (чер. 43). Промежутки между
55
’брусьями забетониваются тощимъ бетономъ или втрамбовывается щебень
и заливается гидравлическимъ растворомъ. ч
Здесь, следовательно, назначеше ростверка связать всЪ сваи между собой и такимъ образомъ, при сосредоточенной нагрузке на какой-либо части подошвы, привлечь къ участто въ сопротивлеши большее число свай.
Такъ какъ грунтъ, покрывающие материкъ и расположенный между • сваями, совершенно слабый, то сопротивлеше его при изгибе насадокъ ростверка не принимается во внимаше и размеры поперечныхъ сечешй
обезпечиваетъ ихъ постоянное
насадокъ разсчитыватся, какъ балокъ, лежащихъ на двухъ опорахъ.
Бетонный ростверкъ. Вместо деревяннаго во многихъ случаяхъ, еще удобнее устраивать бетонный ростверкъ, который за последнее время, благодаря удешевлешю цемента и развипю цементнаго производства, въ большомъ употреблены. Выгоды этой конструкции заключаются въ ея целесообразности, быстроте и легкости производства работъ, въ особенности въ техъ случаяхъ, когда грунтовыя воды обильны и съ тру-домъ поддаются откачке. Равнымъ образомъ бетонный ростверкъ облег-чаетъ и упрощаетъ производство работъ въ здашяхъ, имеющихъ неправильную форму въ плане, при которой нарубаше насадокъ требуетъ внимательной и копотной работы.
При производстве работъ посту-паютъ следующимъ образомъ: откачавъ воду на глубину около i72 фута ниже самаго низкаго горизонта ея стояшя, за-мечаютъ уровень воды на сваяхъ и подъ этотъ уровень спиливаютъ ихъ головы, т.-е. выравниваютъ подъ одну горизонтальную плоскость. Такое положеше свай
относительно горизонта грунтовыхъ водъ нахождеше въ воде, а следовательно и ихъ долговечность. Затемъ выни-
маютъ грунтъ (чер. 2, листъ i) не менее, какъ на 15 см. ниже сваи, и наносятъ бетонный слой толщиною отъ 0,5 до 0,75 м. такъ, что вершины свай погружаются въ бетонъ на 15 см. Такое устройство возможно при грунтахъ более плотныхъ, способныхъ удерживаться некоторое время въ виде вертикальныхъ стенокъ или крутыхъ откосовъ; въ случае же обиль-ныхъ грунтовыхъ водъ и оплывашя стенокъ фундаментнаго рва до производства бетоннаго ростверка следуетъ забить досчатый шпунтовой рядъ (черт. 44), который, поддерживая стенки грунта, вместе съ темъ предо-храняетъ бетонъ отъ размыва водой.
На приготовленной такимъ образомъ бетонной подошве возводится фундаментъ.
Какъ было уже сказано, грунты 3-го разряда представляютъ более или менее слабое сопротивлеше сжатго и во всякомъ случае меньшее, чемъ забитыя до отказа сваи, поэтому и размеры поперечнаго сечешя бетоннаго роствертка разсчитываются, какъ балка, лежащая на двухъ
56
опорахъ съ закрепленными концами и подверженная равномерной нагрузке.
Изъ теорш изгиба мы знаемъ, что
a R ’
(i)
гд± — такъ назыв. моментъ сопротивлешя, I— моментъ инерщи попереч-сь
наго сечешя, а — разстояше отъ нейтральной оси до наиболее сжатаго или вытянутаго волокна, М—наибольших моментъ внЪшнихъ силъ, дЪй-ствующихъ на балку, и R—допускаемый коэффищентъ сопротивлешя въ кг. на г кв. см. бетонной массы на растяжеше. При разстоянш между сваями I и нагрузке на одну кв. ед. подошвы jp, максимальный сгибающш моментъ равенъ
а/-,"'1
12
Обозначая высоту бетоннаго слоя черезъ h и предполагая, что нейтральная ось проходитъ черезъ центръ тяжести поперечнаго сечешя, а = -^-, поэтому при ширине подошвы равной i мет.
I—
12
Следовательно на основашй уравнешя 1-го имеемъ
откуда
ll 32 pl2
I2h 12R
При R= 1,3 кг. на г кв с. получимъ h = 0,0062 / pl2.
Примеръ. При постройке здашя рейхстага въ Берлине наибольшая нагрузха на i кв. м. бетоннаго ростверка оказалась = 6о/, при раз-стояши между сваями въ 0,87 мет., поэтому высота h получаетъ
h = 0,0062 |/ боооо • 0,76 = г,з м.
Следовательно, принятая высота h= 1,4 вполне достаточна.
§ 6.
Каменные столбы. Въ случаЪ сухого или перюдечески увлаж-няемаго грунта 3-го разряда и при залеганш материка хотя и на значительной, но доступной глубинЪ (въ предЪлахъ до 4—5 саж.) для передачи груза строешя на этотъ материкъ взам^нъ деревянныхъ свай устраиваются каменные столбы,которые могутъ возводиться или въ видЪ обыкновен-ныхъ стлбовъ изъ сплошной каменной кладки, основанной на мате-
57
рикЪ и постепенно доведенной до известной высоты, или въ видЪ такъ наз. опускныхъ столбовъ или колодцевъ.
Въ первомъ случай необходимо первоначально для каждаго столба вырыть котлованъ, если того требуетъ грунтъ, то оградить его стЪнки распорными лЪсами и тогда уже возводить самую кладку. Вершины столбовъ соединяются другъ съ другомъ арками, наружныя шелыги которыхъ находятся- въ одной горизонтальной плоскости и выравниваются подъ одинъ уровень каменной кладкой, что и представляетъ подошву для сплошного фундамента (чер. 45).
Устройство распорныхъ лЪсовъ состоитъвъ обдЪлкЪ стЪ-нокъ ямы или рва по м^рЪ ея углублешя горизонтальными рядами досокъ
съ промежутками, какъ показано на чер. 46. Доски удерживаются въ ихъ положены распорками а, упертыми въ наклонно поставленный доски; при этомъ распорки надо такъ располагать, чтобы онЪ не мешали производству работъ. По мЪрЪ возведешя столбовъ распорки снимаются, доски же обыкновенно остаются въ котлованЪ.
При значительной глу-бинЪ столбовъ вместо дощатой обдЪлки боковъ ямы
дЪлается обыкновенный срубъ, состояний изъ в^н-цовъ 4 или 5-вершковыхъ бревенъ. Работы производятся такъ, какъ это ведется при вырыли колодца, т.-е. в^нцы подводятся снизу,
при чемъ земля извлекается изъ ямы бадьями.
Въ тЪхъ случаяхъ, когда залегаюпцй подъ слабымъ грунтомъ материкъ недостаточно крЪпокъ для приняли на себя сосредоточенныхъ гру-зовъ столбовъ к является необходимость привлечь какъ можно большую поверхность материка къ учаслю въ сопротивлеши сосредоточеннымъ грузамъ сооружешя, столбы располагаются или на общемъ бетонномъ слоЪ надлежащей толщины (отъ 0,5 до i м.) (чер. 48), или возводятся обратный арки (чер. 47), при чемъ последняя конструкщя въ настоящее время, при удешевлены и распространены повсюду цемента, употребляется весьма рЪдко. Сооружеше *обратныхъ арокъ сопряжено съ значительными трудностями и часто не достигаетъ своей цЪли; если же на арки, сложенный изъ кирпича на цементЪ, смотреть какъ на монолитъ, то
58
целесообразность замены ихъ бетоннымъ слоемъ становится вполне очевидной.
Точно такъ же отдЪльныя ямы для столбовъ заменяются съ большей выгодой сплошнымъ рвомъ въ техъ случаяхъ, когда слабый грунтъ пол-зетъ и распорныя леса для каждой отдельной ямы обходятся слишкомъ
Чер. 46.
Чер. 47-
Чер. 48.
дорого. Кроме того сплошной ровъ облегчаетъ, а следовательно и уде-шевляетъ производство каменной кладки.
Вообще можно сказать, что каменные столбы при глубине более 3 саженъ, становятся невыгодными и должны быть заменены опускными, о которыхъ будетъ сказано ниже.
Число, размеры и расположешекаменныхъ столбовъ
Чер. 49.
зависятъ отъ плана строешя, веса его, глубины ихъ заложешя и сопротивлешя грунта.
Разстояше между столбами не должно быть более 2 саженъ (чер. 45), такъ какъ болыше пролеты вызываюсь затруднешя въ устройстве арочныхъ гюкрытш въ ихъ верши-нахъ. Столбы должны соответствовать осямъ простенковъ и опоръ, которыя ни въ какомъ случае не должны приходиться на средины арки, перекрывающей столбы.
Въ углахъ столбы следуетъ утолщать контрафорсами въ виду дей-ств!я на нихъ боковыхъ усилш отъ распора арокъ или же устраивать съ наружной стороны здашя особые столбы съ упорными полуарками (чер. 49), предупреждающими возможность отклонешя угловыхъ столбовъ внаружу. При этомъ необходимо, чтобы равнодействующая II силъ Р, Q и
59
S, т.-е. распора двухъ арокъ и груза надъ столбомъ, проходила бы черезъ центръ тяжести подошвы углового столба или по крайней мЪр'Ь не выходила бы изъ средней трети этой площади. ,
Если вЪсъ строешя Р, то грузъ, переходящш на каждый столбъ, = =р = Р/n, гдЪ п число столбовъ; называя черезъ В сопротивлешя грунта, площадь подошвы столба не должна быть менЪе , гдЪ
рх есть примерный вЪсъ столба. Равнымъобразомъ и Р, площадь поперечнаго сЪчешя самого столба, не должна быть менЪе гдЪ Rr есть коэф-
фищентъ сопротивлешя сжатдо кирпичной или бутовой кладки на цементЪ, при чемъ первый принимается = 8, а второй не болЪе 12 кг. на см. На чер. 50 и 51 показано размЪщеше угловых^ столбовъ.
Чер. 50. Чер. 51.
Высота столбовъ зависитъ отъ глубины залегашя материка. Такъ какъ сопротивлеше столбовъ разсчитывается только на сжат!е, то эта высота не должна превосходить 12 поперечныхъ измЪрешй. На практик^ обыкновенно принимаютъ ширину столба отъ */8 до х/в всей его вышины отъ подошвы до пятъ арокъ.
Матер1аломъ для кладки служитъ бутовый камень или кирпичъ полу-жел'Ьзнякъ, сложенный на цементномъ растворЪ. Красный кирпичъ недолго сохраняется въ землЪ и для фундаментовъ вообще предпочитается естественный камень.
Въ этомъ отношеши исключеше представляетъ кирпичъ желЪзнякъ, обожженный до начала плавлешя съ поверхности. Такой кирпичъ хорошо сохраняется въ грунтЪ, хотя сцЪплеше его съ растворомъ, даже съ цемент-нымъ, довольно слабо.
Опускные столбы. Выше было уже упомянуто, что при значительной глубинЪ залегашя материка и при слабомъ, рыхломъ грунтЪ его
60
покрывающемъ, а также при грунтахъ, пропитанныхъ водой, устройство каменныхъ столбовъ, съ вырыпемъ для сего глубокихъ ямъ съ огражде-шемъ ихъ распорными лесами, представляетъ болышя затруднешя и тре-буетъ значительныхъ издержекъ. Кроме того, таюя работы небезопасны даже при самомъ внимательномъ ихъ производстве. Трудно требовать отъ каменщиковъ, работающихъ въ т^сномъ и загроможденномъ распорками пространстве, на глубине 3—4 саженъ, тщательной работы. Нередко такая подготовка подошвы фундамента, если она производится рядомъ съ домомъ, имЪющимъ меньшую глубину основашя, вызываетъ неравномерную осадку сосЪдняго дома, ибо приходится придавать самой ямЪ значительно болыше размеры, сравнительно съ размерами столба.
ВсЪ эти неудобства почти избегаются устройствомъ опускныхъ столбовъ.
Опускные столбы точно такъ же, какъ и обыкновенные каменные (ихъ называютъ опускными колодцами), устраиваются съ целью подготовить подошву фундамента для передачи груза строешя, черезъ пластъ слабаго грунта, на твердый материкъ. При этомъ заметимъ, что такое устройство во многихъ случаяхъ предпочитается и для грунтовъ, имеющихъ постоянную грунтовую воду, т.-е. въ случаяхъ, при которыхъ обыкновенно применяются деревянный сваи. Причины, вызывающая это предпочтение, заключаются приблизительно въ следующемъ: а) Непостоянство грунто-выхъ водъ или измененiе ихъ горизонта. Практика въ большихъ городахъ показала, какъ часто горизонтъ грунтовыхъ водъ понижается отъ различныхъ, иногда случайныхъ и непредвиденныхъ причинъ: обмелеше рекъ, дренироваше почвы, устройство канализащи и т. п. Въ Москве было уже несколько случаевъ неравномерной осадки и повреждешй, угрожаю-щихъ целости всего здашя, въ некоторыхъ старыхъ капитальныхъ по-стройкахъ вследств!е сгнивашя деревяннаго ростверка и вершинъ свай отъ понижешя грунтовыхъ водъ (Большой театръ, здаше Мирового съезда и проч.). Ь) Загрязненный грунтовыя воды. По опытамъ Либиха, дерево довольно быстро сгниваетъ и совершенно не сохраняется въ воде, загрязненной гнилостными бактер!ями. с) Производство работъ не сопровождается ударами и сотрясешями почвы, что нередко вызываетъ повреждеше въ соседнихъ домахъ.
Различ1е между обыкновенными каменными столбами и опускными заключается лишь въ производстве самыхъ работъ. Первые возводятся снизу вверхъ, отъ материка до поверхности земли, вторые, наоборотъ, опускаются сверху внизъ, т.-е. каменная кладка постепенно опускается отъ поверхности земли до материка. Назначеше и техъ и другихъ столбовъ одно и то же: передать грузъ строешя на материкъ, залегающш на значительной глубине ниже подошвы фундамента.
Мы остановимся немного подробнее на этой конструкщи, которая, несмотря на все удобства и выгоды, имеетъ у насъ довольно редкое приме-неше. При постройке гражданскихъ и фабричныхъ зданш, где часто фундаменты, благодаря глубокому залегашю материка и обил!ю грунтовыхъ водъ, поглощаютъ на свое устройство чуть ли не треть отъ всей стоимо
61
сти постройки, опускные столбы даютъ возможность сократить расходы и ускорить производство работъ.
Во всей конструкщи основашя опускные столбы принадлежать той его части, которая еще не составляетъ фундамента, а только подготовь^ для его подошвы; они возводятся ниже подошвы фундамента, соединяются другъ съ другомъ, точно такъ же, какъ и обыкновенные столбы, перекидными арками (чер. 50) и уже затЪмъ, после выравнивашя поверхности вровень съ верхними шелыгами этихъ арокъ, на приготовленной такимъ образомъ горизонтальной плоскости закладывается фундаментъ въ виде стЪнъ. /
Опускные столбы возводятся въ виде полыхъ четырехстороннихъ призмъ или круглыхъ каменныхъ пустотЪлыхъ цилиндровъ (чер. 52, 53 и 54), съ такими внутренними измЪрешями, которыя позволяли бы рабочему подкапываться подъ стенки столба, вслЪдств!е чего послЪдшй, подъ дЪй-ств!емъ своей собственной тяжести или особаго на немъ расположеннаго груза, будетъ постепенно погружаться. Эта работа продолжается до тЪхъ поръ, пока столбъ не станетъ на материкъ; после чего все нутро колодца, будетъ ли онъ деревянный, металлическш или каменный—безразлично, заполняется бетономъ или сплошной каменной кладкой. Въ посл'Ьднемъ случай получается столбъ, составленный какъ бы изъ одного массива.
На чер. з, листъ I. показанъ обшдй видъ опускныхъ колодцевъ, пере-крытыхъ арками, которыя выровнены подъ одну горизонтальную поверхность и, такимъ образрмъ, подготовлено для дальнЪйшаго возведешя фундамента.
Изъ этого общаго описашя видно, что опускные колодцы сокращаютъ расходы на земляныя работы и распорные леса, устраняютъ неудобства производства каменной кладки въ глубокой и тесной шахтЪ и значительно облегчаютъ водоотливъ, такъ какъ станки колодца служатъ вместе съ т^мъ и ограждешемъ отъ воды.
Уже при глубине до 3 саж. опускные колодцы устраивать выгоднее, чЪмъ обыкновенные столбы, а при большей глубине они даютъ весьма значительный сбережешя. Эта конструкщя основашя применяется съ успЪ-хомъ взам^нъ деревянныхъ свай въ водянистыхъ, слишкомъ разжижен-ныхъ грунтахъ или при совершенномъ отсут;ствш- грунтовыхъ водъ. Въ первомъ случаЪ, т.-е. въ жидкомъ грунте, сваи недостаточно устойчивы, а во второмъ—дерево не можетъ быть допущено вследств!е своей недолговечности.
При устройстве фундаментовъ въ городахъ, если новое строеше воздвигается рядомъ съ соседнимъ существующимъ и имеетъ подошву фундамента ниже таковой же соседняго дома, производство выемки для сплош-наго фундамента не можетъ быть допущено изъ опасешя повредить соседнему здашю; въ такихъ случаяхъ единственный исходъ—производить работу опускными колодцами, которые хотя и вл!яютъ на соседше грунты но далеко не въ той степени.
а) Р а с п о л о же н i е, размеры и устройство опускныхъ столбовъ. Опускные столбы располагаются подъ стенами строешя на разстоянш отъ 1,5 до 2 саж. центръ отъ центра. Кроме того, ихъ необхо
62
димо помещать подъ углами строешя при перес^ченш внутреннихъ капи-тальныхъ стЪнъ и вообще, гдЪ предвидится сосредоточенная нагрузка.
Если грунтъ, черезъ который проходитъ столбъ до материка, слиш-комъ слабъ и легко сдавливается, то для уничтожешя распора, дЪйствую-щаго отъ посл'Ьднихъ арокъ на угловой столбъ, располагаютъ вспомогательные столбы внЪ периферш фундамента, какъ это было указано при описаны основашя на обыкновенныхъ каменныхъ столбахъ и какъ показано на черт. 50 и 51, т.-е. или устраиваются на продолжены стЬнокъ два столба (черт. 50), или одинъ столбъ (черт. 51) на лиши, разделяющей уголъ пополамъ (с); въ обоихъ случаяхъ устраиваются распорныя полуарки для поддержашя угловыхъ столбовъ.
Ь) Размеры опускныхъ столбовъ зависятъ: i) отъ ширины фундаментовъ, для поддержашя которыхъ они предназначаются, такъ какъ фундаменты не должны свешиваться съ приготовленной для нихъ подошвы; 2) отъ груза, который воспринимается столбомъ и переносится на материкъ; 3) отъ крепости того матер!ала, изъ котораго возводится столбъ, поэтому, если Р—грузъ, воспринимаемый столбомъ вместе съ собствен-нымъ его весомъ, d—д!аметръ столба, R—прочное сопротивлеше материала, т.-е. кирпичной кладки (не более 8 кг. на см2), или бетонной (не более з — 4 кг. на см2) то, для круглаго столба, выражая въ сантиметрахъ
или,
если принять Р за грузъ всего строешя и п за число
всехъ столбовъ, определенныхъ по плану, то
d =
4 р ~Rn
Если же столбъ—прямоугольнаго сечешя, то ширина d равна ширине стены plus обрезы фундамента, оставляемые съ каждой стороны на величину отъ 12 до 15 см., длина же столба определится изъ выражешя
Р ах = ^
откуда х =
Р alt
ПрймЪръ: Р 75 t, R = 6 кг., то d =
4-75оо° 18,84
= 126
см.
4) отъ высоты (глубины) столба, при чемъ d не должно быть меньше
о,1 Н, если Н— высота столба.
Независимо отъ всехъ этихъ условш, ширина опускныхъ столбовъ, во всякомъ случаЪ, должна быть такова, чтобы рабочш могъ свободно поместиться внутри столба и работать; поэтому, если размеры столба, выведенные на основашй вышеизложенныхъ соображешй, не удовлетворяютъ
этому требовашю, то д!аметръ ихъ долженъ быть увеличенъ.
Наиболее удобная форма поперечнаго сечешя опускнаго колодца— круглая (черт. 52); при такой форме стенки имеютъ наибольшее сопротивлеше внешнему давлешю и равномернее погружаются, хотя нередко при-меняютъ и прямоугольную и квадратную форму со скошенными углами для большаго ихъ укреплешя (черт. 53) или съ криволинейными выпуклыми
63
станками (черт. 54), если столбъ долженъ сопротивляться значительному внешнему давлешю. Различаюсь три вида конструкщи опускныхъ столбовъ: каменные, деревянные и металлическ!е.
Чер. 52.
Чер. 53.
а) Каменные опускные колодцы выводятся изъ хорошо обожженнаго
кирпича на растворе изъ
Первоначально вы-рываютъ яму или ровъ для фундамента соотвЪт-ствующихъ размЪровъ на глубину около аршинъ (во всякомъ случае до грунтовыхъ водъ), вырав-ниваютъ дно ея по ватерпасу и располагаютъ на немъ такъ называемое-кольцо или поддонъ (а) черт. 55, ширина коего соответствуем толщине стЪнокъ Ъ колодца. Кольцо служим основашемъ для внешней оболочки столба, облегчаем и способствуем более успешному погружешю его.
Кольца могум быть: железныя, чугунный и деревянныя. Железныя кольца состоим (черт. 56) изъ вертикальнаго и го-ризонательнаго листа ко-тельнаго железа, скреп-леннаго угловымъ желе-зомъ и кронштейнами (а).
портландскаго цемента.
Чер. 55.
Ножъ кольца усиливается приклепанной снаружи
полосой Ъ. Верхняя горизонтальная часть кольца служим основашемъ
64
для возведешя стенокъ опускнаго столба, который возводится или непосредственно на железе или съ прокладкою еще деревяннаго кольца (очевидно, только тамъ, где постоянная вода).
Чугунныя кольца менЪе практичны, такъ какъ по своей хрупкости при встрече съ камнями могутъ ломаться. Самое удобное устройство кольца изъ деревянныхъ досокъ, приготовленныхъ въ виде косяковъ по шаблону, соответственно рад!усу поперечнаго сЪчешя нижней части столба и рас-положенныхъ въ нисколько рядовъ (черт. 55—кольцо въ плане) для при-дашя кольцу надлежащей толщины (черт. 57, 58, 59). Ряды косяковъ скрепляются болтами и гвоздями. Самый нижшй рядъ кольца (илирезецъ) со-ставленъ изъ брусковъ треугольной формы въ поперечномъ сёчеши. Полезно насаживать на этотъ рядъ обручъ изъ полосоваго железа (а черт. 59), выступающш на 3/4 или на i вер. отъ нижней поверхности кольца, или же
Чер. 56.
обить кольцо угловымъ железомъ Ъ, какъ показано на черт. 6о. Последнш способъ предпочитается полосовому железу, такъ какъ гвозди, которыми оно прибивается, могутъ выскакивать и тогда железная полоса только ме-шаетъ погружешю колодца. Кроме большей прочности, железное ребро предохраняетъ, при подкапываши земли внутри колодца, отъ обратнаго ея движешя.
Стенки опускныхъ колодцевъ всего лучше возводить изъ хорошо обо-жженнаго кирпича (полужелезняка), однако правильной формы и кладку вести на цементномъ растворе. Такъ какъ наружная поверхность столба должна быть по возможности гладкая, то бутовой камень для даннаго случая не пригоденъ. Кирпичъ можетъ быть замененъ и бетономъ, изъ котораго приготовляются отдельные косяки, какъ части цилиндрической поверхности, и изъ нихъ выкладывается весь колодецъ.
65
ЗамЪтимъ, что деревянныя кольца пригодны лишь въ томъ случай, если подошва колодца будетъ находиться постоянно въ воде. Въ против-номъ случай кольца должны быть непременно металличесюя или бетон-ныя, какъ это показано на черт. 6о. Здесь кольцо въ поперечномъ сече-ши имеетъ видъ клина и состоитъ изъ вертикальной железной стенкй, толщиною въ ю мм. и наклонной стенки, толщиною въ з мм. Обе стен-
ки соединены угольниками, какъ показано на чертеже, и все кольцо, когда оно поставлено на место, забивается бетономъ жирнаго^состава.
При производстве работъ по возведен!ю кирпичной
кладки колодца и его погружен!и могутъ быть три случая: г) Когда грунтовыя воды на глубину предполагаемой
подошвы фундамента, отсутствуютъ или накопляются въ не-
значительномъ количестве. При такихъ услов!яхъ вырывается котлованъ или
яма глубиною около 2 аршинъ и на дно ея укладываютъ по ватерпасу поддонъ. Затемъ постепенно начинаютъ воздвигать кирпичную кладку на высоту около 2 аршинъ до горизонта земли и такую же вышину сверхъ земли. Получается столбъ вышиною въ 4 аршина. Для погружешя его рабочш разрыхляетъ внутри его землю, накладываетъ ее въ бадьи, которыя и извлекаются наружу помощью ворота. По мере подкапывашя и вырьтя земли коло-децъ, подъ действ!емъ собственной тяжести, постепенно опускается. Вся трудность работы заключается въ томъ, чтобы эта осадка была правильная и равномерная, для чего, во-1-хъ, извлечете земли делается небольшими массами и, во-2-хъ,
Чер. 6о.
центръ столба проверяется отвесомъ, опускаемымъ сверху изъ неподвиж-
ной точки.
Для меныпаго сопротивлешя трешя о грунтъ наружную поверхность кольца необходимо покрывать гладкой цементной штукатуркой (черт. 55) или обкладывать вертикально поставленными тонкими досками (палубни-комъ) съ помощью железныхъ обручей. Наоборотъ, съ внутренней стороны, для большей связи съ матер!аломъ, заполняющимъ колодецъ, стены его делаются съ выступами и неровностями.
Если при погружены колодецъ приметъ наклонное положеше, то эту неправильность необходимо немедленно исправить, подрывая землю у приподнятаго края и темъ заставляя его опускаться.
Опытъ показалъ, что для погружешя приходится вынимать больше земли, чемъ объемъ, занимаемый колодцемъ. Это происходитъ вследств!е того, что земля при выемке обваливается не только подъ самымъ кольцомъ столба, но и далее за пределами его. Более сильной нагрузкой, нажапемъ на грунтъ, можно до известной степени устранить это явлеше. Загрузку произво-
5
66
дятъ или железнодорожными рельсами, или такъ, какъ показано на черт. 6гг т.-е. на вершину колодца располагаютъ брусья, къ которымъ на 4-хъ балкахъ подвЪшиваютъ двЪ дощатыя платформы, загруженныя камнемъ, кирпичомъ или свинцовыми чушками. Это приспособлеше даетъ вмЪстЪ съ тЪмъ возможность, въ случай неправильнаго положешя колодца, произвести одностороннюю нагрузку и тЪмъ выпрямить столбъ. Сильная нагрузка имЪетъ большое значеше при производстве работъ въ сыпучихъ грунтахъ, такъ какъ безъ надлежащаго давлешя на опускаемый колодецъ приходится выбирать иногда въ 2 или въ 3 раза болышй объемъ грунта, сравнительно съ объемомъ столба, и темъ разрыхлять соседшй грунтъ и вл!ять на фундаменты близрасположенныхъ строешй. Въ подобныхъ случаяхъ кладка столбовъ выводится по возможности на большую высоту, чтобы иметь болышй весъ и избегать частой нагрузки и разгрузки столба.
Что касается до толщины ст4нки, то таковая делается въ зависимости отъ поперечныхъ размеровъ столба. Менее */2 кирпича стенки не делаются и редко более 2т/2 кирпичей. Въ сущности, такъ какъ стои
мость кладки и стоимость запол-
нешя столба почти одна и та же,
то есть расчетъ делать толщину стенокъ по возможности большую, оставляя при этомъ раз-меръ внутренняго д!аметра тако-вымъ, чтобы рабочему удобно было внутри подрывать.
Для уменыпешя трешя и более успешнаго погружешя ко-
Чер. 61.
лодца д!аметръ его книзу увеличивается, а стенки суживаются, такъ что поддонъ делается уже толщины стенокъ колодца (черт. 56).
2) Когда вода располагается ниже поверхности земли на некоторой глубине, т.-е. когда встречаются грунтовыя воды. Въ этомъ случае для погружешя столба вырывается яма до горизонта грунтовыхъ водъ (черт. 61). На дне ея располагается поддонъ; затемъ возводятся на
высоту отъ 4 до 5 аршинъ стенки колодца, а погружеше происходитъ при постоянной откачке воды и выбагриваши или вычерпываши разжиженнаго
грунта.
Для последней цели могутъ служить различныя приспособлешя, между которыми самое простое сетчатый буръ, показанный на черт. 62. Напарье бура снабжено кривымъ ножомъ (сс) и сетчатымъ мешкомъ d. Способъ производства работъ изображенъ на черт. 63. Въ вершине бура имеется рукоятка (черт. 62), посредствомъ которой ему сообщается одновременно съ нажапемъ и углублешемъ въ грунтъ—вращательное движете, при чемъ ножъ захватываетъ часть грунта, который наполняетъ сетку и затёмъ, помощью веревки, перекинутой черезъ блокъ, извлекается наружу. На дне образуется воронкообразное углублеше, въ которое грунтъ выдавливается стёнками колодца. Такимъ путемъ и при помощи временной нагрузки, достигается постепенное погружеше столба. При 4—брабо-
67
чихъ при глубине до 2 саж., можно въ день поднять до 0,5 куб. саж. лег-
каго грунта.
Чер. 62. п
г
На черт. 64 изображенъ такъ на-зыв. винтовый черпакъ для извле-чешя изъ нутра колодца какъ мокраго, такъ и сухого грунта различнаго состава. Это приспособлеше состоитъ изъ штанги аЪ квадратнаго сЪчешя, имеющей въ нижнемъ конце Ъ пологую винтовую нарезку. По штанге скользитъ муфта с, къ которой, съ помощью 4-хъ желЪзныхъ полосъ, прикр'Ьпленъ железный черпакъ d, захватывающей грунтъ и имЪющш дно въ виде очень пологой винтовой поверхности. После поворота штанги , наполненный черпакъ поднимается вверхъ съ помощью цепи и ворота, и содержимое выливается. Затемъ, муфта вместе съ черпакомъ снова скользитъ на дно колодца, рабочш повертываетъ штангу бура съ помощью рукоятки е, вместе со штангой поворачивается и 5* ’
68
черпакъ, захватываешь грунтъ и по возможности быстро извлекается на-
ружу и т. д.
Работа идетъ довольно успешно, и при средней глубине колодца, въ
течете часа можно свободно ю разъ извлечь и опорожнить черпакъ, а
такъ какъ вместимость его—около о,6 куб. м., то объемъ вынутаго за день грунта получается довольно значительный.
Для углублешя колодцевъ тамъ, гдЪ можно иметь струю воды съ извЪстнымъ напоромъ (наприм^ръ: при городскомъ водопроводе), съ успехомъ применяются, вместо черпаковъ, всасываюпця трубы (чер. 65) въ виде крутого колена, действующая подобно инжектору, что ясно изъ чертежа. Такое колено вводится въ дно колодца; затемъ въ трубку А впускается струя воды (по направленно стрелки), которая, проходя въ трубку В, захватываешь съ собой грунтъ изъ отверспя Ж.
3) Когда местность покрыта водой, напр., при устройстве мостовыхъ быковъ и усто-
евъ. Съ этой целью устраиваются на сваяхъ неподвижные леса (чер. 66), къ которымъ и подвешивается поддонъ на 4 болтахъ, закрепленныхъ гайками; по мере возведешя кладки все 4 гайки одновременно подвинчива-
Чер. 67.
ются, и столбъ, постепенно наращиваемый, медленно и равномерно погружается на дно; после чего является возможность производить откачку воды*и вычерпываше грунта черпаками т’акъ, какъ это делается при вто-ромъ случае.
69
Вместо устройства неподвижныхъ л'Ьсовъ, на местности, покрытой водой, для сокращеьпя времени и расходовъ, во многихъ случаяхъ (напр., при глубокой воде) работу по опускашю колодцевъ можно производить съ двухъ хорошо укрЪпленныхъ на якоряхъ барокъ (чер. 67), при чемъ самый столбъ является какъ плавающее тело, и теряетъ въ вЪсЪ столько, сколько вЪситъ вытесненный имъ объемъ воды. Для этой цели внизу колодца устраивается непроницаемое для воды деревянное выпуклое дно, въ виде свода; весъ колодца при этомъ немного более веса воды, поэтому его не трудно поддерживать на длинныхъ болтахъ или канатахъ и постепенно, по мере возведешя стенокъ, опускать, пока онъ не станетъ на твердое дно и врежется въ него своимъ кольцомъ. После этого въ коло децъ впускаютъ воду, которая своимъ весомъ давитъ на обратную сторону деревяннаго свода, продавливаетъ его, и дерево всплываетъ на поверхность воды. Затемъ выкачиваютъ воду и производятъ заполнеше колодца бетонной кладкой. Если толщина стенокъ круглаго кирпичнаго колодца не больше 0,2 й, то онъ можетъ плавать съ самаго начала производства работъ.
Ь) Деревянные опускные колодцы. Въ грунтахъ, не изобилующихъ грунтовой водой или совершенно сухихъ, но слабыхъ, наприм., насып-ныхъ, такъ часто встречающихся въ городахъ, даже при значительной глубине залегашя материка — съ большой пользой и выгодой применяются, для возведешя каменныхъ или бе-тонныхъ столбовъ, деревянные опускные колодцы. Они могутъ быть или дощатые для небольшой глубины (до 3 саж,), или брусчатые, при более значительной глубине.
Первые устраиваются квадратна-го или прямоугольнаго сечешя, съ внутренними брусчатыми горизонтальными рамами и стойками (чер. 68), обшитыми вертикально досками толщиною отъ I до i72 верш. Для боль
шей прочности между рамами вводятся еще д!агональныя укреплешя.
Погружеше деревянныхъ колодцевъ происходитъ точно такъ же, какъ и каменныхъ—подкапывашемъ, но непременно съ нагрузкой. Нижнее ребро колодца обвивается железной полосой, а самый колодецъ полезно делать съ небольшимъ уширешемъ книзу, чтобы этимъ уменьшить треше о грунтъ и облегчить погружеше.
При небольшой глубине колодецъ можетъ быть устроенъ изъ щи-товъ, соединенныхъ поперечными шпонками аЪ (чер. 69). Эти щиты соединяются въ углахъ, какъ показано на чертеже А: и связываются железными угольниками. Наращиваше колодцевъ устраивается такъ, чтобы горизон
70
тальные стыки щитовъ всЪхъ четырехъ стенокъ не находились бы въ одной горизонтальной плоскости, а были бы въ перевязку; для этого щиты берутся различной длины, напр., въ 72 и i саж. Снизу эти щиты завастри-ваются наподоб!е шпунтовыхъ свай и погружеше происходитъ подрыва-шемъ земли, какъ при опускаши каменныхъ столбовъ.
При болЪе значительной глубине или укрЪпляютъ дощатые колодцы распорками изъ стены въ стену; или устраиваются брусчатые деревянные колодцы изъ горизонтальныхъ вЪнцовъ, срубленныхъ въ углахъ въ лапу; при чемъ, для укр'Ьплешя угловъ (чер. 70) и предупреждена выпучивашя стЪнокъ, къ первымъ пришиваются бруски (mn, тп) а посредине стЪнъ располагаются вертикальные сжимы.
При опускаши деревянныхъ колодцевъ требуется примЪнеше нагрузки, которая, увеличивая его вЪсъ, способствуетъ более быстрому погружешю; для этого, установивъ звено кольца известной длины (4—6 арш.), на вер-
шине его устраиваютъ платформу, на которой и располагаютъ по возможности равномерно грузъ (вер. 68). Погрузивъ эту часть колодца грузъ снимаютъ и продолжаютъ наращиваше.
Когда колодецъ опущенъ до материка и даже нисколько углубленъ въ него, тогда его заполняютъ каменной или бетонной кладкой.
Очевидно, что при определены размЪровъ опускнаго столба его деревянную оболочку не принимаютъ во внимаше, а разсчитываютъ какъ простой каменный или бетонный столбъ.
с) Металлическ1е опускные столбы. При устройстве основашй на местности, покрытой водой, иногда съ выгодой применяются вместо каменныхъ столбовъ металличесюе цилиндры. Главная выгода ихъ заключается въ быстроте работы. Заполнеше цилиндра бетонной массой или каменной кладкой должно быть исполнено очень тщательно съ приме* нешемъ крепко затвердевающихъ гидравлическихъ растворовъ, чтобы избежать осадки этой внутренней массы, последств!емъ чего можетъ явиться щель между стенками цилиндра и каменной кладкой. Опытъ последнихъ летъ показалъ, что цементный растворъ, затвердевая, крепко сцепляется съ железомъ; такъ по изследовашю Баушингера въ Мюнхене, эта сила сцеплешя доходила до 40 кг. на кв. см.
71
Во всякомъ случае тонюя желЪзныя стенки служатъ только какъ ограждающая поверхность во время производства работъ, и при опреде-
лен^ размЪровъ столба въ расчетъ не принимаются.
На практике прймЪнялись желЪзные и чугунные опускные цилиндры. ПослЪдше отливаются довольно массивными, въ виде отд'Ьльныхъ звеньевъ, изъ которыхъ собирается цельный колодецъ; въ свою очередь каждое звено со-етоитъ изъ частей, сопрягающихся другъ съ другомъ вертикальными фланцами и болтами (чер. 71). На чертеже представлена часть чу-гуннаго звена (сегмента), въ коемъ фланцы усилены приливами (аа) въ виде кронштейновъ. На НЪманскомъ мосту въ Ковно применялись чугунный звенья, состояния изъ 4-хъ частей, при чемъ д!аметръ колодца равнялся 3,5 метр., а высота каждаго звена 1,33 м. Для удобства погружешя нижнее, или первое, звено отливалось въ форме рЪзца и имело нисколько боль-шш д!аметръ; въ виду хрупкости чугуна рЪзецъ
лучше дЪлать изъ желЪза.
Массивность и громоздкость частей чугунныхъ цилиндровъ, съ одной стороны, и случаи разрыва сегментовъ—съ другой, дЪлаютъ примЪнеше чугуна менЪе удобнымъ. Кроме того, чугунный колодецъ, служа оболочкой для бетонной кладки иногда лопается отъ сильнаго холода, вслЪдсТв1е
того, что бетонное заполнеше
мЪшаетъ хрупкому чугуну сжиматься. Недостатокъ этотъ устраняется тЪмъ, что колодцы внутри обкладываются деревомъ.
ЖелЪзные опускные столбы имЪютъ большее распространеше сравнительно съ чугунными; они устраиваются изъ котельнаго железа, задаваясь высотой звеньевъ соответственно размерамъ про-дажныхъ листовъ. Необходимо увеличивать жестокость звена, приклепывашемъ горизонталь-ныхъ и вертикальныхъ желез-ныхъ полосъ, при чемъ пользуются сопряжешемъ посредствомъ
Чер. 72.
Чер. 73.
угольниковъ (чер. 72), чемъ вме-
сте съ темъ и достигаютъ большей жестокости. Нижнее кольцо укрепляется
угольникомъ, утолщается полосой изъ котельнаго железа, служащей
ножомъ (чер. 73).
72
При устройстве мостовъ черезъ рЪки Рюнъ и Супсу, на Батумскомъ участке Закавказской ж. д., устраивались железные клепанные опускные столбы, имЪвппе въ верхней части 4,3' въ дааметрЪ, въ средней—6', а въ нижней—8,5'.
Для предупреждешя просачивашя воды вовнутрь цилиндровъ при ихъ погружеши, сопряжете колецъ делается съ прокладкою парусины или медной проволоки, которая, раздавливаясь при склепке или свинчиванш угольниковъ, дЪлаетъ стыкъ непроницаемымъ. Погрузивши первый слой бетона достаточной толщины на дно колодца, можно совершенно удалить воду откачкой и производить работу какъ на суше.
Недостатки жел'Ьзныхъ опускныхъ колодцевъ составляютъ: i) высокая цЪна матер!ала, 2) необходимость большой нагрузки при погружеши, что замедляетъ работу, и 3) повреждаемость отъ морозовъ, а при чугунныхъ колодцахъ—отъ перемЪнъ температуры вообще. Поэтому при устройстве гражданскихъ или фабричныхъ строешй ихъ редко применяюсь; они гораздо чаще применяются при гидротехническихъ сооружешяхъ, на местности, покрытой водой, такъ какъ при этихъ постройкахъ приходится незначительную часть колодца опускать въ грунтъ.
Металличесюе опускные столбы въ особенности распространены въ Англш.
Устройство основан1й помощью сжатаго воздуха.
_ Кессон ное основан! е. Когда твердый материкъ залегаетъ на значительной глубине, а грунтъ, лежащш на немъ, изобилуетъ водой, то, чтобы дойти до материка и передать ему весь грузъ строешя, во многихъ случаяхъ представляетъ болышя выгоды такъ назыв. кессонное осно-ван!е. Оно заключается въ томъ, что делается железный, каменный или деревянный ящикъ более или менее значительныхъ размеровъ, состояний изъ четырехъ непроницаемыхъ стенокъ и потолка, но не имеюпцй дна; этотъ ящикъ устанавливается на месте будущаго фундамента. Затемъ подкапываютъ подъ стенками ящика грунтъ и этимъ заставляютъ его погружаться, подобно тому, какъ это мы видели при опускныхъ столбахъ. Когда доходятъ до горизонта грунтовыхъ водъ, то въ ящикъ начинаютъ накачивать воздухъ, который, доведенный до известной упругости, выда-вливаетъ изъ него воду, и этимъ даетъ возможность удобно производить выемку внутри ящика. Вынутая земля постоянно удаляется, какъ это делается въ опускныхъ колодцахъ. Разница между работой съ опускнымъ колодцемъ или съ кессономъ, кроме применешя сжатаго воздуха, заключается еще въ томъ, что въ первомъ случае для опускашя необходима временная нагрузка или, лучше сказать, перюдическая нагрузка, которая то наносится на вершину столба, то снимается, при кессоне же на его потолке возводится постоянный грузъ, въ виде фундамента подъ будущее сооружеше, который по мере опускашя кессона непрерывно надстраивается, пока не доведется до надлежащаго горизонта.
Чтобы уяснить себе кессонный способъ устройства основашя, опи-шемъ работы, производивгшяся въ Москве при сооружены памятника
73
императору Александру II инженеромъ Н. В. Султановымъ. При буреши выяснилось, что на глубине около 4 саж. залегаетъ известковая горная порода, поэтому для устранешя 'всякой осадки было решено передать грузъ сооружешя на этотъ материкъ. Но при отрывке котлована на глубине I саж. уже обнаружилась обильная грунтовая вода, а следовательно, работу предстояло производить при постоянной откачке. Вместе съ удале-
Чер. 74.
шемъ воды неминуемо должны были уноситься и частицы песчано-глини-стаго грунта, на которомъ вблизи памятника расположены кремлевсше соборы. Для ускорешя работъ и избежашя опасности разрыхлешя грунта подъ соборами, было решено не производить откачки воды, а идти до скалистаго грунта кессономъ.
Работы эти производились следующимъ образомъ: установивъ кес-сонъ, т.-е. железный ящикъ D (чер. 74 вертикальный разрезъ), имевшш 18 арш. длины (чер. 75—планъ кессона), 774 арш. ширины и 3V2 арш. вы
74
шины, и, устроивъ необходимые при этомъ подмости и леса, приступили къ установка шлюзной камеры Л, т.-е. переходнаго помЪщешя, служащаго для сообщешя между сжатымъ воздухомъ въ кессоне и обыкновеннымъ атмосфернымъ вне его.
Шлюзъ состоялъ изъ желЪзной прямоугольной камеры, имевшей въ ширину и длину 2 арш. 3 в., а вышину 2х/2 арш.; въ одной изъ боковыхъ стЪнокъ камеры имелась дверь а, а въ дне — круглое отверспе, черезъ которое посредствомъ патрубка В, камера соединялась съ трубой С, опускающейся непосредственно до кессона D.
Между кессономъ D и шлюзной камерой А имеются два клапана т и п, отворяющееся внизъ, следовательно, при одинаковомъ давлеши воздуха въ кессоне, трубе и шлюзной камере клапаны эти висятъ открытыми. Наоборотъ, если накачать воздухъ во все эти три части, а затемъ въ шлюзной камере А его разряжать, то клапаны тип немедленно запираются давлешемъ сжатаго воздуха въ пространстве С и D. Воздухъ, нагнетаемый черезъ трубку d, имевшую каучуковый рукавъ, соединенный съ воздуходувной машиной, наполняя кессонъ, выдавливаетъ изъ него грунтовую воду, вслгЬдств!е чего рабоч!е, находящееся въ пространстве 2), могли работать какъ въ совершенно сухомъ грунте; вода удерживалась за железными стенками кессона. Вырытый грунтъ накладывался въ особый, для сего приспособленный, металличесюя бадьи и подымался въ шлюзную камеру, где и высыпался въ карманы ей/, представлявшие изъ себя тоже маленьюе шлюзы, равные объему бадьи; отсюда грунтъ выбрасывался наружу. Бадьи подымались съ помощью лебедки, поставленной снаружи, и сигналъ опускать или подымать бадью давался условнымъ постукивашемъ въ металличесюя стенки шлюзной камеры. Канатъ для подняпя бадьи пропускался черезъ сальникъ въ потолке шлюзной камеры. Для подняпя и спуска по этой трубе рабочихъ внутри ея, по направлешю хорды, пропускались поперечины изъ болтоваго железа (г, г, г), суживашя и для скрЪ-плешя трубы и какъ лестница для рабочихъ. Сопряжешя между звеньями трубы прокладывались резиной. Одновременно съ производствомъ выемки внутри кессона производилась работа по возведешю бутовой кладки на его поверхности, что на нашемъ чертеже и обозначено. Подъ грузомъ этой кладки кессонъ постоянно и опускался. Труба С состоитъ изъ 4-хъ частей, последовательно нарощенныхъ по мЪрЪ погружешя кессона и возведешя бутовой кладки. Для этой цЪли, когда кладка подходила къ горловине В, ее вмЪстЪ со шлюзной камерой отделяли отъ трубы С и поднимали на некоторую высоту; затемъ происходило наращиваше трубы следующимъ звеномъ и установка шлюзной камеры.
Такимъ образомъ бутовая кладка оставалась какъ бы все время на одномъ уровне относительно горизонта земли, и при неоднократномъ нашемъ осмотре этихъ работъ въ течете лета, оне производили впечатаете работъ, какъ бы остановившихся и впередъ не подвигавшихся, тогда какъ каменщики усердно и поспешно работали.
Когда наконецъ кессонъ былъ погруженъ до известковой горной породы, принятой за материкъ, то земляныя работы были прекращены и все
75
пространство внутри кессона заложено выведенной на цементе бутовой кладкой, которую вели отъ двухъ концовъ кессона къ его середине, т.-е. къ трубе С. Эта бутовая кладка послужила вместе съ тЪмъ и загражде-шемъ отъ грунтовой воды и дала возможность прекратить нагнеташе воздуха и вынуть трубу Cj место которой, т.-е. образовавшийся колодецъ, заполнить бетонной кладкой.
Разсматривая более подробно схаматическое изображеше самаго кессона на чер. 74 и 75, мы видимъ, что онъ состоитъ изъ листовъ прокатнаго железа, которые въ потолке расположены на поперечныхъ и продольныхъ двутавровыхъ балкахъ, а въ стЪнахъ укреплены консолями изъ углового железа. Поперечный балки болЪе важны, такъ какъ онЪ собственно предназначены для передачи тяжести клади на консоли, пока кессонъ еще не заполненъ. Продольный же балочки должны лишь образовать крепкую
продольную связь.
Для того, чтобы облегчить погружеше кессона, къ нижней его части
приклепывается ножъ или р±зецъ, состоящий изъ полосъ котельнаго же-
леза и угольника (чер. 76), соединенныхъ между собой и прикрЪпленныхъ къ кессону болтами или заклепками.
Работы по устройству кессона вместе съ бутовой кладкой продолжались не много болЪ.е шести недель, тогда какъ несомненно, что при обыкновенномъ способе работъ, т.-е. при вырыты котлована съ постоянной откачкой воды, съ устройствомъ распорныхъ лесовъ потребовалось бы значительно большее количество времени.
Кессонное основаше можетъ быть применено и при устройстве фабричныхъ и заводскихъ дымовыхъ трубъ.
Впервые кессонный способъ производства работъ
Чер. 76.
при устройстве основаны былъ примененъ въ 1840—41 году инженеромъ Тригеромъ (Triger) во Франщи; а затемъ, вместе съ усовершенствоваш-
омъ этого способа, онъ сталъ более и более распространяться и въ настоящее время применяется довольно часто, въ особенности при постройке гидротехническихъ сооружены.
Каменные кессоны. Вместо железа матер!аломъ для кессона можетъ служить хорошо обожженный кирпичъ или тесовый камень, сложенный на сильномъ гидравлическомъ растворе изъ портландскаго цемента. Для примера укажемъ на кессонъ, примененный при постройке виадука въ Marmande, во Франщи, инженеромъ Сежурне (Sejourne) *).
Рабочая камера, т.-е. самый кессонъ, имеетъ прямоугольную форму въ плане и, какъ видно из'ц чертежа 77, 78 и 79, располагается на железной раме; она же служитъ и ножомъ кессона. На раме положено 2 ряда досокъ (чер. 8о), на которыхъ выводится уже каменная кладка. Передъ положешемъ доски смазывались съ обеихъ сторонъ смолой, затемъ привинчивались къ железному кольцу и конопатились. Железная рама состо
итъ изъ одного горизонтальна™ и двухъ вертикальныхъ листовъ толщи
*) А. Бреннеке. Устройство основаны и фундаментовъ.
76
ною ю мм., скрЪпленныхъ уголками и консолями. Кроме того, для унич-тожешя горизонтальнаго распора отъ перекрывающаго кессона свода и отъ входящаго въ кессонъ, при его погружеши, грунта, въ раму введены сильныя поперечныя связи (а а) чер. 77. До половины высоты рабочей камеры каменная кладка, для образовашя сводочнаго покрьтя, велась горизонтальными, постепенно свешивающимися рядами, а затЪмъ переходила въ стрельчатый сводъ изъ искусственныхъ камней (чер. 79). Пазухи сверхъ пятъ свода забучены кладкой на цементномъ растворе.
Вверху, несколько выше свода, вставлялся для шахтовой трубы упоръ съ горизонтальной плитой, впущенной въ кладку; затемъ къ этой упорной
Чер. 77.
Чер. 79.
Чер. 78.
трубе, по мере опускашя кессона и роста надъ нимъ каменной кладки основашя, привинчивались съемныя шахтовыя трубы. Внутри и снаружи вся поверхность кессона оштукатуривалась цементомъ, что значительно повышаетъ плотность кессона и его непроницаемость для воздуха. Сежурне на той же постройке применилъ и железный кассонъ и такимъ образомъ имелъ возможность при одинаковыхъ услов!яхъ сравнить достоинства той и другой конструкщи, при чемъ оказалось, что въ каменномъ кессоне потеря воздуха была значительно меньше, чемъ въ железномъ.
Все производство работъ по погружешю кессона и по устройству на немъ основашя совершенно сходно съ таковыми же при применеши железнаго кессона.
Деревянные кессоны. Во многихъ мЪстностяхъ Америки, где дерево дешево, а камень и железо дороги, примЪняютъ за последнее время деревянные кессоны, стенки и потолокъ коихъ состоятъ изъ горизон-4,1 тально положенныхъ дубовыхъ брусьевъ, при чемъ для потолка ихъ укладывается нисколько рядовъ. Для большей непроницаемости стенки проконопачиваются на глубине 15 см. и окрашиваются изъ нутра смолой съ масломъ, а между сплошными горизонтальными рядами брусьевъ на потолке укладывается сплошной цинковый листъ. Ножъ кессона делается изъ железа или изъ чугуна.
Въ настоящее время деревянные кессоны применяются и въ Гер-маши.
Одно изъ неудобствъ деревянныхъ кессоновъ заключается въ ихъ воспламеняемости. Такъ, наприм., деревянный кессонъ моста черезъ реку East-River въ Нью-1орке загорался во время опускашя 7 разъ, при чемъ одинъ изъ такихъ пожаровъ можно было потушить только гЬмъ, что кессонъ на несколько дней затопляли водой.
При постройке Сибирской ж. д. были применяемы деревянно-бетонные кессоны особой конструкщи нашего инженера Е. К. Кнорре, весьма удачно придуманные и оказавнйеся, по крайней мере для той местности, дешевле железныхъ. Къ сожалейте, въ настоящемъ курсе не место входить въ подробное описаше и расчетъ кессонныхъ основашй вообще, поэтому мы ограничимся лишь несколькими общими указашями.
Кессонъ инженера Кнорре отличается отъ американскихъ деревянныхъ кессоновъ темъ, что его стены состоятъ изъ ряда вертикально-по-ставленныхъ стоекъ, а грузъ потолка воспринимается и передается на эти стены посредствомъ брусчатыхъ деревянныхъ консолей. Потолокъ’ у стр о -енъ двойной и заполненъ цементнымъ бетономъ. Такое же заполнеше введено между наружной стеной и внутренней досчатой обшивкой. Въ по-жарномъ отношеши опасность значительно уменьшается темъ, что все щели заполняются жидкимъ цементнымъ бетономъ. Следуетъ заметить, что дерево, какъ матер!алъ для кессоновъ, имеетъ еще то преимущество передъ железомъ, что въ пресной воде сохраняется неопределенно долгое время, тогда какъ железо, ржавеетъ.
Подробности объ устройстве деревянныхъ кессоновъ можно найти у А. Бреннёке^^А^стройство основашй и фундаментовъ“ пер. А. И. Никол ьскаго. ЖйЭ
Dr. Pott въ Англы, еще въ 1843 году, предложилъ пневматичесшй способъ устрой^ ства фундаментовъ, основанный не на сгущены воздуха, а на обратномъ принципе, на его разряжены. Онъ состоитъ въ погружены съ помощью атмосфернаго давлешя жел'Ьзныхъ полыхъ цилиндровь путемъ выкачивашя изъ нихъ воздуха. Такой ци-лпндръ, снизу открытый, а сверху имевпнй клапанъ съ герметическимъ затворомъ, устанавливался въ опредЪленномъ месте и первоначально погружался въ землю отъ дЪйств!я собственной тяжести. Затемъ закрываютъ верхшй клапанъ и начинаютъ выкачивать изъ цилиндру воздухъ; при этомъ труба погружалась, во-1-хъ, отъ дЬйств1я атмосфернаго давлешя, а во-2-хъ, отъ разрыхлешя грунта, вслЪдств!е притока грунтовой воды въ разреженное пространство внутри цилиндра.
Въ слабый разжиженный грунтъ таше пневматичесше цилиндры погружаются
78
довольно легко, въ особенности при дЪйствш, кромЪ атмосфернаго давлешя, еще искусственной нагрузки; но при этомъ необходимо время отъ времени открывать верхшй затворъ, выкачивать изъ цилиндра воду и вычерпывать грязь; посл*Ь чего закрыть и снова начинать выкачиваше воздуха. Операшю эту повторяютъ до тЪхъ поръ, пока цилиндръ не станетъ на твердый грунтъ.
§ 7.
Второй случай при грунтахъ 3-го разряда. Если подъ грунтомъ 3-го разряда залегаетъ материкъ на неопределенной глубинЪ или на глубине слишкомъ значительной, переходящей известную норму (приблизительно отъ 5 до 6 саж.), то применен! е описанныхъ конструкщй основашя, имеющихъ целью передать грузъ строешя на материкъ, является или невозможнымъ, или слишкомъ дорогимъ. Въ подобныхъ случаяхъ приходится применять таюе способы, которые давали бы возможность приспособлен! я, имеющагося слабаго грунта къ воспринят!ю груза строен!я, искусственно увеличить его плотность и придать ему коэффиц!ентъ сопротивлешя сжат!ю, требуемый сооружешемъ. Если же надлежа-щаго уплотнешя достигнуть неудобно или слишкомъ дорого, то тогда необходимо вынуть на известную глубину слабый грунтъ и заменить его новымъ, лучшаго и равномернаго качества. Наконецъ если и этого недостаточно, то можно употребить и тотъ и другой способъ, т.-е. сначала на известной глубине уплотнить слабый грунтъ, а затемъ насыпать на него слой новаго, более плотнаго несжимаемаго грунта, на который и передать непосредственно грузъ фундамента.
а) Уплотнен!е подошвы фундамента можетъ быть достигнуто въ различной степени различными способами.
При здашяхъ незначительнаго веса сопротивлеше грунта можетъ быть увеличено втрамбовашемъ въ подошву фундамента кирпичнаго или каменнаго щебня. Для этой цели на дно рва или котлована вырытаго на известную глубину для фундамента и выравненна™ подъ ватерпасъ, насы-паютъ слой щебня толщиною не более io—12 см. и ручными трамбовками уколачиваютъ его до техъ поръ, пока онъ не войдетъ въ слабый грунтъ и не начнетъ разбиваться подъ ударами трамбовки. Если одинъ такой слой втрамбованъ и щебень еще не разбивается, а лишь погружается въ грунтъ, то насыпаютъ новый слой щебня и продолжаютъ трамбовац^. Если имеется грунтовая вода, то ее удаляютъ откачкой и тогда каждый втрамбованный слой заливаютъ гидравлическимъ растворомъ.
Въ этомъ отношеши были произведены интересныя испыташя инже-неромъ Левачевымъ при постройке основашя подъ террасу при храме Христа Спасителя въ Москве. Работы производились близъ берега реки Москвы, где грунтъ оказался на весьма значительную глубину наносный и насыпной, съ сопротивлешемъ въ 0,5 кг. на кв. см.; после втрамбовашя щебня его сопротивлеше увеличилось въ 2 раза и равнялось i кг., что и было принято въ основаше разсчетовъ по определешю размеровъ подошвы.
79
b) У плот не Hie грунта ниже горизонта грунтовыхъ водъ можетъ быть достигнуто забивкой свай частокомъ на разстоянш i или а дааметровъ одна отъ другой, въ шахматномъ порядкЪ (чер. 8i) по всей площади подошвы основашя; этимъ достигается уплотнеше слоя на глубину равную длинЪ сваи. Между коренными сваями забиваются иногда еще промежуточный сваи на глубину, на сколько онЪ войдутъ въ уплотненный грунтъ до отказа. Эти сваи носятъ назваше коротышей и имЪ-
ютъ различную длину.
Фундаментъ Исаюевскаго собора въ Петербург^ основанъ на грунтЪ, уплотненномъ забивкой свай частокомъ. Такое же укрЪплеше подошвы сдЪлано и подъ фундаментомъ Большого театра въ Мо^квЪ, но съ введе-шемъ коротышей. Нисколько лЪтъ тому назадъ при изслЪдоваши появ-лешя трещинъ въ стЪнахъ театра оказалось, что головы этихъ свай,. вслЪдств!е понижешя грунтовыхъ водъ, сгнили и фундаментъ далъ осадку. Для приведешя всего здашя въ состояше надлежащей ЧеР- 8l-
устойчивости пришлось спи- ---------------------------------—---
ливать сваи и подводить по частямъ новый фундаментъ.
Отъ забивки свай въ близкомъ разстоянш другъ отъ друга происходитъ сжатие частицъ грунта, такъ что грунтъ сверху выпучивается. Этотъ разрыхленный слой вынимаютъ, вершины свай спиливаются подъ
одинъ уровень и промежутки между ними
заполняются каменнымъ или кирпичнымъ щебнемъ съ заливкою гидравли-ческимъ растворомъ. На укрепленной такимъ образомъ подошве присту-паютъ къ каменной кладке фундамента.
Въ одной изъ местностей Парижа, въ которой встретился слабый наносный и насыпной грунтъ толщиною отъ 10—12 метр, при отсутствш грунтовой воды, француз ск!й инженеръ Dulac применилъ остроумный способъ уплотнешя грунта, состояний въ следующемъ: съ помощью паден!я на грунтъ особой конической тяжелой бабы онъ устроилъ рядъ колодцевъ, которые затемъ были заполнены тощимъ бетономъ, чемъ и было достигнуто уплотнеше грунта и подготовка подошвы. Первоначально, на раз-стояши 1,2 метр, центръ отъ центра вдавливались въ грунтъ на глубину около 10 метровъ колодцы, каждый въ д!аметре 0,8 метр., съ помощью ударовъ конической, внутри съ пустотой, бабы, весомъ въ 1.500 кг. и падающей съ высоты 10—12 метр. Коперъ работалъ паромъ и при каждомъ падеши баба углублялась въ грунтъ на 0, 4 метр. Зацеплеше и отцеплеше бабы было автоматическое. Когда колодецъ готовь, то его заполняли слоями щебня, заливали растворомъ, продолжая трамбоваше, но уже бабой другой формы, въ виде гранаты (гранатообразной), весомъ въ 1.000 кг. При этомъ слои щебня вдавливались въ стенки колодца, вследств!е чего д!аметръ его почти на 40 см. увеличивается и промежутки между колодцами соответственно уменьшались. Это вдавливаше щебня въ грунтъ еще более его уплотняетъ, и весь грунтъ на глубину колодцевъ превращается въ одну сплошную массу тощаго бетона. Когда баба весомъ въ одну тонну, падая съ высоты 10 м. на площадь около 3.000 см2.,
80
не производила осадки, то такое напряжете грунта принималось за достаточное для предполагаемаго здашя въ 5 этажей.
Верхшя части столбовъ связываются въ одно цЪлое сплошными бетонными слоемъ, на которомъ уже возводится кладка фундамента. Здаше, съ такимъ укрЪп-лешемъ подошвы построенное въ 1894 году, до сихъ поръ не дало ни малейшей осадки.
Затемъ такой же способъ устройства были примЪпеиъ и въ другихъ м'Ьстно-стяхъ Парижа, гдЪ обнаружился слабый грунтъ, при чемъ, вслЪдств!е меньшаго груза самыхъ здашй, глубина колодцевъ ограничивалась отъ 1,5 до 2 мет. и баба употреблялась в’Ьсомъ не въ Р/2, а въ 1 тону.
Вообще въ Парижа за материкъ для грузныхъ многоэтажныхъ строешй принимается такой, котораго споротивлеше равно отъ 3 до 7 килог. на кв. см.
Уплотнеше грунтовъ пзъ мелкаго песка, пропитапнаго водою, можетъ быть достигнуто введешемъ въ грунтъ на известную толщину цементнаго раствора. Такъ въ 1893 году Robert Harris въ Америк^ взялъ привилепю на уплотнеше грунта изъ плы-вучаго песка съ помощью впрыскивашя въ него цементнаго раствора. Насколько такой пр!емъ достигаетъ своей цЪли и съ какими связанъ расходомъ, остается еще неизсл'Ьдованнымъ.
с) Свайное оенован!е. ВЬсъ строешя можетъ быть переданъ грунту посредствомъ свай, забитыхъ не до полнаго отказа, а до извЪстнаго сопротивлешя, соотвЪтствующаго грузу, предполагаемому на каждую сваю. При этомъ свая не доходитъ до материка, который располагается на неопределенной глубинЪ, а удерживается трешемъ о мягкш грунтъ или сщЬ-плешемъ всей своей поверхности съ землей.
Такъ какъ коэффищенты сопротивлешя подобнаго рода свай весьма разнообразны и не точны, въ зависимости отъ качества грунта, то въ по-добныхъ случаяхъ или производятъ испыташе грунта пробной сваей, или руководствуются практическими правилами, имеющими всегда большой запасъ. Такъ, по опытамъ во Францш, на голову каждой такой сваи нагрузка не должна превышать 4 пуд. на каждый квадратный футъ поверхности, погруженной въ грунтъ. Ренкинъ полагаетъ для свай, удерживае-мыхъ трешемъ о грунтъ, 5V2 пудовъ на i кв. д. площади поперечнаго cis-чешя головы свай. СлЪдовательно, для сваи д!аметромъ 12", при площади поперечнаго сЪчешя равной 113 кв. д., можетъ быть предназначенъ грузъ, по проекту, въ 621 пудъ. Во всякомъ случаЪ этотъ коэффищентъ долженъ быть провЪренъ вбивашемъ пробныхъ свай въ н^сколькихъ мЪстахъ испытуемаго грунта.
Для опред^летя той нагрузки, которую въ состоянш выдержать свая, руководствуются формулой Брикса. Положимъ, что путемъ забивки пробной сваи мы получили слЪдуюцця данныя: число ударовъ и=20, погружеше отъ посл'Ьдняго удара = й = 2", высота Н подъема бабы =42", в'Ьсъ ея ^ = 24 пуд. и в^Ьсъ сваи G= 12 пудамъ; въ такомъ случаЪ безопасная нагрузка на сваю, по формулЪ Брикса, равна:
nHG / Q V 20.42 . 12 / 24 у
Р =----т— тэ-т-zy I —----------------I--I = 438 пуд. *)
5/2 xQ-^G} 5.2 \244-12/ J 7
.... „ nQH.. 1
•’•) Можно принять и болйе простую формулу р = —-— X —.
/i Z3
J
81
Въ Америке для целей устройства основаны на сваяхъ, забитыхъ не до материка, пользуются несколько иной, более сокращенной
D QH .
именно: Р=-т—г--; еслц въ это выражеше вставить те же
формулой, a
величины, то
получимъ:
и 24.42
p=dH4=224 “уд-
Следовательно, въ этомъ случай получается болышй запасъ
прочности.
Въ этой формуле величины Q и П, а также и коэффищентъ равный 2,5, остаются постоянными; изменяться можетъ только величина Л, которая задается и, въ нашемъ примЪрЪ, не должна превышать 2", определенныхъ пробной сваей. Если величина h при производстве работъ оказывается больше заданной, то тогда берутъ сваю ббльшей длины или большаго д!а-метра. Наконецъ, такъ какъ при увеличены А то можно, не изменяя размеровъ свай, увеличить ихъ число, которое определится, раз-р деляя грузъ строешя _Р0 на Р, т.-е. -^ = п.
Сваи располагаются правильными рядами (черт. 82) такъ, чтобы на нихъ нарубить деревянный ростверкъ жить бетонный слой, выше при описаши сваяхъ, забитыхъ до При отсутствш быть заменены d) Песчаное упомянуто, что грунтъ можетъ
величина Р уменьшается,
Чер. 82.
гутъ
было удобно или располо-было указано основашя на
какъ это устройства материка, воды деревянный сваи мо-винтовыми.
основан!е. Выше всякш, даже очень однако служить
было
сла-
надежнымъ основашемъ, если поверхность и этимъ настоль-единицу подошвы, насколько
уже бый
грузъ строешя передать на уширенную ко уменьшить давлеше на квадратную
это необходимо, чтобы достигнуть равновЪшя между сопротивлешемъ грунта и грузомъ строешя на ту же единицу и этимъ достигнуть полной устойчивости сооружешя. Следовательно, въ подобныхъ случаяхъ приходится делать возможно большее уширеше, а вместе съ тЪмъ и углублеше фундамента. Очевидно, что увеличивать кладку фундамента не расчетъ, но цЪль эта можетъ быть достигнута сплошнымъ вынупемъ слабаго грунта на известную глубину подъ всей площадью основашя и заменою его но-вымъ, лучшаго качества и способнаго передать воспринимаемое давлеше на большую площадь слабаго грунта, чЪмъ площадь фундамента.
Разсматривая свойства песка, мы видимъ, что въ чистомъ состояши, при средней крупности, онъ какъ нельзя более подходитъ для этой цели.
При изучены строительныхь матер 1аловъ было упомянуто, что песокъ имЪетъ способность образовать сводики и передавать давлеше на станки. Это свойство справедливо только при производств^ опытовъ въ сосудахъ незначительныхъ измЪрешй. По опытамъ капитана Niel’a песокъ хотя и не образуешь сводики на большихъ раз-стояшяхъ, но свойство это обнаруживается, когда незначительная часть дна уступаетъ
6
82
и въ такомъ случай оно (свойство) содййствуетъ равномерной передаче давлешя, перенося его на части более крйпшя того же дна. Если грунтъ, на которомъ лежитъ слой песку подается неравномерно, то песокъ по своей несжимаемости, хотя дави-мый неравномерно въ верхней своей поверхности, изменяетъ свой видъ такимъ образомъ, что на площади грунта устанавливается равновйсте.
По опытамъ Гагена можно принять, что давлеше песчанаго слоя, въ сухомъ его состояши, не заключеннаго въ искусственный стЪнки, простирается въ стороны подъ угломъ 45° (черт. 83), а при пескЪ, расположен-номъ въ водЪ,—подъ угломъ 240, при этомъ, будучи нагруженъ, свЪжена-сыпанный песокъ даетъ некоторое сжапе, но затЪмъ, когда песчинки уложатся совершенно плотно, то представляетъ изъ себя хотя и сыпучее, но совершенно несжимаемое т'Ьло.
КромЪ того, по опытамъ того же ученаго оказывается, что при постепенномъ увеличены слоя песка, первоначально увеличивается и давлеше на подошву насыпи, но затймъ, при дальнейшей насыпке, это приращеше давлешя будетъ все меньше и
Чер. 84.
меньше и наконецъ почти совершенно прекращается, какъ бы разсйивается. За этимъ пределомъ толщины песчанаго слоя дальнейшее увеличеше его не изменяетъ давлешя на подошву насыпи,—оно остается постоянными
Итакъ, слЪдовательно, главный выгоды песка з а к л ю ч ]
в ъ е гон е с жима е м ojc т шшв ъ jpaBjHO м фТГн о tEjriFp. е д а ч и да в л е-H.i л-нл^бАл ь ш у ю п л о щ а д ьд Поэтому при грунтахъ, о которыхъ идетъ
рЪчь, прим'Ьнеше песка, какъ матер!ала для устройства подошвы основа-
шя, имеетъ существенное преимущество.
Такъ какъ уголъ откоса, по которому песокъ передаетъ принимаемое на себя давлеше, равенъ 450, то заложеше откоса должно быть равно его высотЪ, поэтому толщина песчанаго слоя найдется изъ уравнешя
h = - - (черт. 84).
ЗдЪсь Z—верхняя ширина слоя, а ^—нижняя. Последняя определяется въ зависимости отъ груза строешя Р на квадр. единицу и коэффициента сопротивлешя грунта jR, изъ уравнешя
l.R = Pl, откуда
83
•Следовательно, Л, высота песчаннаго слоя, равна
7 I JP \
h — - I •
2 \Ц /
Тамъ, гдЪ имеются текуч!я грунтовыя воды, песчаное основаше во избе-жаше подмыва его, должно быть окружено шпунтовыми стЪнками или глиняными перемычками. Но лучше, въ подобныхъ случаяхъ, применять бетонное основаше. Въ грунтахъ съ неподвижной грунтовой водой песчаное основаше можетъ быть применено съ полнымъ успехомъ. Смачиваше песка и откачка воды не только не вредитъ, но, напротивъ, способствуетъ более плотному укладывашю песка и бблыпей его несжимаемости. *
При производстве песчанаго основашя необходимо иметь въ виду, что свеженасыпанный слой песка, подъ вл!яшемъ нагрузки фундаментомъ будущаго сооружешя, неминуемо даетъ осадку и темъ большую, чемъ
больше толщина слоя, поэтому необходимо работу производить, насыпая песокъ слоями толщиною не более 5—6 верш., обильно поливая ихъ водой, и утрамбовывать или укатывать каждый слой каткомъ. Матер1аломъ для песчанаго основашя долженъ быть по возможности крупный и совершенно чистый песокъ. Примесь глины даетъ неравномерную и значительную осадку.
Такъ какъ величина ширина нижняго основашя песчанаго слоя, выводится въ зависимости отъ _В, которое въ слабыхъ грунтахъ можетъ быть очень незначительно, вследств!е чего потребуется очень большая глубина песчанаго основашя, то, съ целью уменьшешя этой глубины, уве-личиваютъ Z, т.-е. ширину верхняго основашя песчанаго слоя. Для этой цели фундаментъ ведутъ уступами, какъ показано на черт. 85.
Что касается размеровъ уступовъ или уширешй фундамента, то ширина ихъ I (черт. 85а) должна быть въ известномъ определенномъ отно-шенш къ ихъ высоте h и не переходить известнаго предела; практически этотъ пределъ не долженъ переходить 72, т.-е. уголъ а не долженъ быть 6*
84
болЪе 270. Мы уже упоминали о томъ, что уширеше должно быть въ пре-дЪлахъ угла въ 25° къ вертикальной лиши.
Увеличивая JR, можно также уменьшить 1г.
Это достигается уплотнешемъ подошвы подъ песчаной насыпью однимъ изъ способовъ, указанныхъ выше, такъ, напримЪръ, втрамбова-шемъ кирпичнаго или каменнаго щебня. Терраса при храме Христа Спасителя въ Москве устроена на песчаномъ основаше, при чемъ подошва насыпи, т.-е. дно вырытаго котлована, была уплотнена втрамбовашемъ каменнаго щебня, чЪмъ было достигнуто увеличеше сопротивлешя грунта въ 2 раза противъ неуплотненнаго грунта; при всемъ этомъ высота песча-наго основашя все же потребовалась въ 1V2 саж.
е) Бетонное основаше. Нередко устройство основашй въ слабомъ грунте, въ особенности въ случай отсутств!я на известной глубине по-стоянныхъ грунтовыхъ водъ, ниже горизонта которыхъ возможно было бы заложить деревянное укрЪплеше подошвы сваями или ростверкомъ,— бетонный слой, совместно съ надлежащимъ уширешем^ и углубле-шемъ подошвы, является единственнымъ вЪрнымъ средствомъ для дости-жешя вполне прочнаго и устойчиваго основашя даже подъ весьма груз-ныя строешя. Драгоценное свойство гидравлическаго бетона затвердевать во всемъ своемъ массиве и превращаться въ сплошной монолитъ, прюбре-тающш сопротивлеше и прочность, равную многимъ горнымъ породамъ, удобство и легкость производства работы, возможность придать массе какую угодно форму и каюя угодно поперечный измерешя,—делаютъ этотъ-матер1алъ во многихъ случаяхъ незаменимым^ и остается только удивляться сравнительно незначительному у насъ распространешю его. Правда, что при той пропорщи составныхъ частей, которая обыкновенно употребляется,, стоимость бетона значительно дороже бутовой кладки, но удешевлеше его весьма возможно, стоитъ только, не въ ущербъ его прочности, изменить пропорщю составныхъ частей, т.-е. уменьшить количество входящаго въ его составъ дорого стоящаго цемента. Остальные матер!алы, входящие въ составъ бетона, принадлежатъ къ числу очень недорогихъ, а иногда имеются въ распоряжеши строителя за 7ю часть ихъ стоимости. Напримеръ: щебень оставшийся отъ разборки старыхъ здашй, песокъ хорошаго качества, добываемый поблизости и проч. На 2-мъ съезде зо^ихъ въ Москве проф. Белелюбскш, въ своемъ докладе объ испытании строительныхъ ма-тер!аловъ, коснулся вопросовъ о составлены тощихъ, а следовательно и наиболее дешевыхъ, цементныхъ растворовъ съ помощью смеси разной крупности песка съ цементомъ, при чемъ сопротивлешя этихъ тощихъ растворовъ, при известной пропорщи составныхъ частей, не уступаютъ, по его наблюдешямъ, дорого стоящимъ жирнымъ растворамъ. То же что объ растворахъ можетъ быть сказано и по отношешю къ бетону, такъ какъ здесь ту роль, которую играетъ чистый цементъ въ растворе, сцепляя частицы песка, исполняетъ цементный растворъ или, вернее, та смесь цемента съ пескомъ, которая входитъ въ составъ бетона.
Бетонъ есть конгломератъ, состояний изъ кирпичнаго или каменнаго
85
щебня съ промежутками, заполненными цементнымъ растворомъ, служа-щимъ связью между отдельными щебенками. Крепость бетона зависитъ •отъ крепости и силы сцЪплешя со щебнемъ затвердЪвшаго раствора, такъч какъ крепость самой щебенки, въ особенности, если она приготовлена изъ естественна™ камня, можетъ быть принята a priori достаточной. На этомъ основашй, прй проверке крепости приготовленнаго бетона, всегда испытывается сила сцеплешя ис опротивлеше давлешю только цементнаго раствора, входящаго въ его составъ.
Итакъ, все удешевлеше бетона должно заключаться, главнымъ образомъ, во-1-хъ, въ составлены не въ ущербъ прочности наиболее тощаго цементнаго раствора, съ пескомъ разной крупности, и, во 2-хъ, въ уменьшены промежутковъ или пустотъ между щебенками, а это уменьшаете, такъ же какъ и въ растворахъ, достигается путемъ приготовлешя бетона изъ щебня разной величины, где крупные промежутки заполняются более мелкимъ щебнемъ, между которымъ помещается щебень еще более мелкы. Въ этомъ отношены мы находимъ чрезвычайно интересный сведешя въ немецкой технической литературе» Такъ Dyckerhoff произво-дилъ испыташе бетонныхъ брусковъ, приготовленныхъ изъ смеси порт-ландскаго цемента, песка и каменнаго щебня, крупность котораго применялась въ пределахъ отъ 5 до 30 мм. Пробы подвергались первый день затвердевашю на воздухе, съ надлежащимъ предохранешемъ бетона отъ высыхашя, а затемъ 27 дней въ воде. При этомъ получились следующее результаты (табл. 4.):
Таблица IV.
Пропорция составныхъ частей по объему. Сопротивл. раздроблешю.
Цементъ. Песокъ. Щебень. На 1 кв. сайт, въ килогр. На 1 кв. д. въ пудахъ.
Бетонъ № 1 . 1 2 3 196,2 78,48
№ 2 1 2 5 170,5 68,20
Растворъ К 1 . 1 2 — 151,8 60,72
Бетонъ Ко 3 . 1 3 5 116,6 56,64
Растворъ К 2 . 1 3 — 98,8 39,52
Бетонъ № 4 . 1 4 5 90,6 36,24
» К 5 . 1 4 8V2 86,0 34,40
Растворъ К 3 . 1 4 — 75,2 30,08
Бетонъ К 6. 1 — 5 69,9 27,96
Изъ этой таблицы мы видимъ:
i) Что хорошо приготовленный бетонъ имеетъ несколько большее •сопротивлеше, чемъ даже растворъ, въ составъ его входящы (бетонъ К°К° г я 2 и растворъ № i).
86
2) Что бетонъ, составленный изъ щебня и чистаго цемента, раствора безъ примеси песка, имеетъ меньшее сопротивлеше, чЪмъ съ пескомъ (бетонъ №№ 4 и 6); это объясняется темъ, что пустоты и места соприко-сновешя между щебенками не заполняются растворомъ, котораго для этой ц'Ьли недостаточно.
Очевидно, если бы мы взяли такой объемъ чистаго цементнаго раствора, какой необходимъ для заполнешя промежутковъ между щебенками, то получили бы очень крепкую массу, но для этого необходимо на i объемъ щебня не */5, а почти У2 объема цементнаго раствора, что предста-вляетъ очень дорогую смесь.
3) Уменыпеше примеси щебня до извЪстнаго предала—не экономично, такъ какъ при этомъ крепость увеличивается незначительно, тогда какъ стоимость увеличивается въ значительно большей степени. Это больше всего бросается въ глаза изъ сравнешя бетоновъ №№ 4 и 5 (1-I-4-I-5 и I 4~4~Ь81/2), где последняя смесь, несмотря на значительное количество щебня, имеетъ весьма малую разницу въ крепости сравнительно съ дорого стоящимъ бетономъ 4.
Далее, тотъ же ученый, для того, чтобы испыташя ближе подходили къ услов!ямъ приготовлешя бетонныхъ массивовъ на практике, пригото-вилъ образцы пробъ длиною одинъ метръ изъ бетона, со щебнемъ различной крупности отъ 5 до 45 мм., при чемъ объемъ пустотъ такого щебня = 50% отъ своего объема. Испыташя надъ этими пробами, затвердевшими на открытомъ воздухе въ течеше 7 мЪсяцевъ, дали слЪдуюпце результаты (табл. 5):
Таблица V.
Пропорщя составныхъ частей по объему. Сопротивл. на сжат!е.
Цементъ. Песокъ. Щебень. На 1 кв. сайт, въ килогр. На 1 кв. д. въ пудахъ.
Бетонъ № 1 . . । | । 1 3 6 140,0 56,0
№ 2 . . 1 4 8 121,2 48,48
„ № з . .; I 1 5 10 94,1 37,64
Изъ этой таблицы мы видимъ, что даже при составе бетона, въ 1<о-торомъ цементъ составляетъ 16-ю часть отъ всего объема, сопротивлеше его чрезъ 7 мЪсяцевъ затвердЪвашя на воздухе—37,64 пуда на кв. д., т.-е. болЪе средней нормы сопротивлешя московскаго кирпича, такъ какъ при испыташи въ Московскомъ Архитектурномъ Обществе только машинный кирпичъ завода Якунчикова далъ 50 пудовъ на кв. д.; остальные заводы отъ 25 до 35 пудовъ, не болЪе. Кладка изъ такого кирпича на известко-вомъ растворЪ даетъ сопротивлеше не более 12 пуд. на кв. д.
Толщина бетоннаго слоя зависитъ отъ груза строешя, отъ равномерности распределешя давлешя частей сооружешя, отъ однород-
87
служить водонепроницаемымъ дномъ, под-
Чер. 86.
ности грунта и отъ состава самаго бетона. Эта толщина для обыкно-венныхъ гражданскихъ сооружены изменяется отъ 0,25 до 0,50 сажени и болЪе. Прочное сопротивлеше. бетона на переломъ принимается отъ 3-хъ до 5 кг. на кв. см., если составъ его—5 частей песку, i ч. цемента и 5 ч. кирп. щебня. Коэффищентъ на сжапе, какъ мы видимъ изъ табл. 4 и 5, изменяется въ зависимости отъ твердости щебня и состава самаго раствора *). Если бетонъ долженъ верженнымъ действго напора грунтовыхъ водъ, то его толщина определяется изъ ур—шя: 77 #
Л = откуда е = —; зде сь
(черт. 86) Н — высота напора грунтовыхъ водъ, давящихъ на кв. ед. бетоннаго слоя, е— толщина этого слоя и у— относительный весъ бетона, принимаемый = 2. Такъ какъ вода при просачиваши черезъ грунтъ встречаетъ препятств!я вследств!е сопротивлешя меж
ду частицами грунта, то яв-
ляется соответствующая потеря напора, которая принимается =
л Я
след., е = —.
27
Обрезы бетоннаго слоя принимаются отъ до 3/4 высоты всего слоя.
Въ Ротердаме и другихъ городахъ Голланды, отличающихся слабымъ грунтомъ, бетонныя основашя чрезвычайно распространены и делаются весьма значительной толщины и ширины, съ большими обрезами, что обу-словливаетъ равномерную осадку строешя, хотя, можетъ быть, и очень зна-
чительную. Неравномерная нагрузка или неоднородность самаго грунта можетъ вызвать ломаюпце моменты фундамента.
Толщина бетоннаго слоя, въ зависимости его сопротивлешя на переломъ, определяется ур—шя: 7
Л/шахС-Б, = а есть наиболышй ломающы
Чер. 87.
отъ
изъ
мо-отъ
грузовъ и более сла-
здашя, расположешя сосредоточенныхъ
здесь М max
ментъ, который определяется въ зависимости плана
быхъ частей грунта; I—моментъ инерщи поперечнаго сечешя бетон
наго слоя, при чемъ, если поперечное сечеше его прямоугольно (чер.
*
87), что въ большинстве случаевъ и бываетъ, то I——, где h—высота, а
*) Если принять составъ бетона 1:3:5, то сопротивление его на сжат!е, считая восьмикратную прочность, можетъ быть принято =12 кг. на см.
88
Ъ—ширина слоя; а=разстояшю отъ наиболее растянутаго слоя до нейтральной оси, проходящей чрезъ центръ тяжести поперечнаго сЪче-
7г тэ
Н1я и =—; Jti—прочное сопротивлеше матер!ала на разрывъ. Если д з
й = 1, то 1=— и вышеприведенная формула получитъ сл'Ьдуюшдй видъ:
I Jlfmax. ha2 7г2
a R 12Й 6’
откуда
7 /6 .Л/max.
h=v —в—
Что касается самого производства работъ по устройству бетоннаго основашя, то въ этомъ отно-шеши точность и правильность работъ имЪетъ громадное значеше. Необходимо тщательно перемешивать составныя части бетонной массы, а затЪмъ наносить на приготовленную подошву слоями не болЪе 4—5 верш, толщиной и плотно утрамбовывать, такъ какъ при большей толщинЪ слоевъ трамбо-ваше не достигаетъ цели. Кроме большей плотности бетона, а следовательно большей крепости массы, трамбоваше необходимо въ эко-номическомъ отношеши въ смысле меньшей затраты цементнаго раствора, въ виду того, что при трам-бованш происходитъ уменьшеше пустотъ между щебенкой на 20— 25%, а следовательно, въ томъ же количестве потребуется и растворъ для заполнешя этихъ пустотъ.
Если при устройстве бетоннаго основашя или вообще укреплешя подошвы встретится обильная грунтовая вода, которую трудно удалить откачкой, то по сторонамъ фундаментнаго рва забиваютъ дощатый шпунтовый рядъ и вычерпываютъ грунтъ на необходимую глубину. Затемъ, не выкачивая воду, наносятъ на дно рва слой бетона съ помощью подвижной воронки, чемъ и предохраняютъ бетонъ отъ размывашя.
89
Воронки могутъ быть устроены такъ, какъ это, напримЪръ, было сделано при устройстве гавани на фарфоровомъ заводе въ Шарлоттенбурге (черт. 88 А и В), а именно: вдоль рва были забиты два параллельныхъ ряда шпунтовыхъ досокъ, чтобы оградить отъ текучей воды, при разстоя-ши между рядами, равномъ ширина бетоннаго слоя. Воронка была сделана S изъ толстыхъ досокъ и двигалась на четырехъ каткахъ (тт) по верхнимъ насадкамъ шпунтовыхъ рядовъ. Толщина слоя бетоннаго основашя равнялась i,i метра, поэтому бетонъ наносился двумя слоями, вываливаясь, благодаря наклону передней стенки воронки и равномерности движешя ея, ровнымъ слоемъ, надлежащей толщины, на выравненную подошву фундамента. Верхнш край воронки находился значительно выше обыкновеннаго горизонта воды и работа производилась вполне успешно. Когда былъ на-несенъ первый слой, то катки располагались ниже на соответствующая оси и этимъ давалась возможность погружать следуюшш слой.
Уже после нанесешя перваго слоя, при обыкновенныхъ услов!яхъ, можно начинать откачку воды, такъ какъ заграждеше съ боковъ шпунто-вымъ рядомъ, а снизу бетоннымъ слоемъ служитъ достаточнымъ предо-хранешемъ отъ обильнаго притока воды. Затемъ, или продолжаютъ наносить второй и третш cnott бетона, или начинаютъ кладку фундамента. Такой способъ производства работъ применяется и въ томъ случае, если встретятся ключи; бетонъ ихъ закрываетъ и отводитъ въ сторону.
§ 8-
Фундаменты. По форме или по внешнему виду фундаменты разделяются на: i) сплошные, т.-е. устроенные сплошь подъ всемъ здашемъ или по всей площади, занимаемой планомъ строешя; 2) въ виде отдель-ныхъ фундаментовъ, устраиваемыхъ только подъ стены, и 3) въ виде столбовъ, размещенныхъ въ некоторомъ разстоянш другъ отъ друга.
Сплошные фундаменты, составляя одинъ общш слой подъ щЬ-лымъ строешемъ, требуя слишкомъ значительнаго количества каменной кладки, обходятся дорого, и поэтому применяются лишь для монументаль-ныхъ здашй. Если слой сплошного фундамента имеетъ достаточную высоту и хорошо сложенъ, т.-е. подходитъ къ монолиту, то различный части строешя, на него поставленный, даже при неравномерно сжимаемомъ грунте не будутъ оседать отдельно, несмотря на нихъ различный весъ, если только толщина слоя достаточна для сопротивлешя перелому, следовательно, при такомъ устройстве фундамента, достигается равномерная осадка въ большей степени, чемъ при употреблены фундамента въ виде стенъ. Сплошной фундаментъ делается въ томъ случае, когда ширина его основашя, по расчету веса строешя и составу грунта, должна быть увеличена более, чемъ въ з раза противъ ширины стенъ. Фундаментъ Исаашевскаго собора въ Петербурге—сплошной; глубина его — 3 сажени i арш. и простирается за пределы сооружешя въ плане на i саж.
Сплошной фундаментъ, сложенный на гидравлическомъ растворе, вы-годенъ еще въ томъ отношеши. что представляетъ слой, предохраняюшдй
90
сооружение отъ грунтовой сырости. Для подобныхъ фундаментовъ бе-тонъ представляетъ наилучшш матер5алъ, такъ какъ посл'й затверд'Ьвашя образуетъ сплошной камень.
Фундаменты въ в и д Ъ стiнъ располагаются только подъ стенами здашя, поэтому и ихъ размеры по ширинЪ и длинЪ зависятъ отъ размЪровъ самыхъ стЪнъ, такъ:
а) Ширина верхней поверхности фундамента дЪлается равной ширинЪ цокля съ нЪкоторымъ запасомъ, отъ чего образуются уступы съ одной или съ двухъ сторонъ, называемые обрЪзомъ. ОбрЪзы дЪлаются различной величины, смотря по матер!алу, употребляемому на кладку фундамента, для бутоваго камня 4 верш., для кладки изъ кирпича-жел±зняка отъ 1% до з верш. Вообще образы обезпечиваютъ надлежащие размеры основашя для стЪнъ на случай неточности и ошибокъ въ каменной клад-кЪ фундаментовъ, предупреждая свЪшиваше стЪны съ фундамента, и вм^ст^ съ тЪмъ это уширеше идетъ въ пользу прочности основашя.
Чер. 89.
Чер. 90.
Ь) Высота фундамента зависитъ: г) отъ глубины залегашя материка; 2) груза строешя; 3) отъ лиши промерзашя почвы, и 4) отъ высоты под-вальнаго этажа, при чемъ подошва фундамента должна лежать ниже пола, подвала, по качеству грунта, отъ i арш. и болЪе. Это необходимо для из-бЪжашя выдавливашя грунта изъ-подъ подошвы основашя, о чемъ уже было говорено выше.
с) Ширина фундамента при встрЪчЪ его съ подошвой строешя бы-ваетъ или равна ширинЪ верхней его поверхности или нисколько шире; она находится въ зависимости отъ качества грунта и груза строешя, какъ это было объяснено выше. При устройств^ фундамента съ уширешемъ къ низу получается форма трапещи, симметричной относительно вертикальной лиши (чер. 89, 90).
Форма симметричная переходитъ въ несимметричную, когда:
I. Фундаментъ долженъ прилегать къ существующему строешю (черт. 90).
2. Когда устраивается подвальное помЪщеше съ услов!емъ устранешя откосовъ, обращенныхъ внутрь и стЪсняющихъ самое помЪщеше (черт. 91).
91
3- Когда фундаментъ подверженъ дЪйствш наклонной или горизонтальной силы, стремящейся произвести вращательное движете около вн±ш-няго ребра (черт. 91а).
Чер. 91.
Чер. 91 а.
Обыкновенно фундаменты им^юдъ уступчатую форму (черт. 92), сохраняя въ обшихъ лишяхъ форму трапещи. Подобный видъ поперечнаго
Чер. 92.
С'Ьчешя фундаментъ принимаетъ въ томъ случаЪ, если подошва его должна быть уширена, или если онъ складывается изъ разнородныхъ матер!аловъ
92
(черт. 92), такъ, напр., изъ бетона, бутоваго камня и изъ кирпича, при чемъ при переходе отъ одного матер!ала къ другому делаются обрезы или уступы.
По вышеизложеннымъ правиламъ нужно, чтобы равнодействующая встречала подошву фундамента возможно близко къ ея средине или по крайней мере не выходила бы изъ средней трети ширины подошвы, (чер. 91а), иначе можетъ произойти неравномерное сжапе грунта. Такимъ образомъ при несимметричной форме поперечнаго сечешя, напримеръ, при устройстве подвальныхъ этажей, эта цель отчасти достигается уширешемъ фундамента ниже пола подвальнаго помещешя, т.-е. при отсутствш обреза въ верхней части фундамента делается уступъ ниже пола подвальнаго этажа до такого предела, чтобы разстояшя въ одну и другую сторону отъ оси были по возможности одинаковы. Вотъ тоже одна изъ причинъ, почему ниже пола подвальнаго этажа фундаментъ углубляется не менее, какъ на одинъ аршинъ.
Смешанные виды фундаментовъ, какъ показано на черте-жахъ 93 и 94, устраиваются преимущественно при глубокомъ залегаши
Чер. 93.
Чер. 94.
подошвы основашя для экономш въ каменной кладке, а также для поддер-жашя внутри строешя колоннъ или отдельныхъ подпоръ. Здесь мы ви-димъ комбинащю фундамента въ виде стенъ и фундамента въ виде столбовъ. При близкомъ положены столбовъ одинъ отъ другого подъ ними можетъ быть устроенъ непрерывный фундаментъ для передачи давлешя на всю площадь (черт. 93); при более значительномъ разстоянш оказывается более выгоднымъ употреблять для этой цели обратный арки (черт. 94).
Фундаменты подъ котлы и паровыя машины. Фундаменты подъ котлы въ сухихъ грунтахъ устраиваются по общему способу и возводятся изъ бетона, бутоваго камня или изъ кирпича—безразлично.
Такъ какъ котелъ, наполненный водой, вместе съ обмуровкой пере-даетъ на грунтъ давлеше, не переходящее 0,25 пуда на кв. д., то при грунтахъ второго разряда, т.-е. песчаныхъ, глинистыхъ и суглинистыхъ, име-ющихъ сопротивлеше, значительно большее этой величины, — искусственное укреплеше подошвы не требуется и кладка возводится непосредственно на оголенный грунтъ, выравнявъ его подъ ватерпасъ. При грунтахъ 3-го разряда, требующихъ глубокихъ фундаментовъ или особеннаго укрепления подошвы искусственнымъ ея уплотнешемъ, грузъ котловъ выгоднее
93
передать на фундаменты самаго котельнаго здашя съ помощью желЪзныхт> балокъ или каменныхъ арокъ, или же путемъ подв'Ьшивашя котла вместе съ обмуровкою къ стропильнымъ фермамъ или потолочн. балкамъ.
Работы значительно усложняются, если въ грунте встречается вода, которая не можетъ быть удалена дренажемъ, а между тЪмъ необходимо принять надлежащая мЪры къ ея устранешю, въ видахъ предохранешя отъ сырости котельной кладки и дымоходовъ. Приходится устраивать бетонный ящикъ, который и служитъ основашемъ для котла съ обмуровкою, при чемъ всЪ четыре стЪнки этого ящика должны возвышаться на несколько дюймовъ надъ уровнемъ самаго высокаго стояшя грунтовыхъ водъ. Какъ дно ящика, такъ и стенки должны быть сделаны изъ гидравлическаго бетона. Чемъ жирнее бетонъ и чемъ толще стенки, темъ больше непроницаемость ящика. Крупность песка тоже имеетъ значеше, такъ какъ замечено, что мелкш песокъ даетъ меньшую проницаемость, поэтому бетонъ следуетъ приготовлять безъ примеси щебня. По наблюдешямъ Dy-ckerhoft’a нижеследуюшдй составъ (по весу) песчанаго бетона, при толщине стенки въ 15 мм., оказался непроницаемымъ *):
г ч. цемента, i ч. песка
г „ „ 2 „ „ 7? ч. известк. теста.
» » 3 » я » » »
» » 5 » » /2 » » »
I Я » 6 Я я я • я я
Очевидно, что такая толщина стенки непроницаема лишь при лабо-раторныхъ опытахъ въ малыхъ размерахъ. Всякш знаетъ изъ практики, что даже при незначительномъ напоре воды уже трудно отъ нея огородиться бетономъ обыкновеннаго производства; поэтому менее ю см. толщину стенокъ бетоннаго ящика не делаютъ.
Во всякомъ случае наблюдешя Dyckerhoff’a интересны, какъ указашя на то, что и съ помощью смешаннаго раствора можно достигнуть непроницаемости стенки.
Бетонъ, немедленно по его набивке, подвергнутый действ!ю напора воды, нередко пропускаетъ воду, но затемъ эта проницаемость, по мере его затвердевашя, совершенно пропадаетъ. Поэтому, если есть возможность производить работу бетоннаго ящика при низкомъ стоянш грунтовыхъ водъ и дать ему время совершенно затвердеть (28 дней), то пропор-щю песка въ вышеозначенныхъ смесяхъ можно на i ч. увеличить или на части уменьшить количество известковаго теста.
При значительной высоте подпора воды вернее устраивать ящикъ изъ котельнаго железа тщательной клепки, съ укреплешемъ ребрами изъ тавроваго или углового железа. Къ подобнаго рода железной или бетонной конструкщи нередко приходится прибегать при расположены кот-ловъ центральнаго отоплешя въ подвальномъ этаже, такъ какъ полъ котельной въ большинстве случаевъ необходимо понизить по крайней мере
*) Der Portland-Cement mid seine /\nwendung ini Bauwesen. s. 67.
94
на з арш. ниже пола подвала, а следовательно, опуститься на 7 или на 8 арш. ниже горизонта земли. На такой глубине почти всегда можно встретить грунтовый воды.
Если грунтовый воды не постоянны, а появляются лишь временами, то ихъ можно удалять перюдической откачкой. Для этой цели въ самомъ пониженномъ месте котельной устраиваютъ колодецъ глубиною отъ 2 до 3 ф. и устанавливаютъ ручной насосъ, которымъ и выкачиваютъ воду.
Конструкщя и размеры фундаментовъ подъ паровыя машины зависятъ не только отъ ихъ груза и отъ качества грунта, но глав-нымъ образомъ отъ силы ударовъ и сотрясешя, которыми сопровождается работа машины, поэтому необходимо придать фундаменту такой массивъ, который бы своимъ весомъ могъ противостоять и уменьшать сотрясешя машины, прикрепленной къ нему болтами. Размеры всехъ частей машины соответствуют величине парового цилиндра, поэтому глубина фундамента определяется въ зависимости отъ д!аметра (D) поршня. Такъ при грунтахъ второго разряда эта глубина принимается въ пределалъ отъ 4,5 D до 9 D, смотря по тому, претерпеваетъ ли машина слабые или сильные сотрясешя или удары.
Длина болтовъ, коими прикрепляется рама къ фундаменту, изменяется тоже въ зависимости отъ машины, отъ 3,5 D до 7 D или среднее отъ 4 до 5 D. Д1аметръ болтовъ определяется изъ следующей эмпирической формулы.
8 = 0,025 D-{“24 мм-
Матер1аломъ для фундаментовъ подъ машины можетъ быть бутовая или кирпичная кладка, сложенная на цементномъ или смешанномъ растворе, со введешемъ въ кладку прокладныхъ плитъ черезъ каждые 5—6 рядовъ кирпича, съ устройствомъ перваго слоя изъ цементнаго монолита, толщиною въ 7б отъ всей высоты фундамента.
Въ грунтахъ слабыхъ, имеющихъ постоянный грунтовыя воды, подошва основашя можетъ быть укреплена лежнями изъ бревенъ, стесанныхъ на два канта и положенныхъ съ промежуткомъ, равнымъ дерева; пространство между бревнами затрамбовывается щебнемъ, ашоверхъ настилается сплошь досками толщиною въ 2% д. При этомъ все эти работы и дальнейшее возведете клади фундамента производятся съ откачкою воды, чтобы дать возможность полнаго удобства для тщательнаго исполнешя работы.
Форма фундаментовъ подъ паровыя машины или станки весьма несложна и имеетъ видъ уширяющагося книзу массива (черт. 95 и 96). Для закреплешя болтовъ делается или внутренняя галлерея А. съ лазомъ В (на черт. 96 показанъ пунктиромъ), или печурки end помещаются снаружи фундамента. Въ последнемъ случае болты вставляются въ продолговатое отверспе, которымъ снабжается шайба К (черт. 97), и когда болтъ дойдетъ до печурки, то его поворачиваютъ, при чемъ его головка прини-маетъ положеше, показанное на черт. 97.
Матер1аломъ для фундаментовъ можетъ служить правильная и плотная бутовая или кирпичная кладка на цементномъ растворе, при чемъ
95
кирпичъ долженъ быть полужелЪзнякъ, правильной формы. Еще проще и вполне целесообразно употреблять въ подобныхъ случаяхъ бетонные массивы при составе бетона: i ч. цем., 3 ч. песка и 4 ч. кирпичнаго или ка-меннаго щебня.
При производстве работъ по возведешю фундамента подъ машину следуетъ соблюдать особенную правильность и точность. Обыкновенно, съ того завода, где заказана паровая машина, присылается деревянная рама, прочно сделанная изъ досокъ толщиною отъ i до 1х/2 дюймовъ, на которой начерчены, кроме плана фундамента, еще и главный лиши горизонтальной проекцш машины, намечены и просверлены дыры для болтовъ. Эту раму располагаютъ на козлахъ надъ фундаментной ямой на такой высоте, чтобы при кладке последняго ряда кирпича оставалось еще достаточное место для удобной работы каменщиковъ. Затемъ приготовляютъ деревянные бруски квадратнаго сечешя, равнаго сечешю отверста для фундамент-ныхъ болтовъ, длиною равною высоте фундамента, и подставляютъ каж
Чер. 97.
дый брусокъ подъ раму, положенную на козлахъ такъ, чтобы его ось была вертикальна и совпадала съ центромъ отверста для болта въ раме. Бруски должны быть гладко обстроганы, чтобы по возведеши фундамента ихъ можно было легко вытащить. *
Прежде всего выкладываются те несколько рядовъ кладки, въ кото-рыхъ заключаются каналы для доступа къ болтовымъ чекамъ, и эти каналы перекрываются крупными камнями или чугунными плитами. Каналы идутъ горизонтально отъ наружныхъ очерташй фундамента до болтовыхъ отвер-стш; ширина и высота ихъ въ небольшихъ фундаментахъ 8—12 дюймовъ, въ большихъ же они делаются такихъ размеровъ, что въ нихъ можетъ пролезьть человекъ особенно если, по размерамъ фундамента и положешю болтовыхъ отверстш, длина каналовъ выходитъ велика и нельзя черезъ нихъ достать до болта рукою.
Затемъ продолжаютъ кладку выше, проверяя, не сдвинулась ли съ места рама и совпадаетъ ли направлеше брусковъ съ отвесомъ и съ по-ложешемъ болтовыхъ отверстш въ раме и плитахъ, перекрывающихъ печурки.
У п р у г i е фундаменты. Части, подверженный сильнымъ ударамъ, какъ, напр., паровые молоты, для исправнаго действ!я требуютъ упругихъ
96
Чер. 98.
фундаментовъ. Въ подобныхъ случаяхъ обыкновенно употребляютъ деревянныя подкладки въ виде горизонтальныхъ брусьевъ, расположенныхъ въ нисколько рядовъ одинъ надъ другимъ, или же устраиваютъ массивъ изъ асфальтоваго бетона, состоящаго изъ асфальтовой мастики, смешанной въ горячемъ состояши съ каменнымъ щебнемъ въ пропорши половина на половину. Величина камешк^въ должна соответствовать размЪрамъ обыкновенна™ шоссейнаго щебня.
На черт. 98 показанъ въ разрезе небольшой паровой молотъ, в^сомъ въ loo пуд., съ основашемъ подъ наковальнею изъ горизонтально расположенныхъ рядовъ брусьевъ, стянутыхъ болтами по ихъ толщине. Этотъ деревянный массивъ, называемый подстуломъ, основанъ на бетонномъ слое, расположенномъ подъ всей подошвой фундамента.
Промежуточный слой изъ деревянныхъ брусьевъ хотя и оказывается весьма полезнымъ, но тЪмъ не менее при такомъ устройстве толчки и шумъ остаются еще довольно чувствительными. Самымъ действительнымъ средствомъ тамъ, где желательно возможно совершенное устранеше ударовъ и шума, оказывается изолироваше посредствомъ прокладокъ изъ каучука. Последшй применяется въ виде рессоръ, клапановъ, подушекъ и прокладокъ.
Если постаментъ машины не связанъ съ фундаментомъ болтами, то каучукъ прокладывается между этими частями просто въ виде изолиру ющаго слоя, тогда машина совершенно отделена отъ фундамента промежуточнымъ слоемъ каучука и этимъ действительно достигается полная изолящя относительно распространешя шума и сотрясены, но зато при этомъ часто страдаетъ устойчивость механизма. Для избежашя этихъ неудобствъ и достижешя прочной связи между машиною и основашемъ, ихъ, какъ мы видели, обыкновенно связываютъ болтами; въ такомъ случае прокладки употребляются ^не въ виде сплошного слоя, а вводятся въ виде каучуко-выхъ параллелепипедовъ или кружковъ въ местахъ прикреплешя болтовъ къ нижней подушке (черт. 99). Но при этомъ болты переносятъ сотрясешя верхней плиты на нижнюю, и изолящя нарушается. Кроме того, прокладки сильно сжимаются и при плохомъ качестве каучука вскоре npi-обретаютъ свойство вполне твердаго," неупругаго тела и перестаютъ исполнять свое назначеше.
При употреблены каучуковыхъ прокладокъ указывается на необходимость полной из о ля ц1и, подобно электрической, т.-е. такой, при
97
которой изолируемыя мелалличесюя части совершенно не соприкасаются. Употребляя, напр., болты, ихъ окружаютъ каучуковыми цилиндрами, а подъ гайки подкладываютъ каучуковый шайбы (черт. тоо).
Каучукъ слЪдуетъ употреблять лучшаго качества, средней плотности и однородной выварки, который выдерживаешь до разрыва не мешке 35 кг. на кв. см. Каучукъ хорошаго качества, употребленный въ благопр!ятныхъ услов!яхъ, долговЪченъ почти безъ предала. Въ закрытомъ пространстве, не имея свободы раздаватся въ стороны каучукъ совершенно не сжимаемъ. Для обнаруживашя эластическихъ свойствъ каучуковыя прокладки должны получить такую форму, которая позволяла бы имъ свободно расширяться. Таюя формы можно придумать самыя разнообразный; но чаще всего употребляются отрезки полыхъ цилиндровъ. Не слЪдуетъ слишкомъ нагружать каучукъ, тогда онъ теряетъ упругость. При хорошихъ каче-ствахъ каучука надо принимать для расчета размеровъ давлеше отъ 2 до 8 килограм. на кв. см. На-
именьшая нагрузка употребляется для ослаблешя уда-ровъ; наибольшая—для ма-шинъ, дЪйствующихъ правильным^ равномЪрнымъ ходомъ, безъ ударовъ, какъ, напр., вентиляторы. Для на-сосовъ надо взять среднюю величину.
Подъ дЪйстемъ удара
каучукъ сжимается въ те-
чете нЪкотораго момента времени и такимъ образомъ какъ бы растягиваешь ударъ, превращая его въ давленье *).
Устройство подвальныхъ этажей и предохранеше ихъ отъ сырости. Подвальнымъ этажомъ называется такое помЪщеше, которое или на всю свою высоту, или на половину располагается ниже горизонта земли. Поэтому все наружный стены подвала съ одной стороны примыкаютъ непосредственно къ грунту, что ставитъ ихъ въ особыя, неблагопр!ятныя услов!я.
Уже на глубине i фута отъ поверхности земли, даже въ самое сухое время года, мы замЪчаемъ въ грунте некоторую влажность, которая является вслгЬдств!е выпадающихъ дождей и таяшя снега. Если вода эта, проникая черезъ грунтъ, встречаешь водонепроницаемый слой, то она накопляется на немъ въ виде, такъ - называемой, грунтовой воды, иногда обнаруживающейся уже на глубине отъ i до РД арш. отъ поверхности земли, следовательно, располагается выше лишй промерзашя грунта. Въ подобныхъ случаяхъ, даже при отсутствш подвальнаго этажа, для сохра-
*) Подробности о значеши каучука для упругихъ фундаментовъ подъ машины изложены въ статыЬ II. Сальмановича „Основашя и фундаменты" въ руководств^ по Гражданскому Зодчеству. Ст. 63.
98
нешя самаго фундамента безусловно необходимо понизить уровень грунтовыхъ водъ путемъ дренирован!я почвы, такъ какъ иначе вода, проникая въ кладку фундамента и замерзая въ немъ, будетъ его разрушать. Если же имеется подвальный этажъ, то удалеше грунтовой воды тЪмъ более необходимо. Къ сожалЪшю, не всегда и не везде возможно дренировать местность; нередко полъ подвала располагается ниже горизонта рЪки или озера; въ такомъ случае дренажъ будетъ не отводить, а приводить воду.
Въ обыкновенныхъ же случаяхъ всегда является возможность отвести воду изъ дренажа если не въ канализащю, то въ особо вырытый для этой цЪли колодецъ или вообще къ наиболее пониженному месту. При этомъ дренажныя трубы неболыпаго д!аметра располагаются ниже пола подвала въ уровень съ подошвой фундамента, вокругъ всего здашя снаружи, съ небольшимъ уклономъ въ одну сторону и соединяются съ общимъ кол-лекторомъ. На поворотахъ и черезъ каждыя 5 саж. устраиваются смотровые колодцы.
Вместо дренажныхъ трубъ для той же цЪли можетъ служить каменный щебеночный дренажъ, въ виде закрытыхъ канавъ, вырытыхъ на глубину ниже пола подвала или подошвы фундамента и заполненныхъ камен-нымъ или кирпичнымъ щебнемъ въ кускахъ величиной отъ 5 до 6 см.; такимъ образомъ получается каменный фильтръ. Падеше или уклонъ канавъ, наполненныхъ щебнемъ, дЪлаютъ отъ У150 до У100; ширина дна, въ зависимости отъ количества отводимой воды, делается отъ 25 до 30 см.
При грунтахъ легко проницаемыхъ водой, вместо щебеночнаго дренажа, целесообразнее укладывать дренажныя гончарный или цементный трубы, каждая длиною въ 30 см., при д!аметре отъ 2,5 до ю см.; самый употребительный размеръ—5 см. При менее проницаемой почве лучше дренировать канавами со щебнемъ, какъ поглащающими более воды. При значительныхъ размерахъ пропитаннаго водой пласта—принимаютъ одновременно и тотъ и другой способы, т.-е. располагаютъ дренажныя трубы и, кроме того, насыпаютъ на нихъ щебень.
Въ случае дренировашя местности значительнаго района, отъ глав-наго коллектора делаютъ второстепенный ответвлешя трубками меньшаго д!аметра, при чемъ главную линпо прокладываютъ или въ местности наиболее пропитанной водой, или имеющей наиболышй уклонъ.
При невозможности отвести воду дренажемъ прежде всего следуетъ избегать устройства подвальныхъ этажей, въ особенности жилыхъ, такъ какъ все средства (о которыхъ будетъ сказано ниже) противъ сырости такихъ помещены все же не вполне достигаютъ своей цели, и если таюе подвалы допустимы, то во всякомъ случае какъ нежилые, для кладовыхъ, погребовъ, складовъ и т. п.
Для жилыхъ подвальныхъ этажей трудно достигнуть необходимыхъ гипеническихъ условш, bo-i-хъ, потому, что подвалъ, находясь ниже поверхности грунта, т.-е. окруженный не воздухомъ, а землей, почти лишенъ естественной вентиляцш черезъ стены, что при отсутствш искусственнаго проветривашя служитъ причиной появлешя сырости на стенахъ и того
99
непр!ятнаго затхлаго воздуха, который приходится чувствовать каждому входящему въ жилой подвалъ. Наружный воздухъ, проникающш въ него черезъ окна и двери, никогда не можетъ быть вполн'Ь чистъ, такъ какъ онъ поступаетъ изъ самыхъ нижнихъ слоевъ атмосферы. Во-2-хъ, потому, что подвальный этажъ почти всегда находится въ неблагопр!ятныхъ усло-в1яхъ по отношению къ свЪту, этому необходимому источнику жизни; живительные солнечные лучи почти никогда не проникаютъ въ него.
Во всякомъ случай, будетъ ли подвалъ предназначенъ для жилого или для нежилого помЪщешя, если онъ окруженъ грунтомъ, пропитаннымъ водой, то необходимо принять мЪры для предохранешя его сгЬнъ отъ сырости. Для этого прежде всего освобождаютъ наружный поверхности стЪнъ отъ соприкасашя съ грунтомъ, для чего на разстоянш 9 или 12 верш, отъ этихъ стЪнъ устраиваютъ подпорную стЪну а (черт. 101) вокругъ всего
Чер. Ю1.
Чер. Ю2.
Чер. 103.
строешя. Для того, чтобы въ образовавшуюся отступку Ъ не затекла дождевая зода и не нападалъ снЪгъ, ее прикрываютъ или сводикомъ, или камен. лещадками.
Съ этою же цЪлью устраиваютъ ограждеше стЬнъ ниже поверхности грунта посредствомъ лучковыхъ сводиковъ е (чер. 102), направляющая которыхъ поставлена вертикально, а пяты расположены одна надъ другой. Такимъ образомъ вокругъ всего строешя образуется воздушный слой &, который посредствомъ н'Ьсколькихъ каналовъ въ стЪнкЪ соединяется съ наружной атмосферой; на зиму эти продушины закрываются. Въ обоихъ случаяхъ располагается асфальтовый слой cd (чер. 101), предупреждающий всасываше грунтовой влаги въ стЪны и проникаше ея черезъ полъ подвала.
Если подвальный этажъ устраивается значительно ниже горизонта грунтовыхъ водъ, такъ что полъ его испытываетъ некоторое давлеше снизу вверхъ, то для предупреждешя образовашя въ полу трещинъ и проникашя черезъ нихъ воды въ подвалъ — примЪняютъ одну изъ слЪдующихъ конструкций:
7*
100
i) Изолируюпцй асфальтовый слой (чер. 103), проходящш сквозь стену, расположена по кирпичной выстилке въ четвертку въ виде обратнаго лучковаго свода. По этому своду устраивается второй обратный сводъ въ */2 кирпича; все это выравнивается щебнемъ, на который наносится чистый полъ изъ кирпича, асфальта, лещадокъ или другого матер!ала. Другой асфальтовый слой cd устраивается въ каменной кладке выше перваго и выше горизонта грунтовыхъ водъ и наконецъ трет!й слой накладывается вертикально на наружную поверхность стены. Само собою разумеется, что вся кладка подвальныхъ этажей производится на цементномъ растворе.
2) Фундаментъ и стены подвала (чер. 104) выводятся изъ бутовой кладки на гидравлическомъ растворе, которая съ внутренней стороны облицовывается кирпичомъ а, сложеннымъ на асфальтовой мастике (особая масса, способная крепко соединяться съ кирпичами и совершенно не про
Чер. 104.
Чер. 105.
пускать воду). Снизу проникаше воды предупреждается сплошной брусчатой деревянной настилкой, со вбитыми въ нее сверху до половины 4-хъ дюймов.^ гвоздями, на которыхъ располагается слой асфальта с; на этотъ слой наносится цементный бетонъ d, состояний изъ i ч. цем., 3 ч. песку и 5 ч. щебня и наконецъ чистый полъ е.
Кирпичная кладка на растворе портландскаго цемента, а также жирный бетонъ изъ того же матер!ала (чер. 105) служитъ хорошимъ сред-ствомъ къ ограждешю подваловъ отъ грунтовой воды. При этомъ наружная поверхность стены, какъ показано на чертеже, делается съ неровностями, чтобы асфальтовая или цементная штукатурка лучше держалась. Кроме бетоннаго слоя подъ поломъ подвала, бетонъ того же состава забивается за стены фундамента до самой поверхности земли, служа частью основашемъ для тротуара (чер. 105).
Толщина бетоннаго слоя определяется изъ формулы е = ^, где Н — высота горизонта грунтовыхъ водъ, 8 — относительный весъ бетона (отъ
101
1,9 до 2,1 пудъ) и затемъ дробь Н/Ь помножается на коэффищентъ равный У2. \
Асфальтъ не имЪетъ сцЪплешя съ камнемъ, деревомъ или цементомъ, такъ какъ въ разогрЪтомъ состоянш онъ недостаточно жидокъ, чтобы всасываться въ поры этихъ строительныхъ матер!аловъ, поэтому при обдЪлкЪ асфальтовымъ слоемъ вер-тикальныхъ или наклонныхъ поверхностей, необходимо ввести между асфальтомъ и каменной кладкой промежуточный слой, который бы, крепко прилипая къ асфальту, имЬлъ достаточно сцЪплешя и съ камнемъ. Этимъ веществомъ служить чистый би-тумъ, растворенный въ бензин^, терпентин^ и т. п. Онъ наносится кистью нисколько разъ на поверхность, предполагаемую покрыть асфальтовымъ слоемъ. Растворъ настолько жидокъ, что легко и глубоко всасывается порами строительнаго матер!ала; зат'Ьмъ летучее масло быстро испаряется и асфальтъ въ порахъ з атвер дЪваетъ, крепко сцепляясь съ камнемъ, цементомъ или деревомъ. На эту окраску наносится асфальтовый слой, который къ ней хорошо прилипаетъ и удерживается даже на потолк'Ь.
Если фундаментъ строешя находится въ воде, то сырость впитывается каменной кладкой и, по закону волосности, поднимается иногда на весьма значительную высоту отъ поверхности земли. Для предупреждешя этого, въ какомъ бы грунте здаше ни строилось, его необходимо предохранить отъ сырости, что прежде всего достигается расположешемъ по всей верхней поверхности фундамента изолирующаго водонепроницаемая слоя, состоящая изъ асфальта, просмоленная толя, слоя портландскаго цемента, стекла, березовой скалы и т. п. Теплопроводимость кирпичной стЪнык пропитанной сыростью, увеличивается почти въ пять разъ сравнительно съ су-химъ ея состояшемъ; поэтому въ зимнее время внутренняя поверхность сырыхъ наружныхъ стенъ делается очень холодной и даже на нихъ можетъ появиться иней. Кроме .того, по опытамъ Ланга, такгя стены делаются совершенно непроницаемыми для воздуха, следовательно, жилое помещение совершенно лишается при такихъ услов!яхъ естественной вентилящи. На поверхности стЪнъ, вслЪдств!е постоянной ихъ влажности, образуется плЪ-сень, особая рода грибокъ, который разрушаетъ кирпичъ, дЪлаетъ его дряблымъ, неспособнымъ противостоять давление. Такимъ образомъ сырость, съ одной стороны, дЪлаетъ постройки непригодными для жилья, съ другой—способствуем скорейшему разрушешю здашя, которое вслед-CTBie этого требуетъ значительныхъ расходовъ на ремонтъ.
О причинахъ сырости въ каменныхъ строешяхъ вообще и о мерахъ уничтожешя ея будетъ сказано ниже.
Ст. 2. СтЪны и перегородим.
СтЪны по своему назначешю бываютъ слЪдующихъ родовъ:
i) Ограды, или заборы, слушания только для* ограждешя или отд'Ьлешя какого-нибудь пространства. Если стЪны этого рода построены изъ несгораемаго матер!ала и назначены для преграды распространения пожара, то онЪ получаютъ назваше брандмауеровъ.
2) СтЪны, служашдя для ограждешя жилого или нежилого пбм'Ьщеьпя и вмЪстЪ съ т'Ьмъ служашдя опорами для поддержаШя покрыт!йг называются капитальными стенами здашй, при чемъ, когда онЪ ограждаютъ подобное пространство снаружи, то называются лицевыми (наружными), расположенный по длинЪ строешя — продольными, а по ширинЪ—п оперечными.
Наконецъ, внутреншя ст^Ьны незначительныхъ размЪровъ, служашдя для раздЪлешя внутренняго пространства на части или комнаты, называются перегородками, или переборками.
Къ общимъ услов!ямъ, которымъ должны удовлетворять всякаго рода стЪны, относятся: прочность, устойчивость и дешевизна.
Для удовлетворешя первымъ двумъ услов!ямъ необходимо, чтобы силы, дЪйствуюшдя на стЪну, не разрушали бы матер!алъ, изъ котораго она построена, и, кромЪ того, чтобы при дЪйствш тЪхъ же силъ положе-ше ея оставалось неизм'Ьннымъ, т.-е. чтобы ни самая стЪна, ни ея части не имЪли бы ни поступательнаго и ни вращательнаго движешй.
Частныя требовашя, которыя ставятся тоже какъ необходимый усло-в!я, могутъ заключаться въ слгЬдующемъ: i) наименьшая теплопроводность; 2) несгораемость; з) легкость, и 4) наименьшая звукопроводность.
Требоваше несгораемости предъявляется для всЪхъ монументальныхъ построекъ безъ исключешя. Наконецъ, легкость стЪнъ иногда бываетъ необходимымъ услов!емъ, въ особенности при устройств^; перегородокъ.
По своему внешнему виду стЪны состоятъ изъ 3-хъ частей: i) нижней части, или цокля, 2) поля стiны и 3) в Ъ н ч а н i я или карниза.
106
§ 9.
а) ЦОКОЛЬ. Нижняя часть здашя, непосредственно выведенная на фундаменте и составляющая какъ бы переходъ отъ послЪдняго къ стЪнЪ, называется ц о к о л е м ъ. Назначеше его—возвысить здаше надъ поверхностью земли и сохранить нижшя части сгЬнъ отъ брызговъ дождевой воды, снега, случайной механической порчи и т. п. Первое назначеше эстетическое, второе—утилитарное.
Здаше безъ цокля представляется какъ бы вросшимъ въ землю и производитъ непр!ятное впечатлЪше; поэтому безъ цокля не должно строиться ни одно здаше. Размеры цокля настолько важны, что иногда неудачное назначеше ихъ можетъ испортить въ архитектурно-художественномъ отношеши видъ всей постройки; при этомъ однако точныхъ правилъ для опредЪлешя размеровъ цокля нЪтъ. За средшй размЪръ цокля принимаюсь 720 отъ всей вышины стены. Во всякомъ случае высота его должна быть не менЪе i арш. Но бываютъ случаи, напр., при многоэтажныхъ высокихъ строешяхъ, когда цоколь по высота занимаетъ весь нижнш этажъ, который при этомъ носитъ назваше цокольнаго этажа. Въ подоб-ныхъ случаяхъ, ради художественныхъ требовашй, высота цоколя делается значительно больше, чЪмъ таковая требуется конструктивными услов!ями.
При проектировали цоколя слЪдуетъ принять во внимаше следующее:
i) Цоколь всегда долженъ иметь горизонтальный верхъ; стало быть, при покатой поверхности земли высота цоколя въ разныхъ частяхъ строешя будетъ не одинакова; цоколемъ какъ бы сравнивается покатость местности. Верхняя его лишя обыкновенно совпадаетъ съ поломъ нижняго этажа.
2) Цоколь долженъ выступать впередъ за пределы поддерживаемыхъ имъ стенъ; это услов!е вызывается его назначешемъ служить пьедесталомъ для всего строешя.
3) Наружный видъ цоколя долженъ выражать прочность и массивность и отличаться простотою. Мелюя архитектурный детали въ цоколе, даже при самой богатой отделке фасадовъ, противоречатъ эстетическому чувству.
Такъ какъ цоколь по своему положешю неминуемо будетъ подвер-женъ действш сырости и различной порчи отъ внешнихъ случайныхъ механическихъ усилш, то на его устройство употребляютъ камни боль-шихъ размеровъ и твердыхъ породъ, напримеръ, гранита, песчаника и т. п. Если цоколь, по недостатку этого матер!ала, не выкладывается сплошь изъ камня, то его одеваютъ каменною плитой или складываютъ изъ кирпича-железняка, или же, наконецъ, отштукатуриваютъ более прочной штукатуркой, напримеръ, цементной.
Простейшая форма цоколя состоитъ изъ неширокаго пояса въ i ар-шинъ, отделеннаго отъ стены уступомъ (чер. юб) и сложеннаго въ виде облицовки изъ тесоваго камня, расположеннаго перемежающимися рядами
107
изъ тычковъ и ложковъ. Кладка цоколя здЪсь Происходить одновременно •съ кладкою стЬны, такъ какъ разница въ величине осадки цокольной одежды и стены при этомъ весьма незначительна.
Камни для цоколя обтесываются съ лица, съ постелей и съ заусен-ковъ, при чемъ постелями называются верхшя грани камней, а заусенка-ми—боковыя грани.
Чер. юб.
Пояски, ограничиваюппе цоколь вверху и внизу, придаютъ цоколр -болЪе красивую форму, поэтому цоколи высоте, принадлежащее къ богато-украшеннымъ домамъ, делаются изъ 3 частей (черт. 107): карниза цоколя а, стула с и базы. Ъ. Последняя всегда состоитъ изъ гладкаго пояса, нахо-дящагося у самой поверхности земли, и нЪсколькихъ обломовъ; высота
Чер. 109.
^ея равняется 7б до */? всей высоты цоколя. Высота карниза обыкновенно меньше высоты базы, а св'Ьсъ его равняется его высоте. Стулъ цоколя, или промежутокъ между базой и карнизомъ, остается гладкимъ или обделывается рустами (какъ это показано на чер. 108).
Болышя и многоэтажныя здашя требуютъ высокихъ цоколей; напро-
108
тивъ того, невысоюя могутъ иметь самые низюе. Обыкновенно городсюе двухъ-и трехъэтажные дома имеютъ цоколи, составляющее отъ 710 до всей ихъ высоты.
Плиты, которыми при недостатка камня од'Ьваютъ цоколь снаружи, должны быть прикреплены къ нему такъ, чтобы онЪ не могли отделиться и не препятствовали бы правильной осадке стенъ. Обыкновенно плиты прикрепляются къ стенамъ железными закрепами, одинъ конецъ которыхъ вкладывается въ стену, а другой, раздвоенный, проходитъ между стыками плитъ и удерживаетъ ихъ на месте (чер. 109). Или оба конца закрепы разветляются (а).
Наконецъ плиты соединяются скобами и т. д. Но все эти железныя закрепы имеютъ свои неудобства, такъ какъ железо ржавеетъ отъ сырости, теряетъ свою крепость, да, кроме того, превращаясь въ окись, увеличивается въ объеме,—все это, несомненно, вредитъ прочности каменной одежды цоколя.
Для устранешя этихъ недостатковъ плиты прикрепляются къ сте-
намъ посредствомъ каменныхъ якорей, отдельно, на известныхъ разстояшяхъ, заделанныхъ въ каменную кладку, или же, составляя целый рядъ якорей, образу ющихъ какъ бы пазъ, въ который заходятъ четверти плитъ (чер. но). Для безопасности осадки въ пазахъ якорей остав-ляютъ запасы. Безъ этой предосторожности плиты могутъ быть раздавлены стеною, или якоря переломлены, и тогда можетъ произойти отделеше плитъ отъ стены.
Деревянные цоколи при де-ревянныхъ постройкахъ имеютъ видъ обшивки, идущей на более или менее значительную высоту отъ основашя (чер. ш). Цоколь съ обшивкою-стены соединяется сливною доскою, которая служитъ для отвода воды. На чер. hi представленъ цоколь деревяннаго забора.
Цокольная обшивка хотя сама подвержена порче, но зато она защи-щаетъ нижшя части строешя отъ вл!яшя на нихъ сырости. По мере порчи обшивка переменяется.
Къ деревяннымъ цоколямъ следуетъ отнести обделку внутри строешя нижнихъ частей стенъ столярными щитами, имеющими назваше па-
нелей.
Для проветривашя подполья въ летнее время въ цоколе оставляютъ продушины, которыя на зиму закрываются. Въ настоящее время часто не делаютъ продушинъ, а просто засыпаютъ все подполье пескомъ и устраиваютъ полы, о которыхъ будетъ речь впереди.
109
Определен!© разм$ровъ стЬнъ по отношешкгкъ прочности, устойчивости и теплопроводимости.
а) По отношен i ю къ прочности и крепости стЪнъ ихъ размеры определяются на основашй слЪдующихъ соображенш:
Такъ к#къ каждый матер!алъ сопротивляется раздавливашю лишь до известныхъ пределовъ, то толщина и высота стЪнъ находятся въ прямой зависимости отъ этого предела. При этомъ следуетъ помнить, что каменная кладка имеетъ значительно меньшее сопротивлеше, сравнительно съ сопротивлешемъ естественныхъ или искусственныхъ камней, ее составляющихъ. Поэтому толщину стены следуетъ определять на основашй коэффи- ЧеР- 112-
ш’ентовъ, добытыхъ путемъ изследовашя на ----------—z
раздавливаше и переломъ не отдельныхъ кам- s' s' .s' s ней, а самой каменной кладки, при чемъ кре» Г -----\ s'\s'
пость такой кладки, какъ это доказано между----------------
прочимъ наблюдешями проф. Бёме (Воте), за- ----------------
виситъ отъ качества раствора, употребленнаго ------—------—
для сцеплешя камней или для заполнешя между
ними промежутковъ. Что касается кирпичной кладки, то сопротивлеше ея не можетъ быть выражено вполне точнымъ коэффищентомъ и зависитъ: во-1-хъ, отъ качества кирпича, который весьма различенъ въ различныхъ местахъ и самъ въ свою очередь зависитъ отъ доброкачественности глины и надлежащаго обжига; во-2-хъ, отъ раствора, употребденнаго для сцеплешя между кирпичами, и въ-ухъ, отъ тщательности и правильности работы. Для испыташя сопротивлешя кирпичной кладки Нейманъ бралъ массивъ, сложенный изъ 6 кирпичей (черт. 112), и подвергъ его сжапю; при этомъ получились следуюгше результаты въ кг. на кв. см.
Т а б л и ц а VI.
Времен, сопрот. Прочн. сопрот.
Раз дав л. I трещин. Кг. на кв. см. Пуд.наа"
Кирпичъ въ отдельности 202 ПО 11,0 4,4
Кирпичная кладка, сложенная на известковомъ растворъ еще не затвердЪвшемъ . . 58 16 1,6 0,64
Кладка на цементномъ растворе въ составе 1 ч. ц. и 2 ч. песку 108 65 6,5 I 2,5
По даннымъ, полученнымъ берлинской королевской механической ла-€оратор!ей, мы имеемъ:
Таблица VII. ,
Времен, сопротивл. въ кг. на кв.
см. на раздроблеше.
Кирпичная кладка на известковомъ ра-
створе черезъ з месяца................. 112—117
Известковый растворъ въ отдельности. 12,5
по
Кирпичная кладка на смЪшанномъ ра-cTBopis 7 ч. изв., I ч. ц. и 16 ч. песку че-
резъ з месяца..................................... 133 — 153
Этотъ же растворъ въ отдельности. . 46
Кладка на растворЪ i ч. ц. 6 ч., песку черезъ з мЪсяца................................... 144 — 157
Растворъ въ отдельности..................... 123
Испыташя Неймана даютъ слишкомъ малые коэффищенты; на практике разрушеше происходитъ не при техъ услов!яхъ, при какихъ производились испыташя. Когда возводятся каменныя сооружешя, то кладка постепенно нагружается по мере ея возведешя, при чемъ происходитъ ежа-Tie швовъ, а отсюда и ихъ большая плотность и ббльшое сопротивлеше; въ особенности коэффищентъ крепости раствора, въ отдельности полученный путемъ раздавливашя кубиковъ изъ этого раствора, не можетъ служить указашемъ его сопротивлешя въ каменной кладке. Кто же решился бы употребить для сооружешя стенъ матер!алъ, имЪюшдй сопротивлеше на раздавливаше 12,5 кг. на кв. см., т.-е. прочное сопротивлеше равное 1,25 кг. А между темъ мы видимъ на глазахъ примеры благополучнаго существовашя каменныхъ строешй на простомъ известковомъ растворе. Очевидно, что въ виде тонкихъ горизонтальныхъ слоевъ растворъ имеетъ несравненно большее сопротивлеше, чемъ въ виде кубика.
Данныя, полученный въ берлинской лабораторш, какъ видно изъ при-веденныхъ величинъ, указываютъ, какая огромная разница въ крепости черезъ з месяца смешаннаго раствора съ примесью лишь Vm части цемента, сравнительно съ простымъ известковымъ растворомъ; вместе съ темъ этотъ растворъ придаетъ и значительно большее сопротивлеше самой кирпичной кладке.
Относительно смешанныхъ растворовъ, т.-е. тощихъ цементныхъ съ примесью извести, нельзя не заметить, что они имеютъ болышя преимущества сравнительно съ чисто известковыми растворами. Мы знаемъ, что процессъ затвердевашя послед-нихъ заключается, во-1-хъ, въ высыханш ихъ, а во-2-хъ, въ переход^ известковаго гидрата въ углекислую соль, при чемъ получается твердый камень наподоб!е известковаго песчанника. Но этотъ процессъ образовашя СаСО3 происходитъ весьма медленно и почти только съ поверхности; въ продолжеше длиннаго пер!ода времени известковый растворъ находится просто въ высушенномъ состоянш, при которомъ известь имеетъ способность впитывать въ себя влагу и размякать, превращаясь въ слабую массу. Совершенно друг!я свойства имеетъ цементный растворъ даже очень тощаго состава (напримеръ, 1 ч. изв. и 6 ч. песку; см. табл. ). По прошествш 28 дней онъ уже переходить въ крЪпкШ камень, сильно связываюпцй кирпичи и превращающей всю кладку въ одну монолитную массу. Даже более топце растворы при составе 1 ч. ц. и 8 ч- песку могутъ въ тотъ же перюдъ времени дать очень твердую и крепко связывающую кирпичъ массу. Но, къ сожаленпо, съ такими тощими растворами не возможно работать—они разсыраются; более же жирные обходятся значительно дороже известковыхъ. Если же топцй цементный растворъ смешать съ небольшимъ ко-личествомъ известковаго теста, то мы получимъ растворъ такой консистенщи, при которой онъ вполне удобно применяется для каменной кладки. Такой растворъ, затвердевая и просыхая превращается въ пористую массу, проницаемую для воздуха, а съ нимъ вместе и для СО2, которая, соединясь съ известью, обращаетъ ее въ нерастворимый и неспособный размякать камень.
Ill
/
Можетъ быть покажется страннымъ, почему мы, допуская лишь самую незначительную примесь свободной извести въ цементе, въ данномъ случай не опасаемся примешивать къ нему этого же вещества въ весьма значительномъ количестве. Но не следуетъ забывать, что въ чистомъ цементе мы имйемъ дело съ пережженой известью, которая гасится очень медленно и сопровождаетъ этотъ процессъ увели-чешемъ въ объеме тогда, когда вся масса раствора уже затвердеетъ; для смешанная же раствора мы беремъ гашеную известь, не способную увеличиваться въ объеме.
Итакъ, смешанный растворъ имйетъ следуюпця преимущества передъ извест-ковымъ: 1) онъ быстрее затвердйваетъ и даетъ большее сопротивлеше въ короткш срокъ. Такъ, по даннымъ таблицы № 7 мы видимъ, что черезъ три месяца известковый растворъ далъ сопротивлеше на раздавливаше 12,5 кг. на кв. см., а смешанный— 46 кг.; 2) онъ затвердеваетъ не только съ поверхности, но и внутри всей своей массы; 3) разъ затвердйвъ и просохнувъ, онъ не имйетъ спрсобнссти отъ сырости размякать и задерживать влагу, какъ это замечается въ высохшемъ известковомъ растворе, поэтому стены, сложенный на смешанномъ растворе, быстрее просыхаютъ.
Что касается стоимости, то при составе 1:1:8, смешанный растворъ, какъ показала практика въ Петербурге, обходится лишь на 2,5% дороже известковаго.
Все сказанное объ этомъ новомъ растворе даетъ право заключить, что онъ для каменной кладки вообще более пригоденъ, чемъ известковый.
Вообще же, при опредЪлеши прочности и крепости каменной кладки изъ различныхъ естественныхъ или искусственныхъ мaтepiaлoвъ, сложен-ныхъ на различныхъ растворахъ, можно руководствоваться нижеследующей таблицей *) проф. Бёме, въ которой крепость каменной кладки выражена въ процентномъ отношеши къ сопротивлешю камней въ отдельности.
Таблица VIII.
Таблица проф. Бёмк.
1 Составы р астворовъ.
1. II. III. IV.
Сопротивлеше. 1 ч. извести, 2 ч. песку. 7 ч. извести, 1 ч. цемента, 16 ч. песку. 1 ч. пор. цем., 6 ч. песку. 1 ч. цемента, 3 ч. песку.
1 ЗдтЬсь 5 На осно 44% 4,4 выражаетъ вре ваши этихъ даь 48% 4,8 менное, а 8,—п] 1ныхъ составлеь 550/0 5,5 рочное сопроти <а следующая а 63% 6,3 влеше. 'аблица:
Таблица IX.
Н аз в а н i е камней. Среднее временное сопротивлеше въ отдельности. Прочн. сопрот. въ кг. на кв. см.
Камней въ отдельности. Каменная кладка на растворе № 3.
Гранить Порфиръ Песчанникъ Базальтъ Московский машинный кирпичъ зав. А То же, зав. В Тучной Московски То же другого завода .... 1107 1302 460 1382 400 182 35 120 ПО 130 46 138 40 18,2 3,5 12,0 60 72 25 76 22 10 1,9 6,6
*) Handbuch der Architectur, 1 Band, III Th., S. 77.
112
Сопротивлеше кирпичной кладки въ пудахъ на кв. дюймъ московскаго кирпича, применяя таблицу Бёме.
Таблица X.
Кирпичная кладка. Временное сопро-тивлете кирпича. Прочное сопротивлеше кирпичной кладки на раствор^:
1 ч. извести, 2 ч. песку. 7 ч. извести, 1 ч. цемента, 16ч. песку. 1 ч. цем., 6 ч. песку. 1 ч. цем., 3 ч. песку.
Ручной кирпичъ. 35 1,54 1,68 1,92 2,20
Машин, кирпичъ. 50 2,2 2,40 2,75 3,15
Въ зависимости отъ различныхъ коэффищентовъ на раздавливаше и высота стЪны должна быть въ извЪстныхъ предЪлахъ. Такъ, напримЪръ, кирпичиыя ст±ны, принимая среднюю величину прочнаго сопротивлешя кирпичной кладки на раздавливаше въ 2,5 пуда на кв. д., должны быть высотою не больше 17 саж.,* стЪны изъ слабаго известковаго камня—не выше io саж.; изъ тесоваго камня—70 саж. и т. д. Изъ этого слЪдуетъ, что при одинаковой высотЪ, стЪны, сложенный изъ тесоваго камня, могутъ быть въ 4 раза тоньше кирпичныхъ и вынесутъ одинаковую нагрузку; изъ гранита—въ 28 разъ и т. д.
Поэтому проверка стЪнъ относительно раздавливашя делается обыкновенно только въ томъ случаЪ, если ошЬ, кромЪ собственнаго вЪса, не-•сутъ особые значительные грузы, вЪсъ коихъ направленъ вертикально.
Обозначая этотъ вЪсъ черезъ Р кд, а собственный вЪсъ стЪ-ны — черезъ G кд, площадь, поперечнаго сечешя ея — черезъ F кв. м., высоту стЬны — h метр., длину — I метр, и ширину — е метр., в'Ьсъ куб. единицы (куб. м.) кладки—5, а черезъ к допускаемую нагрузку на г кв. м. поверхности, получимъ а такъ какъ P=el, a g=elhb,
7 ^Р' X
то е — у г ‘ принимая I = г, получимъ е = -ъ г , т.-е. толщина стъ-
L (А/ К> на)
н ы по отношешю къ с о п р о т и в ле н i ю раздавливан!ю должна быть пропорц!ональна грузу, на ней расположенному, и обратно пропорщональна разности между допускаемой нагрузкой на единицу поверхности и произведешемъ изъ высоты ст'Ьны на в Ъ с ъ куб. единицы кладки. Мы видимъ изъ этой формулы, что существуетъ известный пред'Ьлъ толщины стЪны въ зависимости отъ ея высоты, т.-е. когда k=hb. Напр., для кирпичной кладки, при о , 7 к 80000
сопротивленш ея=8 кг. на кв. см., предълъ высоты /г=у=-^—=50 м. Положимъ, что р = 50С00 кг. и h = 8 м., въ такомъ случаЪ при I = i
е = о----—=o,7S м., зд'Ьсь 5 принята равной 1600 кг.
80000 —ЭХ^оо ’
в) Толщина сТ'Ьнъ для удовлетворения услов!ю устойчивости определяется, смотря по высоте ихъ, вЪсу и действ!ю тЪхъ
113
силъ, которымъ оне подвергаются, а также по свободной, ни съ чемъ не связанной длине ихъ, ибо чЪмъ чаще расположены поперечный стены, тЪмъ болЪе связи въ стЪнахъ, и следовательно, при всЪхъ другихъ оди-наковыхъ обстоятельствахъ, толщину ихъ можно уменьшить.
Если бы д'Ьйств!е всЪхъ силъ, развивающихся и дЪйствующихъ на стены, можно было выразить совершенно точно, то и толщина стенъ могла бы быть определена самымъ точнымъ образомъ; но такъ какъ въ большей части случаевъ дЪйств!е внЪшнихъ силъ «бываетъ настолько сложно, что выразить ихъ теоретически весьма затруднительно, то обыкновенно пользуются чисто практическими данными по этому предмету и эмпирическими формулами, выведенными изъ опытовъ и наблюдены, повЪренныхъ долголетнею прочностью техъ здашй, изъ разсмотрешя которыхъ оне выведены. Въ этомъ отношены обыкновенно руководствуют- Чер. 113.
ся формулами, предложенными @ французскимъ инженеромъ Ron- к delet, который сделалъ выводы изъ разсмотрешя до 500 суще- Л \ ствуюшихъ построекъ и далъ \ \
формулы, обнимаюшдя почти все \
случаи, могупце встретиться на \
практике. Мы не станемъ вда- \
ваться въ подробности правилъ, \
предложенныхъ Ронделе, а огра- \
ничимся лишь главнейшими изъ \
нихъ, а именно: \ Ч
i) Самую большую устой- . \
ЧИВОСТЬ имеютъ свободный сте- 2^1$
ны, толщина которыхъ равна 7s отъ всей высоты ихъ; несколько меньшую устойчивость при толщине ихъ, равной и предельная толщина ихъ не должна быть меньше У12 высоты стены.
2) Изложенное правило относится лишь къ стенамъ, свободно стоя-щимъ. Если же оне ограждаютъ какое-либо замкнутое пространство, имеющее въ плане видъ прямоугольника или многоугольника, то при этомъ толщина ихъ можетъ быть меньше.
Въ этомъ случае толщина стенъ определится следующимъ образомъ: положимъ, что мы имеемъ прямоугольное пространство, окруженное съ четырехъ сторонъ стенами. Пусть АВ и АВ' (черт. 113) будутъ стороны этого прямоугольника, т.-е. длины поперечной и продольной стенъ. Чтобы определить толщину каждой изъ этихъ стенъ, изъ точки А возставляемъ перпендикуляръ Л С, равный высоте ихъ; изъ точки С, какъ изъ центра, рад!усомъ, равнымъ Vs, 7ю или 712 отъ высоты А С (смотря по тому, должна ли быть устойчивость стены слабая, значительная или средняя) описы-ваютъ часть окружности ют; затемъпроводятъ прямую В С, пересекающую тп въ точке о. Перпендикуляръ or, опущенный изъ этой точки на Л(7, 8
114
будетъ искомая толщина стены при длине ея АВ. Для того, чтобы определить толшину стены, длина которой АВ, надо провести лишю СВ' и изъ точки Р, пересечетя ея съ тп, опустить перпендикуляръ на АС, которой и будетъ искомая толщина стены. Это правило можетъ быть выражено формулой, выведенной изъ вышеуказаннаго построешя. Въ самомъ деле: изъ треугольника АВС имеемъ ВС = / АВ*-\- АС*, а изъ подоб!я треугольниковъ АВС и С Or имеемъ:
Or АВ _ АВ
Сб~ВС ^Л& + АС^
АС Следовательно, подставляя вместо СО его величину, равную —д-им±емъ: л АО. АВ
8/АВ* ± АС*
Полагая Or = e, AC = h, АВ = 1, т.-е. толщину, высоту и длину стены, h I г у у • 1 I
получимъ е =г=-===- Принимая коэффищентъ = — и — полу-
чимъ:
hl hl
_________• g —________
Ю /l*-\-h*’ * 12 + ’
Если стены имеютъ криволинейную форму въ плане, то ихъ можно разсматривать какъ состояния по длине изъ безконечно малыхъ элемен-товъ, при чемъ каждый элементъ стены поддерживается въ своей устойчивости соседними элементами, поэтому толщина такихъ стенъ можетъ быть безконечно мала. Это объясняется такимъ примеромъ: если мы возь-мемъ листа бумаги и поставимъ его на ребро въ прямолинейномъ положены, то онъ держаться не будетъ; но стоитъ только свернуть его въ форму цилиндра, какъ онъ прюбретаетъ полную устойчивость, хотя толщина стенъ такого цилиндра можетъ быть не более —-— отъ его
r IOOO
высоты. Однако на практике необходимо, такъ или иначе, определить толщину криволинейной стены, поэтому Ронделе заменяетъ кругъ вписан-нымъ въ него 12-ти угольникомъ и за длину стены принимаетъ сторону г
этого многоугольника или, что тоже, = —, если г радхусъ окружности; при этомъ толщина е такихъ свободно стоящихъ стенъ получается равной
г
Выведенныя формулы относятся къ стенамъ, свободно ограждающимъ какое-либо непокрытое пространство (оградныя стены). Въ обыкновен-ныхъ строешяхъ наружныя стены связаны между собою черезъ несколько
115
саженъ внутренними стенами, кромЪ того, потолочный балки, стропила и желЪзныя связи соединяюсь какъ наружный, такъ и внутреншя стЪны въ одно цЪлое, такъ что ни одна изъ нихъ не можетъ принять малЪйшаго движешя, не увлекая за собой другихъ частей строешя. Стало быть, относительно устойчивости, ссЬны строешй находятся въ болЪе благопр!ят-ныхъ обстоятельствахъ, чЪмъ стЪны, свободно ограждаюнця какое-нибудь
пространство.
При разсмотрЪши устойчивости стЬнъ могутъ встретиться слЪдуюшде случаи:
i) СтЪны ограждаютъ совершенно свободное пространство, однако, покрытое потол-комъ, стропилами и кровлей, и
2) Внутреннее пространство между стЪнами подразделяется потолками на этажи, а продольными и поперечными стенами — на покои.
Для опредЪлешя толщины въ пер-вомъ случае Ронделе поступаетъ слЪ-дующимъ образомъ: проведемъ д!аго-наль НВ (черт. 114), отложимъ на кон-цахъ этой д!агонали части НС и ВС,
Чер. 114.
равныя —- АН. Горизонтальным. проекцш ихъ аН и ЪН и выразятъ искомую толщину продольныхъ стенъ. Последнее правило выражается следующей формулой:
h D е =-----,
12
гдЪ D—разстояше между стенами, Л—ихъ высота.
Чер. и5.
Чер. иб.
Если строеше, кроме наружныхъ стенъ, имеетъ еще внутреншя поперечный стены (черт. 115), то толщина продольныхъ стенъ АВ и CD
ч I
определится, прибавляя къ разстояшю АС—D,— высоты здашя 1ъ и
8*
116
взявъ— отъ полученной суммы: е =----~. При обыкновенныхъ по-
стройкахъ къ этой величине прибавляется еще 0,027 м., а при значитель-ныхъ, монументальныхъ постройкахъ—0,054 м- Если же пространство между стенами, кроме поперечныхъ стЬнъ, пересечено еще продольными стенами (чер. иб), то при разстоянш между лицевыми стенами AC=D' и высоте ихъ Д', толщина наружныхъ продольныхъ стЪнъ въ зависимости отъ услов!я устойчивости определяется, по Ронделе, следующей формулой:
Д + /4
48
Вообще можно принять, на основанш правилъ и опытовъ Ронделе, что толщина стенъ крытыхъ строенш должна быть
I 25
По Реттенбахеру, для заводскихъ строенш толщина стенъ определяется по следующей формуле:
р _ D I . р ____ D I ^2 . р ____ D ^2 ~Ь
1 40 ' 25’ 2 4°^~ 25 ’ 3 4°^~ 25
и т. д.; здесь D = ширине здашя, А2, Л3 и т. д.—вышина этажей, считая чер. 117 и
Чер. 117.
I I
до —-----средняя — отъ высоты ихъ.
ОТЪ
отъ пола до пола, какъ обозначено на и е3—поэтажная толщина стены.
Таблица XI.
Толщины стЬнъ, определенныхъ по формуламъ Реттенбахера для фабричныхъ зда-шй при высот£ этажей = 15'.
Номера этажей, считая сверху. Толщина ст^ны въ футахъ при ширин!* строешя:
28' 42' 56' 70' 84'
1 этажъ 1,3 (1,5) 1,65 (2,0) 2,0 (2,5) 2,35 (3,0) 2,70 (3,5)
2 „ 1,9 (2,0) 2,25 (2,5) 2,6 (3,0) 2,95 (3,5) 3,30 (4,0)
3 2,5 (2,5) 2,85 (3,0) 3,2 (3,5) 3,55 (4) 3,90(4,5)
4 л 3,1 (3,0) 3,25 (3,5) 3,80 (4) 4,15 (4,5) 4,50 (5,0)
Примечан1е.Цифры, поставленный въскобкахъ, обозначаютъ число кирпичей въ круглыхъ числахъ. Правила Реттенбахера и для всякихъ дру-гихъ строенш даютъ результаты очень подходяпце для практическихъ целей.
117
ПримЪръ. Залъ шириною 12 м. и высотою 8 м.
12,0 . 8,0 г >
е =-^7-= 0,62 м. 002,5 кирпича.
Когда возводятся свободно стояпця стены значительной высоты, какъ, напримеръ, пограничные брандмауеры, то необходимо проверить устойчивость стены и по отношешю къ сопротивлешю ихъ напору ветра. Для этого необходимо, чтобы моментъ силы тяжести стены, взятый относительно наружнаго ребра (противоположна™ напору ветра) подошвы стены, около котораго в'Ьтеръ стремится ее опрокинуть, былъ бы равенъ моменту^ силы давлешя ветра относительно того же ребра. Следовательно, для ста-тическаго равновЪшя, полагая длину стены равной сажени, имеемъ (чер . n8) ehb^=ph^ откуда е= у/ , где р—давлеше ветра на кв. единицу поверхности стены, а 8—в’Ьсъ i куб. единицы каменной кладки, ph —
давлеше ветра на единицу длины стены, при чемъ точка приложешя равнодействующей этого давле-шя будетъ на разстоянш — и моментъ относи-• 7 h ,
тельно ребра вращешя о выразится ph — , eh — объемъ стены, ehb—вЪсъ стены, точка приложешя котораго въ центрЪ объема, следовательно мо-bhe^ ментъ этой силы —-----.
2
Давлеше ветра, действующа™ на стену, пропорцюнально величине поверхности стены и квадрату скорости ветра. Выражая черезъ F площадь, подверженную давлешю ветра, въ кв. метр., v—скорость ветра, то давлеше выразится: Р = 0,12248 Ev*. Для наибольшаго давлешя
принимаютъ v = 35 м. тогда Р — 150 кг. на кв. м.
Изъ вышеприведеннаго уравнешя моментовъ видно, что степень устойчивости стены, т.-е. моментъ сопротивлешя опрокидывашю, пропорщо-нальна квадрату толщины стены въ нижней ея части. Пользуясь этимъ, можно достигнуть большей устойчивости стены не сплошнымъ ея утол-щешемъ, а только утолщешемъ книзу или устройствомъ выступовъ съ одной или съ двухъ сторонъ стены, на некоторомъ разстоянш одинъ отъ другого, въ форме пилястръ или контрофорсовъ, какъ это показано на чер. 119 въ разрезе и 120—въ плане. За ось вращешя въ этихъ случаяхъ принимаются нижшя горизонтальный ребра выступовъ, противоположныхъ действто распора.
Толщина подпорныхъ стенъ выводится въ зависимости отъ величины бокового давлешя веса подпертой земли и того груза, который располагается на верхней, наружной поверхности подпертой земляной призмы. Практическое правило для определешя размеровъ подобныхъ
118
ст'Ёнъ заключается въ слЪдующемъ (чер. 121): при кирпичной стенке уши-
1 I 17
реже книзу = —- до —- х/, а средняя толщина стЬны принимается = отъ
1 1 тг
— до ------ Н.
4 3
Все вышеозначенныя формулы были выведены для толщины стЪнъ
Чер. 119.
Чер. Т2О.
въ зависимости отъ услов!я ихъ устойчивости и относятся къ нижнему поперечному ихъ сЪчешю, т.-е. ограниченному тЪми ребрами, около которыхъ, въ случае опрокидывашя стены, будетъ происходить вращеше. Далее, вверхъ, стены могутъ быть сделаны тоньше, уступая по-этажно, что значительно сберегаетъ матер!алъ, устойчивость же стенъ отъ этого нисколько не уменьшается. Уступы въ кирпичныхъ стЬнахъ, очевидно, не могутъ быть менее -|- кирпича.
с) При определены толщины стенъ для жилыхъ строеьпй необходимо, чтобы на-ружныя стены не обладали слишкомъ значительной теплопроводимстью, т.-е. чтобы температура ихъ внутренней поверхности въ самые сильные морозы не отличалась бы слишкомъ резкой разницей отъ внутренней температуры покоя (средняя — около 20° С.); въ противномъ случае на этой поверхности будетъ осаждаться влага, а можетъ быть и иней. Это явлеше обыкновенно называется промерза-н!емъ станки.1
Въ нашемъ климате, если стены сложены изъ сплошной кирпичной кладки, то толщина ихъ для жилого помФщешя должна быть въ 2| кирпича, не менее; изъ известняка—0,5 саж. и
Чер. I2i.
изъ гранита — о,6 саж. Взявъ это во внимаше и расчитывая толщину стенъ одноэтажныхъ строешй по отношешю къ ихъ устойчивости, по Ронделе, даже для кирпичныхъ стенъ, мы получимъ размеры, которые далеко не достаточны, чтобы противодей-
ствовать промерзанпо. Въ подобныхъ случаяхъ для нашего суроваго климата весьма полезно применять стены съ пустотами внутри (о чемъ будетъ сказано ниже), съ заполнешемъ этихъ пустотъ какимъ-либо дурно
проводящимъ тепло матер!аломъ.
119
Несложный подсчетъ даетъ возможность теоретически определить температур внутренней поверхности наружной стены жилого дома въ перюдъ наибольшей разности температурь, т.-е. при морозахъ въ—30° С. *) ” ’
Представимъ себе вертикальную кирпичную стену а, Ъ, с, d (чер. 121а) и обо-значимъ черезъ:
Т и t—температуру воздуха внутренняго, по левую и наружнаго, по правую сторону стены; •
I’ и t"—соответств. температуры поверхностей стены;
Q' и Q"—коэффициенты потери тепла;
е—толщина стены, и X—коэффиц. теплопроводности.
Съ внутренней стороны потеря тепла происходить путемъ лучеиспускашя и прикосновешя воздуха, поэтому Q' = KL + К2\ съ внешней же стороны—только при-косновешемъ воздуха, поэтому =
Чтобы найти значен!е V, мы имеемъ уравнеше
гГ „ W (T—t) r„ W (T—t}
T—V —------—; откуда t' = Т--------....................
Здесь W обозначаетъ, такъ называемый, всеобщий коэффищентъ передачи
тепла и равенъ
Согласно данымъ Пекле мы можемъ принять для кирпичной стенки: Qu=Kr—0,5; Q'=Ki + +
=1,3; >=0,5; Т=20° С.; t=—30° С. и-(Т— 0=50° С.
Вставляя эти величины въ уравнеше (6), получимъ
W=-----------,
а на основашй уравнешя (а) ___________________________50___ 3,6 + 2,6 е
Этотъ выводъ намъ даетъ возможность определять Г при различныхъ толщинахъ стены (е).
Чер. 121 а.
Такъ при е = 0,83 ф., т.-е. въ 1 кирпичъ
50
‘' = 20 - 3JT2,6Xда = с-
При е = 1,25 ф., т.-е. 1у2 кирпичамъ
50
t' = 20 - —9r = 20- 7,4 = 12,60 С. о,о -f- 2,о X 132э
При е = 2,33 фут., 1 аршину, т.-е. въ 21/2 кирпича.
50
Г = 20 - —20 - 5,17 = 14,83° С.
э,о д- 2,0 X 2,оо
Следовательно мы видимъ, что при аршинной стене температура внутренной поверхности ея равна почти 15° С., поэтому эта толщина и принята для жилыхъ строешй.
*) См. Лукашевичъ. Курсъ Отопления и Вентиляции.
120
Кладка кирпичныхъ ет4нъ. Кирпичъ лучше другихъ каменныхъ матер!аловъ удовлетворяетъ услов!ямъ, которыя требуются отъ стЪнъ жилыхъ строешй. Достоинства кирпича слЪдуюиця:
i) Малаятеплопроводность сравнительно съ естестве н-нымъ камнемъ.
По Пекле, теплопроводность:
Кирпича..............отъ 0,3796 до 0,5.
Мрамора................ 2,069 „ 2,59.
Известняка грубаго , . „ 1,265 » 1?54^-
2) Пористость (воздухопроницаемость).
3) Быстрота производства работъ по возведен!ю самой кладки.
4)ВЪсъ кирпича, какъ нельзя болЪе подходитъ къ средней силе каменщика и не требуетъ для своего пере-мЪщен!я никакихъ приспособлен!й.
5) Дешевизна.
По малости своихъ размеровъ кирпичъ не можетъ удерживаться въ кладке трешемъ, а потому, чтобы сделать кладку прочною, нужно связать камни растворомъ, соблюдая въ то же время строгую перевязку. При возведены стенъ изъ кирпича слЪдуетъ руководствоваться следующими правилами:
i) По высотЪ стены ложки должны перемежаться съ тычками. При этомъ ложкомъ называется кирпичъ, положенный вдоль стены, а тыч-комъ—положенный поперекъ.
2) Если стены въ плане составляютъ уголъ, то по одной его стороне долженъ быть рядъ тычковъ, а по другой—тотъ же рядъ долженъ состоять изъ ложковъ.
3) Если толщина стены измеряется целой длиной кирпича, то въ од-номъ и томъ же ряду, какъ съ одной, такъ и съ другой его стороны должны обнаружиться въ ложковыхъ рядахъ—ложки, а въ тычковыхъ— тычки. Если же толщина стены измеряется не целой длиной кирпича, а половинками (наприм., i|, 2|, 37 и т д.), то одинъ и тотъ же рядъ, выходя съ одной стороны ложками, обнаруживаетъ съ другой стороны тычки, и наоборотъ.
4) Швы должны быть въ перевязку, т.-е. вертикальные швы одного ряда не должны находиться въ одной вертикальной плоскости со швами непосредственно надъ или подъ ними лежащихъ рядовъ, а должны непременно встречать тело кирпича.
5) Если все стенки пересекаются подъ угломъ, то ряды кирпичей должны располагаться такимъ образомъ, чтобы внутренняя лишя одной стены пересекала бы внутреннюю лишю другой, встречая не стыкъ, а непременно тело кирпича; следовательно, кирпичъ долженъ пропускаться до половины или менее своей длины или ширины (ложковъ или тычковъ) за пересечете лиши, образующей внутреншй уголъ стены.
121
6) Во внутрь стены нужно класть по возможности больше тычковъ, такъ, чтобы ложки были только наружными кирпичами. ₽ *
7) Для соблюдешя перевязки приходится употреблять части кирпичей: четвертныя, половинчатая и трехчетвертныя; ихъ кладутъ большею частью въ углахъ стенъ. Впрочемъ у потреб лете такихъ частей должно быть по возможности меньше, потому что для получешя ихъ нужно отесывать целые кирпичи, т.-е. терять время и матер!алъ; кроме того, ташя части не имЪютъ такой прочности, какъ целые кирпичи, такъ какъ при теске ослабляется связь между частицами.
Прежде, ч'Ьмъ перейти къ разсмотрЪшю различныхъ способовъ перевязки и разрезки кирпичной кладки, опредЪлимъ тЪ размеры, каше долженъ иметь кирпичъ, чтобы была возможность соблюсти правила разрезки; для этого необходимо, чтобы относительные размеры кирпича удовлетворяли бы слЪдующимъ услов!ямъ: i) чтобы два горизонтальныхъ ряда кирпичей, положенныхъ плашмя одинъ на другой вместе съ горизонтальнымъ швомъ, соответствовали высоте кирпича, поставленнаго на ребро (черт. 122); 2) чтобы два тычка съ промежуточнымъ вертикальнымъ швомъ покрывались однимъ ложкомъ (черт. 123).
Следовательно, если мы назовемъ длину, ширину и толщину кирпича буквами Z, &, й, а толщину шва—е, то необходимо, чтобы Z = 2& е, Ъ — = 2h-[-e. На основаши § 15 Уроч. положешя, обыкновенный красный кирпичъ долженъ иметь размеры 6 вершк., 3 и if, т.-е. Z = 2&, b = 2h, какъ бы предполагая, что толшина шва равна нулю. Очевидно, что изъ такого кирпича нельзя иметь кладку съ правильной перевязкой, и что по отно-шендо къ размЪрамъ кирпича въ нашемъ уроч. положены вкралась ошибка, которую желательно исправить; поэтому 2-й съЪздъ русскихъ зодчихъ въ Москве (1895 г., февраль) постановилъ: ходатайствовать передъ прави-тельствомъ объ утверждены следующихъ нормальныхъ размеровъ крас-наго (стеннаго) кирпича: длина—0,125 с-> ширина—о,об саж. и толщина— 0,03 саж. Этими размерами допускается отступлеше отъ 2то требования, въ виду редкихъ случаевъ, когда необходимо горизонтальные ряды комбинировать съ кирпичомъ на ребро.
Разсмотримъ теперь употребительнейнпе способы перевязокъ. Про-стейшш изъ нихъ—п ер е ме н н ы м и рядами, т.-е. рядъ ложкомъ, а другой рядъ тычкомъ.
Такъ какъ кирпичъ имеетъ определенные размеры, то и толщина кирпичныхъ стенъ определяется кратнымъ числомъ ширины кирпича, такимъ образомъ стены бываютъ въ f, 1, 1^, 2, 2f, 3 и т. д. кирпичей. На черт. 124, 125, 126 представлены образчики такихъ кладокъ переменными
122
рядами. Ряды первый и второй идутъ въ перемежающемся порядке; трехчетвертные кирпичи, для отлич!я отъ це л ьныхъ, заштрихованы. Изъ пред-ставленныхъ способовъ кладки стенъ видно, что Чер. 124. тутъ употребленъ исключительно кирпичъ целый
и трехчетвертной, на практике же всегда имеется большое количество пополамъ разбитаго кирпича, --- который тоже долженъ быть употребленъ въ дЪ---- З&дй 7. ло, но класть такой кирпичъ отнюдь не должно
на лицо стены, а внутрь, и съ тЪмъ услов!емъ, чтобы онъ не былъ поло-женъ сплошь въ одномъ ряду, а въ промежутка съ цельными и, кроме
того, въ сл'Ьдующемъ ряду цельные кирпичи должны приходиться надъ
ломанами нижними
Чер. 126.
рядами, и наоборотъ.
На западе чаще всего употребляется способъ кладки весьма прочный и красивый, называемый крестовой кладкой, которая представлена на чертеже 4 и 5 листъ i въ плане, въ виде шести рядовъ, а въ фасаде—на черт. 6 того же листа. При-мЪръ взятъ для стены толщиною въ 2х/2 кирпича. Отличительный признакъ этой кладки заключается въ томъ, что съ внешней стороны, какъ это видно изъ чертежа 6, образуются не входяпце другъ въ друга, а отдельно одинъ надъ другимъ расположенные кресты.
Въ этой кладке вертикальные швы ложковъ, расположенные по направленно отвесной лиши, разделяются не однимъ рядомъ кирпичей, какъ въ пре-дыдущемъ способе упадки, а тремя рядами, что обусловливаем лучшую перевязь, а потому и большую прочность стены.
Чтобы уяснить себе способы крестовой кладки,
надо заметить, что при этомъ ряды тычковъ точно такъ же сменяются ложка-
ми, какъ и въ предшествовавшемъ способе; разница въ томъ, что два после-
дующихъ ложковыхъ ряда не одинаковы, какъ это видно на чертеже. Кладка ведется следующимъ образомъ: въ i-мъ ряду, по наружной стороне стены, рас-
123
полагаются ложки, при чемъ съ угла положены трехчетвертные; 2-й рядъ тычковый, 3-й рядъ, опять ложки, но съ той разницей, что, кром'Ь трехчетвертного, по наружному ряду кладется половинка, послЪ которой уже укладываются ложки; 4-й рядъ опять тычки; 5-й рядъ—ложковый, обыкновенный, безъ введешя половинки, съ употреблешемъ лишь трехчетвертныхъ;6-й рядъ— тычки и т. д. Этотъ способъ кладки вмЪст'Ь съ большей прочностью даетъ довольно красивый видъ съ поверхности стЪны (съ фасада черт. 6 листъ i). Правда, что здЪсь отъ каменщика, стоящаго на углу, требуется больше внимашя и аккуратности; но если только эта одна причина служитъ пре-пятств!емъ къ распространена у насъ способа крестовой кладки, то надо думать, что впослЪдствш онъ будетъ въ большомъ употреблены. На чер-тежахъ, кромЪ кладки кирпичныхъ стЪнъ въ углахъ, показаны кладки въ оконныхъ и дверныхъ отверспяхъ съ употреблешемъ трехчетвертныхъ кирпичей.
КромЪ правильной перевязки, весьма важное значеше при производ-ствЪ каменной кладки имеетъ качество раствора (о чемъ уже было сказано) и соблюдете горизонтальности швовъ. Последнее обстоятельство важно въ томъ отношеши, что при горизонтальности рядовъ растворъ можетъ выдержать очень большое давлеше;-если же это не соблюдено, то возникающая усил!я скалывашя появляются какъ въ самомъ растворЪ, такъ и въ мЪстахъ его сцЪплешя съ камнями.
На практик^ точное соблюдете горизонтальности швовъ невозможно, поэтому сила сцЪплешя между элементами каменной кладки, противодействующая скалывашю,—имЪетъ большое значеше.
Въ этомъ отношеши весьма интересны наблюдешя фраицузскаго ученаго R. Feret, который пришелъ къ сл'Ьдующимъ выводимы
К СцЪплеше одного и того же раствора съ различными телами—различно.
СцЪплеше растворовъ съ камнями зависитъ отъ крупности зеренъ посл'Ьднихъ, и оно т^мъ бол1зе, чЪмъ каменный матер!алъ пористЪе. Величина сцЬплешя не зависитъ отъ величины неровностей и шероховатостей на сцЬпляемыхъ поверхностяхъ камня: напр., сопротивлеше сцЪплешю почти одно и то же, были ли поверхности камней, до ихъ скалывашя, сделаны гладкими, или же им^ли впадины и выпуклости, до сантиметра величиной По отношешю къ железу, напротивъ, сцЪплеше болЪе въ томъ случай, когда поверхность железа шереховата, ч^мъ если она отшлифована.
2. СцЪплеше раствора съ каменными матер!алами уменьшается, если ихъ поверхности загрязнены, или недостаточно смочены передъ употреблешемъ въ кладку.
Сопротивлеше растворовъ мало возрастаетъ съ ихъ уплотнешемъ (?).
3. Для одного и того же строительнаго матер!ала сц'Ьплеше растворовъ одинаковая состава, но приготовленныхъ изъ портландъ-цементовъ весьма различная качества, очень мало разнится; иногда даже величина этого сц'Ьплешя больше для пло-хихъ цементовъ (?), чгЬмъ для цементовъ лучшая качества.
Дал’Ье Feret доказалъ, что для одного и того же цемента сцЪплеше его возрастаетъ съ увеличешемъ тонкости помола.
Цементы романск!е и гидравличесюя извести развиваютъ, при одинаковомъ со-ставЪ растворовъ, меньшее сцЬплеше, чТ>мъ цементы портландеше. СмЪси портландъ-цемента съ другими вяжущими веществами даютъ менышя сцЬплешя, чЪмъ чистый портландъ-цементъ.
4. Величина зеренъ песка вл!яетъ почти такъ же на сцЬплеше, какъ и на сопротивлеше разрыву. Вообще говоря, чЪмъ большее количество крупныхъ зеренъ содер-житъ песокъ, тЬмъ больше и сцЪплеше растворовъ.
124
5. СцЪплеше, растворовъ при равныхъ прочихъ услов!яхъ, не пропорционально количеству цемента, входящему въ нихъ. Невидимому, послъ достижешя некоторой степени жирности раствора, является почти непроизводительнымъ увеличеше содер-жашя въ немъ цемента.
6. Вл1ян1е на сц'Ьплеше природы воды, взятой для затворешя,—ничтожно, но вл!я-Hie пропорцш ея весьма значительно. СцЪплеше, почти нулевое для растворовъ, за-творенныхъ очень сухо, быстро возрастаетъ съ увеличешемъ пропорцш воды и до-стигаетъ максимума для растворовъ нормальной консистенщи или нисколько бол'Ье мокрыхъ. При смачиванш камней кладки, сцЬплеше ихъ съ растворомъ увеличивается.
Кстати залгЬтимъ, что старый кирпичъ, поры коего заполнены затверд'Ьвшимъ растворомъ, имЪетъ значительно меныпее сцгВплен!е съ послЪднимъ, такъ какъ растворъ’ уже не присасывается поверхностью кирпича; поэтому старый кирпичъ можно только вводить въ кирпичную кладку вперемежку съ повымъ: одинъ или два ряда черезъ 5—6 рядовъ новаго.
Кладка пустот'Ьлыхъ ст^нъ.
Выше было указано, что въ нашемъ суровомъ климатЪ, гдЪ нужно обращать внимаше на теплопроводимость стЪнъ, весьма полезно применять способъ кирпичной кладки ст'Ьнъ съ пустотами внутри, заполненными ка-кимъ-либо дурнымъ проводникомъ, или же, облицовывать ст'Ьны, пустотЪл. кирпичомъ. Очевидно, что таюя стЪны менЪе теплопроводимы, т.-е. болЪе способны сберегать тепло въ комнатахъ.
На основанш законовъ охлаждешя гЬлъ и коэффищентовъ Пекле теплопроводимости матер!аловъ и потери тепла лучеиспускашемъ и прикосно-вешемъ воздуха, составлена следующая таблица:
Таблица XII.
Потеря тепла одной кв. саженью поверхности наружныхъ ст^нъ каменныхъ строенш при разности температурь комнатной и наружной на 1° С. и въ 1 часъ времени.
Един. тепл.
1. Для стЪнъ въ два кирпича 9,8
2. » » » 21/2 „ 8,33
3- » П п » 4. Для стЪнокъ, сложенныхъ въ 1у2 кирпича съ промежуткомъ въ 7,25
У2 кирпича, засыпаннымъ толченымъ углемъ (Герардовы стЪны) 4,21
5. Герардовы стЪны съ оболочками въ */2 кирпича и промежуткомъ
въ 2у2 вер., заполненныхъ толченымъ углемъ 4,6
6. Тоже съ заполнешемъ вместо угля золою 7. Для стЪнъ толщиною въ 2*/а кирпича съ облицовкою въ томъ 4,41
числЪ пустотЪлымъ кирпичомъ, располагая послгЬдн!й тыч-
комъ и ложкомъ 7,54
8. То же съ облицовкою въ у2 кирпича пустотЪлымъ 9. Для стЪнъ въ 2 кирпича съ облицовкою въ ТОМЪ ЧИСЛ'Ь пусто- 7,76
тЪлымъ кирпичомъ, располагая оный тычкомъ и ложкомъ по внутренней сторонЪ наружныхъ сгЬнъ 8,8
10. То же съ облицовкою, толщиною въ одинъ пустотелый кирпичъ . 7,0
125
Чер. 127.
Изъ этой таблицы видно, что наивыгодн'Ьйнпя по отношешю къ сохранение тепла суть Герардовы стены, съ пустотами, заполненными внутри золой или толченымъ углемъ. СтЪны, сложенный въ i1^ кирпича съ промежутками, заполненными золою, вдвое болЪе сохраняютъ тепла, чЪмъ стены толщиною въ кирпича сплошной кладки; въ этомд> случае, следовательно, употребляя, взамЪнъ 1077 кирпичей, только 648 на каждую кв. сажень стены, достигается большее сбережете тепла, а стало быть, топлива.
Необходимо заметить, что хотя теоретически стЪны съ воздушной прослойкой, нич^мъ не заполненной, и должны быть менЪе теплопроводны, чемъ сплошныя, но на практике это далеко не подтверждается; стены же съ промежуткомъ, засыпаннымъ золой, углемъ или забитыя торфянымъ порошкомъ, обнаруживаютъ, какъ видно изъ таблицы, значительно меньшую теплопроводимость.
Bussler доказалъ наблюдешями, что стена съ воздушной прослойкой теплопроводима почти въ одинаковой степени, какъ и сплошныя стены, при чемъ, главнымъ образомъ, тепло теряется отъ более нагретой стенки путемъ лучеиспускашя; потеря уменьшается при более гладкой, полированной поглощающей поверхности, какъ это мы видимъ при двойныхъ оконныхъ рамахъ. Наружное стекло отражаетъ лучеиспускаше отъ внутренняго. Весьма практичнымъ матер!аломъ для за-полнешя промежутковъ является такъ называемый ки-зелькуръ, или инфузорная кремнистая земля. При полной несгораемости и весьма малой гигроскопичности это сыпучее тело обладаетъ ничтожной теплопроводимостью *).
Передача тепла черезъ воздушный прослоекъ, ни-чемъ не заполненный, происходитъ отъ того, что воз-духъ, будучи самъ по себе дурнымъ проводникомъ въ совершенно покойномъ состоянш, въ то же самое время обладаетъ свойствомъ теплопрозрачности и подвижности. Вследств1е этого две кир-пичныя стены, ограждаюиця воздушную прослойку, могутъ свободно лучеиспускать тепло другъ другу, а воздухъ, нагреваясь соприкасаш-емъ съ поверхностью более теплой стенки, переноситъ эту теплоту къ поверхности более холодной стены. Представимъ себе две стенки А и В (черт. 127), между которыми воздушная прослойка; при этомъ температура Т левой поверхности больше t—правой. Очевидно, что воздухъ будетъ постоянно двигаться до техъ поръ, пока температуры этихъ стенокъ не сравняются. Поэтому для того, чтобы уменьшить по возможности теплопроводимость кирпичной кладки, надо прослойку между оболочками заполнить дурнымъ проводникомъ изъ телъ твердыхъ. Герардовы стены весьма выгодны въ указанномъ отношенш, но оне мало распространены на практике лишь потому, что требуютъ более тщательной работы и кладки на гу-
*) См. статью о несгораемыхъ потолочныхъ покрьтяхъ: трепельный кирпичъ.
126
стомъ растворе, къ которой наши каменщики не привыкли. На Ганноверской ж. д. почти все строешя построены такимъ образомъ.
На чертеже 7, листъ 2, представлены 2 (послЪдовательныхъ) ряда такой кладки. Здесь наружная оболочка стены состоитъ изъ i кирпича, а внутренняя—изъ у2 кирпича, промежутокъ между обеими оболочками ра-венъ ПД верш. Черезъ каждые 12 верш., т.-е. черезъ 2 ложка, кладется тычокъ, состояний изъ цЪльнаго кирпича, заполняющаго и входящаго въ противоположную стЬнку на ГД вершка, вслЪдств!е этого необходимо класть половинку кирпича для того, чтобы иметь по всей длине стены
сплошную пустоту.
Для получешя сплошного промежутка и вместе съ тЪмъ для дости-жешя возможной устойчивости и прочности стенъ, кладку можно вести такъ, какъ это показано на чертеже ю, листъ 2. Здесь промежутокъ ведется зигзагами и равенъ */2 кирпича, такъ что въ общей сложности стенка имЪетъ
толщину въ 2х/2 кирпича.
Чтобы иметь пустоту на кирпича, но не сплошную въ вертикальной плоскости, кладку располагаютъ такъ, какъ это показано на черт. 8, (два ряда въ плане) и 9 (въ вертикальн. разрЪзЪ), листъ 2; при этомъ очевидно, что движете воз
духа, показанное на черт. 127, будетъ замедляться, а съ этимъ вмЪстЪ и теплопередача.
При употреблены пустотЪлаго кирпича для той же цели, т.-е. вза-м'Ьнъ сплошныхъ пустотъ, достигается ббльшая прочность стены. При этомъ дЪлаютъ или только одну облицовку въ I, % или Vi кирпича (черт, и листъ 2 и чер. 128), или кладутъ сплошь стену изъ пустотЪлаго кирпича. Изъ пустот'Ьлаго кирпича стена устойчивее въ смысле сопротивлешя действ!ю распора или давлешю ветра, но обратная крепость по отношешю къ вертикально действующимъ силамъ меньшая, нежели Герардовскихъ стенъ, или съ пустотами. Это ясно видно изъ самой формы пустотЪлаго кирпича. Прочность его относится къ прочности обыкновеннаго краснаго кирпича, какъ 11:17.
Облицовка стЪнъ, будетъ ли она пустотЪлымъ или какимъ-либо инымъ кирпичомъ, должна быть сделана на томъ же растворе, на которомъ кладется и вся стена, чтобы осадка на швахъ была одинакова. Въ стенахъ, сложенныхъ на извести и облицованныхъ съ внутренней стороны кладкой на цементе въ */2 кирпича, при расположены на ней концовъ балокъ (чер. 129), вследств!е большей осадки кладки на известковомъ растворе весь грузъ покрьтя передается только на внешнюю оболочку въ х/2 кирпича, вслед-cTBie чего эта внешнняя оболочка можетъ раздробиться, и на поверхности ея появятся трещины.
127
ЖеЛ'Ьзныя СВЯЗИ. При определены размЪровъ стенъ по отно-шешю къ ихъ устойчивости было замечено, что устойчивость каждой стЪны въ строенш зависитъ преимущественно отъ связи съ другими стенами, встречающимися сь ними подъ угломъ. Понятно, что каждая наружная стена строешя будетъ встречать во всехъ поперечныхъ стенахъ сильное сопротивлеше своему наклону внутрь строешя, но эти же стены будутъ сопротивляться обратному наклону, отъ строешя, лишь въ той мере, въ какой обнаруживается взаимная связь ихъ съ поперечными стенами. Если потолочный балки не прикрепляются къ стенамъ, то для доставлешя этой связи и для приведешя всехъ стенъ въ одно целое употребляются желез-ныя связи, въ виде полосъ прямоугольнаго поперечнаго сечешя, закладываемый горизонтально въ толщине стены на различной высоте. Связи эти главнымъ образомъ полезны въ первый перюдъ существовашя стенъ, когда растворъ еще не затверделъ, а между тёмъ постройка загружается временной нагрузкой тотчасъ же за ея окончашемъ. Связь известнаго поперечнаго сечешя темъ более оказываетъ пользы, чемъ она выше заложена въ стене; по этой причине стараются закладывать связи въ стенахъ какъ можно выше; но, съ другой стороны, если бы все связи, который предполагаютъ поместить въ стене, были собраны у ея вершины, тогда могло бы произойти отделеше верхней или выпучиваше средней части стены.
Основываясь на предыдущему для расположешя железныхъ связей приняты следуюнця правила:
i) Въ одноэтажныхъ, невысокихъ строешяхъ, где черезъ каждыя 3 или 4 сажени есть поперечный стены, железныхъ связей не употребляютъ (если только нетъ распора, при которомъ связи располагаются на основаши осо-быхъ соображешй).
2) Въ многоэтажныхъ постройкахъ связи располагаются не въ каж-домъ этаже, но черезъ этажъ, помещая ихъ надъ оконными перемычками, напр., поверхъ 2-го и 4-го или поверхъ 2-го и 3-го этажей.
3) Въ строешяхъ, не имеющихъ этажей, связи закладываются на вер-тикальныхъ разстояшяхъ около 2 саж.
4) Въ плане строешя связи располагаются по прямому направлешю, поэтому связи не должны следовать за всеми незначительными выступами и впадинами, находящимися въ стенахъ.
5) Во внешнихъ стенахъ связи закладываются обыкновенно за х/2 кирпича отъ наружной стороны стенъ.
6) Железныя связи закладываются также во внутреннихъ, капиталь-ныхъ стенахъ, расположенныхъ перпендикулярно или подъ какимъ нибудь угломъ къ направлешю внешнихъ стенъ, въ томъ же уровне, и скрепляются съ ними посредствомъ пироновъ.
При устройстве несгораемыхъ потолочныхъ покрыты, состоящихъ изъ железныхъ балокъ, промежутки между которыми заполняются какимъ нибудь несгораемымъ матер!аломъ—связи въ стенахъ здашя не употребляются, такъ какъ оне легко заменяются скреплешями этихъ балокъ со стенами, о чемъ будетъ сказано ниже.
128
ЖелЪзныя связи приготовляются отдельными звеньями изъ полосового железа шириною (около) 3", толщиною отъ до %", длиною отъ 3 и более саженъ. Въ углахъ связи сопрягаются слЪдующимъ образомъ: каждое звено имЪетъ на концахъ проушины въ виде простого или двойного обуха (черт. 130 и 131). Въ проушину вставляется штырь, который заклинивается и ставится несколько наклонно къ вертикальной лиши, для того, чтобы захватить большую поверхность кладки. Клинья, вколачивае-
мые около штырей, служатъ для натяжешя связей. Соединеше связей по длине ихъ представлено на черт. 132 и 133 въ плане Ъ и фасаде а. Здесь употреблеше обуховъ избегается. Концы связей или выковываются въ виде крючковъ (черт. 140), между которыми вставляются клинья или, что еще проще, загибаются на i8o° (черт. 132). Въ обоихъ случаяхъ необходимо надеть два хомутика, для нажапя концовъ.
Такъ какъ усшия, которымъ подвергается или можетъ подвергнуться связь—неопределенны, то и размеры ихъ поперечныхъ сеченш не подда
ются расчету. Сопротивляясь отклонешю стены, связь не можетъ предупредить трещины, являюшдяся, напр., вследств!е неравномерной осадки, вызываемой слабымъ грунтомъ. Темъ не менее, все же, въ некоторыхъ случаяхъ железныя связи необходимы, способствуя соединешю всехъ частей строешя въ одно целое. Въ фабричныхъ строешяхъ концы связей (въ особенности поперечныхъ) со штырями часто выпускаются наружу. Это имеетъ целью: во 1-хъ, доставить железу большее удобство изменять свою длину
129
сообразно перемЪнЪ температуры, а во 2-хъ, въ этомъ положенш связь захватываетъ большую массу кладки.
Железо, находясь въ кладке въ неблагопр!ятныхъ услов!яхъ, быстро ржавгЬетъ. При разборка старыхъ строенш нередко оказывается, что связи превратились въ труху. Окрашиваше железа сурикомъ или какимъ либо другимъ веществомъ, не надолго предохраняетъ его отъ окисл±шя. Поэтому на связи можно разсчитывать только въ первый перюдъ существо-вашя стенъ; когда растворъ закр'Ьпнетъ и свяжетъ всю кладку въ одинъ монолитъ въ связяхъ и надобности н'Ьтъ. Если стены здашя устроены правильно, какъ по конструкцш, такъ и по разм±рамъ; если работы произведены тщательно, изъ. надлежащихъ матер!аловъ; если, наконецъ, покрьгпя не производятъ распора—то связи не нужны. Если же эти услов!я не соблюдены, то, все равно, связи не спасутъ и неудержатъ строеше въ равновЪсш.
Стены строешя, отклонившагося нисколько отъ отв^снаго положешя, наприм'Ьръ, вслгЬдств!е неравномерной осадки подошвы основашя, могутъ быть приведены въ первоначальное положеше посредствомъ железныхъ связей. Для чего связываютъ отклонившуюся стену железными полосами съ другими прочными частями строешя и, натягивая полосы, можно привести ее въ первоначальное положеше. Натягиваше полосъ делается посредствомъ клиньевъ, при последовательномъ нагреванш и охлаждены полосъ, при чемъ къ нимъ подносятъ жаровни и этимъ нагреваютъ, и когда полосы удлиняются, то ихъ натягиваютъ или завинчивашемъ гайки, или подклинивашемъ. Полосы, остывая, будутъ укорачиваться и увлекать за собою стены. Повторяя это несколько разъ, можно привести стену въ требуемое положеше.
Обделка внешней поверхности стенъ. Поверхности стенъ, чтобы придать имъ менее однообразный видъ—расчленяются. Расчленеше бываетъ вертикальное (полуколонны, пилястры) и горизонтальное (карнизы и тяги). На практике обыкновенно применяюсь оба эти способа расчле-нешя, но преобладаше котораго нибудь изъ нихъ зависитъ отъ стиля строешя. Расчленешемъ какъ бы выделяюсь части, изъ которыхъ состоитъ строеше; такъ—горизонтальными тягами отделяется крыша и этажи; вертикальными—окна, двери, выступы стенъ и проч. Цоколь, какъ главную ^асть, необходимо отделять отъ поля стены, при чемъ, однако, онъ не следуетъ за всеми изменешями фасада, а только имеетъ выступы, соответствующее лишь самымъ главнымъ изъ этихъ изменены. Поле стенъ не остается гладкимъ, но обделывается различнымъ образомъ. О горизонталь-ныхъ расчленешяхъ будетъ сказано особо въ статье о карнизахъ, а здесь разсмотримъ только обделку полей стенъ и вертикальное расчленеше. .
Между различными способами обделки полей стенъ наиболее распространенный—р устами.
Тесовые камни, которыми облицовывается стена, окантовываются про-филевкой (черт. 134, показана профилевка въ разрезе) или чисто обтесываются прямоугольными, выступающими рядами. На черт. 12 листъ 2 представлена облицовка изъ крупныхъ естественныхъ камней, которыхъ лицевая
9
130
сторона опрофилевана и обтесана въ рамку, съ оставлешемъ грубой тески по всей средней поверхности. Въ другомъ камне эта же поверхность покрыта вертикальными и горизонтальными неглубокими бороздками.
Такой облицовкой рустами украшены старинные венещансюе дворцы, при чемъ глубина руста и рельефъ камня изменялся поэтажно; въ нижнемъ цокольномъ этаже онъ делается крупнее, а въ верхнихъ этажахъ мельче.
Въ настоящее время нередко такое украшеше стенъ выделывается изъ штукатурки, нанося ее на поверхность стены уже имеющую соответственную профиль выделанную кирпичомъ (черт. 135). Ширина камня можетъ занимать 3, 4 и даже 5 рядовъ кирпича, при чемъ кладка выводится налицо съ пустошевкой, т.-е. шовъ не заполняется растворомъ, чтобы
Чер. 135.
штукатурка крепче удерживалась на поверхности. Толщина штукатурки не должна быть более i". Длина камня делается въ 2 или въ 3 его ширины, редко въ 4, разве только для украшешя цоколя, который делается более массивнаго вида. Для этой цели и ширина камня берется иногда и въ 5 рядовъ кирпича.
Наружный поверхности кирпичныхъ стенъ не всегда покрываются штукатуркой; фасады здашй нередко остаются въ своемъ натуральномъ виде „въ кирпиче", который лишь съ поверхности окрашивается клеевою окраской или же весь фасадъ облицовывается, более красивымъ и по цвету и по виду,такъназываемымъ облицовочнымъ кирпичомъ, который, будучи сделанъ изъ особаго рода глины и подвергнутый особому закалу при обжиге, имеетъ способность стойко сопротивляться вл!яшю атмо-сферныхъ переменъ. Въ виду значительной стоимости этого кирпича облицовка фасадовъ ведется не цельными кирпичами, а четверками и половинками, обыкновенно пустотелыми, какъ это показано на чертеже и листъ 2,
131
для уменьшешя теплопроводности. Кладка съ поверхности имЪетъ видъ, состоящей изъ однихъ тычковъ. При всемъ этомъ, все же квадратная сажень облицовки обходится около 12—15 РУб-
Оштукатурка кирпичныхъ стЪнъ даетъ возможность подражать клад-K'fe изъ тесанаго камня и придавать болЪе художественную обработку фа-садовъ, соответственно различнымъ архитектурнымъ стилямъ; вмЪстЪ съ гЬмъ она сохраняетъ кирпичъ отъ вывЪтривашя и увеличиваетъ теплосо-храняемость строешя. Но съ другой стороны штукатурка требуетъ постоян-наго ремонта, что влечетъ за собой и неудобства и расходы. Поэтому, во многихъ случаяхъ, здаше сложенное изъ кирпича остается безъ всякой оштукатурки и изящной обработки фасада достигаютъ введешемъ облицо-вочнаго, разноцвЪтнаго кирпича (бЪлаго, желтаго, сЪраго и т. д.), поясковъ, выступковъ, шаблоннаго или фигурнаго кирпича, терракотовыхъ украшены и т. п. Такимъ образомъвозникъцЪлый кирпичный стиль, очень красивый и имЪющш въ утилитарномъ отношены много преимуществу сравнительно со штукатурной отдЪлкой. *
КромЪ того, для украшешя стЪнъ устраиваются пилястры а (черт. 136), какъ вертикальное расчленение, а также лопатки Ъ. ПослЪдшя пред-ставляютъ изъ себя выступы, обрамляюшде пространство между пилястрами и доходяпце только до цоколя. Лопатки, въ вершинахъ, соединяются другъ съ другомъ—л из е нам и.
§ 10.
JTbca или ПОДМОСТИ. Для возведешя каменныхъ построекъ устраиваются подмости, которыя бываютъ: i) легк!я, переносныя, когда вы-
сока строешя не превосходитъ трехъ саженей, борчатые из) такъ называемые коренные л'Ьса при болЪе значительной высотЪ.
Рабочш, стоя на землЪ, можетъ вывести стЪну около 2-хъ аршинъ. ДалгЬе, склады-вашемъ кирпича насухо въ видЪ столбиковъ или употреблешемъ деревянныхъ подставокъ, а также бочекъ отъ цемента поставленныхъ вертикально, съ настилкою поверхъ ихъ до-сокъ, стЪна можетъ быть возведена до 4-хъ
2) передвижные раз-
Чер. 137.
арш. При большей
вышинЪ, напр., до 2-хъ
саженъ, становятся уже легюя подмости въ видЪ козелъ (черт. 137). Та-
кого рода подмости
работъ.
по большей части употребляются для внутреннихъ
Подвижные разборчатые лЪса служатъ главнымъ образомъ для производства ремонтныхъ и штукатурныхъ работъ при возведенныхъ уже строешяхъ. Эти приспособлешя особенно необходимы при многоэтажныхъ фабричныхъ и заводскихъ здашяхъ. Въ Австры конструкция подобныхъ подмостей очень легка и несложна. ОнЪ состоятъ, какъ видно изъ фасада и поперечнаго разрЪза на схбматическомъ чертежЪ 138, изъ вертикально поставленныхъ лЪстницъ, наподоб!е приставныхъ пожарныхъ, шириною
9*
132
отъ 12 до 14 верш, и вышиною соответственно вышине здашя (отъ 8 до ю саж.). Тетевы имЪютъ квадратн. поперечн. сечеше (2 верш, въ стороне квадрата), самый же ступеньки состоятъ изъ обыкновенныхъ брусковъ. Иногда таюя лестницы состоятъ изъ несколькихъ меньшей длины, наро-
щенныхъ одна на другую и связанныхъ веревками. Чтобы поставить лестницу вертикально, ее располагаютъ на землю почти вплоть у са-маго строешя. Затемъ, съ помощью каната пере-кинутаго черезъ блокъ, подвешенный къ балке выпущенной въ вершине строешя изъ чердака, лестницу подымаютъ и ставятъ вертикально. Черезъ каждые 4 — 5 аршинъ ставятся таюя лестницы опираясь ими непосредственно въ мостовую или въ деревянныя шпалы. Вершина лестницы привязывается къ упомянутой балке
Чер. 139.
Чер. 138.
веревками, а на ступеньки, тамъ где надо производить ремонтъ, укладываются доски Ъ. Кроме того, для большей устойчивости, все устройство расшивается д!агонально досками d.
На черт. 13 л. 2 показано такое же устройство, но более детально. Здесь чер. А изображаетъ часть фасада 4-хъ этажнаго здашя, около кото-раго, на разстоянш 2 саж. одна отъ другой, вертикально поставлены лестницы а, а, а, прикрепленный вершинами къ выпущеннымъ съ чердака брусьямъ. Деталь лестницы съ фасада и сбоку показана на чер. jB, изъ котораго видно, что тетевы лестницы состоятъ изъ 2-хъ вершков, квадрат-ныхъ брусковъ. срощенныхъ по длине накладками и болтами. Ширина лестницы вместе съ тетевами i арш., а разстояше между перекладинами (ступеньками)—io верш. На эти перекладины и настилаются доски во время
133
производства работъ. Вертикально поставленный лестницы расшиты горизонтальными досчатыми схватками с, с и крестами 6, Ъ. Какъ тЪ такъ и друйя скрепляются съ вертикалями съ помощью болтовъ съ плоскими шайбами и имЪютъ продолговатыя щели для удобства и облегчешя сборки. Способъ скреплешя понятенъ изъ чертежа.
Стремянокъ при этихъ лЪсахъ не устраиваютъ; здесь ихъ заменяютъ лестницы, а для подъема матер!аловъ приспособляется легкая платформа и блокъ. Taxie леса представляютъ значительную устойчивость, полную безопасность и могутъ быть быстро собраны и разобраны; но вместе съ темъ требуютъ акуратной работы.
При более высокихъ постройкахъ делаютъ коренные леса (черт. 139), состояние изъ вкопанныхъ главныхъ стоекъ (стояки), высотою несколько более самаго строешя. Къ этимъ главнымъ стойкамъ приставляютъ у насъ обыкновенно второстепенный или ушаки, высотою около 4 — 5 аршинъ, служашдя для образовашя ярусовъ лесовъ. Второстепенный стойки Чер. 140*.
привязываются къ главнымъ по-средствомъ веревокъ или обруч-наго железа. Сверху кладутся параллельно строёшю продольный бревна или слеги, то же прикрепляемый къ стоякамъ и служащая для поддержашя поперечныхъ п а л ь-цевъ, на которыхъ устраивается дощатая настилка. Въ Гермаши и вообще въ Западной Европе при устройстве лесовъ ушаки не ставить, а слеги привязываются къ кореннымъ стойкамъ веревками или
кладутся на неболыше железные кронштейны. На черт. 140, изображено патентованное приспособлеше для поддержашя пальцевъ, придуманное Ad. Rott. Оно состоитъ изъ железной скобы и кронштейна болтоваго железа.
По мере возвышешя стены, приступаютъ къ устройству следующаго
яруса, при чемъ доски полового настила нижняго яруса переносятся на верхнш и т. д. до высоты всей стены. Разстояше между стояками (коренными) отъ 2 до з саж., а отъ стены отъ i до 2 саженъ. Коренный стойки устанавливаются съ уклономъ на стену до 720; это даетъ лесамъ большую устойчивость. Для всхода на леса служатъ, такъ называемые, стремянки, т.-е. дощатыя наклонный платформы съ набитыми на нихъ брусками вместо ступенекъ. Подъемъ стремянокъ делается отъ х/6 до х/3 основашя. Вообще при ручной подноске матер!аловъ необходимы полойе скаты стремянокъ. Какъ стремянки, такъ и половой настилъ ограждаются перилами.
При возведенш построекъ значительной высоты, главныя стойки наращиваются по высоте съ закреплешемъ обручнымъ железомъ или веревками (черт. 141). Для натяжешя связи—вбиваются клинья. При надстройке этажей подмостки делаются выпускными, т.-е. изъ свешивающихся попереч-
134
ныхъ бревенъ, подпертыхъ въ существующее выступы строешя (черт. 142). На нашихъ постройкахъ даже при возведены Чер. 141. болыпихъ многоэтажныхъ здашй применяется
ручная подноска матер!ала, что представляетъ огромное неудобство и требуетъ большого расхода на наемъ подносчиковъ. Гораздо выгоднее и удобнее устраивать подъемники, хотя бы самой простой конструкцш, напримеръ, въ
Чер. 142.
виде нор1я, подъемныхъ платформъ и т. д. Наконецъ, весьма полезно применять горизонтальные и вертикальные вороты, блоки и полиспаты.
Пpиcпocoблeнiя для подъема матер!аловъ на леса
135
устраиваются различными способами, сущность которыхъ заключается въ томъ, что деревянная платформа или ящикъ, прикрепленный къ канату, по
дымается посредствомъ ворота на необходимую высоту. Для этой цЪли тамъ, где ставится подъемникъ, должны быть устроены прочные деревянные леса во всю высоту строешя еще до возведешя последняго, т. - е. до начала кладки стенъ. Наращиваше лесовъ и переносъ ворота возможны лишь при не-сложныхъ приспосо-блешяхъ. Воротъ, на который наматывается канатъ, устанавливается на верхнемъ настиле и приводится въ движете рабочими, кон-нымъ или паровымъ приводомъ. Для последней цели ставится паровой двигатель въ виде локомобиля, га-зоваго, керосиноваго или электрическаго мотора.
Весьма интересно французское приспосо-блеше, въ которомъ матер!алъ поднимается силою тяжести воды (черт. 143 А, В и С). Какъ видно изъ чертежа, на вершине прочно устроенныхъ лесовъ, состоящихъ изъ вертикально и го
ризонтально расположенныхъ брусьевъ, скрепленныхъ подкосами, устанавливаются два блока, черезъ которые перекинута цепь или канатъ. Къ концамъ цепи прикреплены два ящика Ъ и с, изъ коихъ одинъ предназначенъ для нагрузки строительнымъ матер!аломъ (кирпичомъ, рас-
136
творомъ и проч.), а другой, съ непроницаемыми станками, для воды. На ось одного изъ блоковъ насажено колесо d, съ перекинутымъ черезъ него безконечнымъ канатомъ. Въ каждый этажъ, по мере возведешя постройки, проводится вода отъ городского водопровода (вода прежде всего необходима для возведешя всякаго каменнаго строешя). Вращая рукоять вала а, мы заставляемъ ящикъ с подниматься. Когда посл'Ьднш нагруженъ мате-р!аломъ, то первый наполняется водой (черт. В) до тЪхъ поръ, пока его в'Ьсъ не будетъ нисколько болЪе нагруженнаго ящика, вслгЬдств!е чего и произойдешь подъемъ груза. Когда грузъ снять, то воду изъ ящика с, который въ это время находится внизу, выпускаютъ, и онъ снова поднимается вверхъ вращешемъ рукоятки а и т. д. Способъ этотъ прим^нимъ лишь тамъ, где много воды, или где подъемъ ея достигается небольшими затратами, напримЪръ, вЪтрянымъ двигателемъ.
Простое и практичное приспособлеше для подъема кирпича мы встрЪ-чаемъ почти на всЪхъ более или менЪе значительныхъ в’Ьнскихъ построй-
кахъ. Приспособлеше это сходно съ устройствомъ нор!я (безконечныхъ четекъ) и состоитъ изъ двухъ деревянныхъ вращающихся барабановъ, изъ коихъ одинъ а (черт. 144 А и В) прямоугольной формы и расположенъ на той высоте, до которой выводится кладка, а другой af поставленъ внизу на одной вертикали съ первымъ и имЪетъ шестигранную форму. По этимъ барабанамъ двигается безконечная цЪпь съ прикрепленными къ ней металлическими черпаками, длиною 18 см., шириною 16 см. и вышиною 21 см., вместимостью для двухъ кирпичей. Благодаря прямоугольной форме барабана а, стороны котораго соответствуютъ размерамъ двухъ звеньевъ цепи, движете ея происходитъ вполне правильно и спокойно. Въ виду значительной длины цепи, въ предупреждеше ея изгиба отъ собственной тяжести, устроены катки 6, по которымъ и движется нагруженная цепь.
Первоначально, для большей легкости цепи, звенья делались изъ креп-каго буковаго дерева (черт. 145), съ обивкой концовъ ихъ d,d пачечнымъ железомъ; въ настоящее время ихъ приготовляютъ изъ железа, что хотя и увеличиваетъ прочность цепи, но вместе съ темъ увеличиваешь и ея
137
в'Ьсъ, что, въ свою очередь, увеличиваетъ работу треше барабана на его оси. Длина звеньевъ равняется 32 см. при разстоянш между черпаками въ 65 см.
На оси вращешя, имЪющей двЪ рукоятки к, к (черт. 146), насаженъ маховикъ f и шестерня Л, передающая движеше на зубчатое колесо д, насаженное на ось барабана а. Для остановки въ любой моментъ служитъ тормозная собачка h (черт. 147), задерживающая шестерню, а съ гЬмъ вмгЬ-стё и движеше зубчатки д.
По сравнение съ другими подъемниками, действующими посредствомъ блоковъ, описанное приспособлеше им^етъ несомнЪнныя выгоды. При 4-хъ рабочихъ въ течете 12 час. можетъ быть поднято на высоту отъ ю до 12 метр. 14000 кирпичей.
Мы уже упоминали о томъ, что вообще примЪнеше механическихъ подъемниковъ при постройкахъ многоэтажныхъ здашй всегда выгоднЪе сравнительно съ ручной подноской, при которой, кромЪ большихъ расхо-довъ, происходитъ и безполезная потеря времени; что же касается до фаб-ричныхъ здашй въ 5—6 этажей, то при ихъ возведеши въ подъемникахъ является настоятельная необходимость и затрата на устройство послЪднихъ съ избыткомъ окупается, не говоря уже о выгодЪ въ смыслЪ ускорешя работъ. Обыкновенно въ подобныхъ случаяхъ пользуются локомобилемъ, какъ двигателемъ, который кромЪ подъема тяжестей, служитъ и для приго-товлешя бетона и раствора, т.-е. для приведешя въ движеше мешалки, грохота или сита для песка и дробилки для каменнаго или кирпичнаго щебня.
Правильная пропорщя и механическое перем^шиваше составныхъ частей раствора въ особенности важны при примЪнеши такъ называемаго смЪшаннаго раствора, состоящаго изъ извести, песка и цемента, о выгодахъ котораго мы уже говорили. Однако хорошш результата со смЪшаннымъ растворомъ не можетъ быть достигнута при ручномъ смЪшиванш самими каменщиками, а только применяя механичесюя приспособлешя и автоматическое отмЪриваше составныхъ частей.
На черт. 148 и 149 въ вертикальномъ разрЪзЪ и въ планЪ представлена въ общихъ чертахъ довольно простая система устройства цЪлаго оборудовали по приготовленпо и перемЪщешю строительныхъ матер!аловъ при постройка каменнаго многоэтажнаго здашя.
Все устройство заключается, во i-хъ, изъ прочныхъ подмостей А для установки на нихъ подъемныхъ механизмовъ и укрЪплешя передачи и, во 2-хъ, изъ машиннаго сарая В (черт. 149), въ которомъ поставленъ локомобиль а (чер. 149), приводящш въ движеше насосъ для накачивашя воды, мЪшалку Ъ для раствора и механическое сито с, для просЪивашя песка. Ота этого же локомобиля устроена передача для вращешя ворота д, расположенная въ особой станинЪ передъ машиннымъ здашемъ.
Собственно подъемный аппаратъ состоитъ изъ прочныхъ подмостей, какъ было уже упомянуто, на вершинЪ которыхъ поставлено два вращающихся барабана d и d! (чер. 148). Каната, перекинутый черезъ барабанъ й, спускается внизъ и огибаетъ передаточный валъ е, загЬмъ вращающшся отъ привода барабанъ д, откуда, пройдя передаточный валъ /, достигаетъ барабана df. Къ концамъ каната привешиваются подъемный телЪжки 1г и
138
7/, при чемъ длина каната такъ разсчитана, что когда тележка 1г находится внизу, другая 7г', останавливается
какъ разъ вверху, и наоборотъ. При вращенш барабана д въ сторону по направлешю стрелки, h будетъ находиться внизу, a 1г'—наверху. Соответственной постановкой коническихъ сдвоенныхъ зубчатокъ на скользящей муфте достигается вращеше барабана д въ ту или другую сторону, при чемъ платформы 1г и К поднимаются или опускаются.
Мешалка Ъ для раствора уста
Чер. 148.
навливается на особомъ постаменте и на такой высоте, чтобы растворъ могъ удобно вываливаться въ тележку w (черт. 148), которая затемъ направляется по рельсамъ (показаннымъ на плане) къ подъемнику и здесь поднимается на необходимую высоту.
139
Сито с для песка, имея видъ горизонтально расположенной усеченной шестигранной пирамиды, приводится въ движете посредствомъ ременной передачи и устанавливается во второмъ этаже машинной постройки въ уровень съ вершиной мЪшалки, что даетъ удобства для перемещешя просЪяннаго песка въ мешалку.
Для удовлетворешя потребности въ воде, при производстве каменныхъ работъ и при приготовлены раствора, наверху лесовъ, между передаточными барабанами d и d\ помещается бакъ Z, куда вода накачивается особымъ насосомъ, приводящимся въ движете, какъ уже было сказано, темъ же локомобилемъ. Такимъ образомъ остается только ручное пере-движете матер!аловъ по горизонтальной плоскости, что, благодаря дере-вяннымъ или металлическимъ рельсамъ, можетъ быть значительно облегчено. Чер. 150.
Мелюя поправки снаружи при ремонтныхъ работахъ производятся съ помощью костылей, /
и, такъ называемыхъ, люлекъ. Костыль (черт.
150) представляетъ наклонное бревно или брусъ съ набитыми поперекъ брусками для входа рабо- Jy
чаго на верхнюю, утвержденную на немъ пло-щадку; внизу костыль упирается на землю го-ризонтальной шпалой.
Люлька есть деревянное сиденье, приве- еЖ
шейное къ веревке, перекинутой черезъ блокъ, укрепленный къ постоянной точке карниза.
Люльки употребляются обыкновенно при ‘jfr* малярныхъ работахъ; костыли—при малярныхъ и штукатурныхъ. ЖГ
Следуетъ заметить, что при постройкахъ f=~- - - _
особой важности леса устраиваются съ надле- ~ —
жащею тщательностью и прочностью, въ особенности когда приходится пользоваться лесами какъ опорою для подъема значительныхъ тяжестей; напротивъ, въ обыкновенныхъ случаяхъ леса устраиваются наскоро, безъ правильныхъ соединены изъ матер!ала низ-шаго качества. Леса для монументальныхъ построекъ могутъ быть настолько сложны, что уже сами по себе представляютъ сооружеше, которое должно быть выполнено во всемъ согласно предварительно составленному проекту и расчетамъ.
§ 11.
Деревянный етЪны. Дерево, какъ матер!алъ для устройства стенъ жилыхъ и нежилыхъ зданш, по сравнетю съ камнемъ имеетъ два весьма существенныхъ недостатка: оно сгораемо и недолговечно. Во всемъ остальномъ, въ особенности для постройки жилыхъ строешй, дерево имеетъ много весьма важныхъ достоинствъ и преимуществъ.
Дерево не только превосходить всЪ горныя породы своимъ сопротивлешемъ на изгибъ и вытягиваше, но даже не уступаетъ многимъ естественным!» камнямъ и въ
140
сопротивленш на сжат!е; если силы дЪйствуютъ по направлешю волоконъ, то оно про-являетъ весьма значительный напряжешя.
Такъ сопротивление на сжат!е по Nordlinger: Сосна . •...........................отъ 396 до 448 кг. см.2
Ель.........................„ 425 кг. см.2
Камни, по испыташямъ проф. БЪлелюбскаго:
Московски мячковскш известнякъ . . . 193 кг. см.2
„ подольскШ ... 527 „ „
Выборгсшй гранить....................580 кг. см.2
Кирпичъ петербургски (среднее) .... 170 „ „ По испытан!ямъ московскаго Архитект.
Общества, московскш кирпичъ ... 87 до 125 кг. см.2
Что же касается до сопротивлешя на растяжеше и на переломъ, то дерево въ этомъ отношены далеко превосходить каменные матер!алы. Принимая на растяжеше 1/10, а на изгибъ у4 отъ вышеприведенныхъ коэффищентовъ на сжаНе тЪхъ же камней, мы имеемъ:
Таблица XIII.
\ I ! На растяжеше.! ! 1 На переломъ.
Мячковскш известнякъ 19,3 48 ;
Подольский „ 52,7 131 ;
Выборгскш гранить 58,0 145
Петербургски кирпичъ 17,0 42
1 Московски! „ 8,7 до 12,5 21,7—31,2
Тогда какъ дерево:
Ель (по Nordlinger) 1048 838
Сосна 867 512-644
Въ кг. на кв. см.
Правда, что сопротивлеше дерева вн'Ьшнимъ усил!ямъ, направленнымъ перпендикулярно къ волокнамъ, значительно слабее, но во всякомь случай оно болЪе 2/3 отъ величины сопротивлешя при дЪйствш силы по направлешю волоконъ и далеко превосходить таковое же нашихъ обыкновенныхъ красныхъ кирпичей. При этомъ дерево обладаетъ сравнительно съ камнемъ ничтожной теплопроводимостью, а именно:
По Пекле, сосна перпенд. волоки........= 0,093
„ „ „ параллельно волоки. . . • = 0,1265
Теплопроводн. кирпича..................=0,5 до 0,6
УдЪльный в'Ьсъ почти всЪхъ камней—отъ 2,5 до 3 и болЪе, тогда какъ для сосны и ели онъ въ среднемъ равенъ 0,5.
Этотъ малый вЪсъ при значительномъ сопротивленш внЪшнимъ механическими усшпямъ и въ то же время легкость обдЪлки составляютъ огромныя преимущества дерева.
Дерево легко поддается обработка различными инструментами: ножомъ, пилой, долотомъ, топоромъ и пр.
141
Къ недостаткамъ дерева, кромЪ его недолговечности и сгораемости, принадлежитъ его звукопроводность. Поэтому при устройстве стенъ и перегородокъ следуетъ принять меры къ возможному уменьшешю звукопроводимости. Для этого необходимо располагать изолируюице слои между деревянными двойными стенками. Слои эти могутъ быть заполнены какимъ - нибудь сыпучимъ, дурно проводящимъ звукъ матер!аломъ, такъ, напр.: торфянымъ порошкомъ, древесными опилками, инфузорной землей и т. п.
Что касается недолговечности дерева, то свойство это въ прямой зависимости отъ техъ условш, въ которыя поставлено дерево. Какъ было уже указано въ отделе о строительныхъ матер!алахъ, при благопр!ятныхъ услов!яхъ дерево можетъ сохраняться почти неопределенно долгое время; такъ, напримеръ, если оно находится постоянно въ воде или въ сухомъ месте. Есть много способовъ для предохранешя дерева отъ гшешя и вос-пламенешя, но все они редко применяются въ виду ихъ дороговизны. Во всякомъ случае для того, чтобы уменьшить или совсемъ устранить воспламеняемость следуетъ покрывать дерево съ поверхности какимъ-нибудь предохранительньшъ слоемъ, при чемъ наиболее распространенный способъ состоитъ въ окраске масляной краской, при этомъ поры дерева замазываются, что предохраняетъ его отъ сырости и высыхашя, т.-е. отъ разбухашя и усушки. Поэтому въ деревянныхъ строешяхъ все части, подверженный действие атмосферныхъ переменъ, т.-е. дождя, снега, солнеч-ныхъ лучей и проч., тотчасъ же по ихъ возведены покрываютъ вареной олифой съ примесью какой-нибудь краски (обыкновенно охры), что носитъ назваше загрунтовки подъ окраску.
Если дерево помещается въ грунте, не имеющемъ постоянной воды, то необходимо принять меры къ его сохранешю. Самое простое средство состоитъ въ обугливаши дерева съ поверхности, при чемъ консервирующую роль играетъ креазотъ, отделяющийся отъ гор^шя. Точно такъ же можно сохранить дерево, покрывая его древесной смолой, дегтемъ, каменноугольной смолой и разными высыхающими маслами. Но такъ какъ при этомъ въ порахъ дерева все же остается воздухъ и влага, то обмазка съ поверхности не достигаетъ своей цели. Наконецъ, для сохранешя дерева недостаточно устранить доступъ къ нему воздуха и влаги, а необходимо уничтожить въ немъ причину гшешя, т.-е. белковыя вещества. Это можетъ быть достигнуто выщелачивашемъ дерева въ холодной или горячей воде, пропаривашемъ (вываркой въ котлахъ) и, наконецъ, пропаривашемъ его антисептическими веществами, напримеръ, сулемой (способъ Юанъ), мЪд-нымъ купоросомъ (Бушери и Бюрне), креазотомъ (Бертель) и т. д.
Пропитывашемъ дерева солями (купоросомъ или даже простой поваренной солью) достигается некоторая огнеупорность дерева; по крайней мЪрЪ оно не воспламеняется, способно только тлЪть.
За последнее время рекомендуется какъ консервирующее средство способъ Р. Авеиар1уса пропитывать или смазывать дерево съ поверхности масловидной жидкостью, которую опъ назвалъ „корболинеумъ“, при чемъ деревянныя части, погружаемый въ землю, должны быть тщательно смазаны этимъ веществомъ въ горячемъ состояши по крайней мЪрЪ два раза.
142
Въ гийеническомъ отношеши деревянный стены сл'Ьдуетъ предпочитать каменнымъ уже потому, что въ зимнее холодное время ихъ поверхность, обращенная вовнутрь жилого пом'Ьщешя, имЪя ту же температуру, что и каменная стена, кажется однако значительно теплее последней и какъ бы мало разнится отъ комнатной температуры, что представляетъ огромныя преимущества, въ особенности для больницъ. Это происходитъ, потому что дерево перпендикулярно волокнамъ въ 7, а параллельно въ 5 разъ менее теплопроводимо сравнительно съ камнемъ. Прикасаясь къ дереву, имеющему ту же температуру, что и камень, мы однако ощущаемъ менышй холодъ, такъ какъ поглощеше тепла отъ нашего тЪла происходитъ медленнее, чЪмъ при камне и еще болЪе при металле. Кроме того, деревянный жилыя здашя тотчасъ же по ихъ возведеши могутъ быть обитаемы и остаются' постоянно сухими, тогда какъ каменныя требуютъ усиленной просушки.
Несмотря на то, что дерево почти не пропускаетъ воздухъ перпендикулярно къ волокнамъ, деревянные дома представляютъ лучппя услов!я для естественной вентилящи сравнительно съ каменными, даже совершенно сухими. Причина этого заключается въ томъ, что продольное сопряжеше бревенъ никогда не бываетъ совершенно плотно и хотя проконапачивается, но все же представляетъ мало препятствш для проникашя атмосфернаго воздуха. Усиленная естественная вентилящя особенно чувствуется въ холодную ветреную погоду, при чемъ для поддержашя нормальной внутренней температуры требуется более продолжительная топка,’ такъ какъ является необходимость не только въ вознаграждены того количества тепла, которое теряется черезъ наружный поверхности строешя, но и для нагрЪвашя свЪжаго наружнаго воздуха, поступающаго въ помЪщеше при естественной вентилящи.
Деревянным стЪны по своему назначение могутъ быть разделены на стены холодныхъ и теплыхъ строенИь
Для возведешя деревянныхъ стенъ употребляются доски, бревна и брусья. Деревянный стЬны, по причине меньшей теплопроводимости, устраиваются значительно меньшей толщины сравнительно съ каменными; въ на-шемъ климате эти стены не промерзаютъ при толщине ихъ въ пазахъ около 4 вершковъ, следовательно обыкновенныя бревна, толщиною отъ 5 до 6 вершковъ, для стенъ жилыхъ деревянныхъ строешй совершенно достаточны. Толщина же стенъ холодныхъ построекъ можетъ быть значительно менее.
Стены деревянныхъ построекъ, по причине ихъ малой толщины, бы-ваютъ обыкновенно не высоки; въ противномъ случае для своей устойчивости оне требовали бы вспомогательныхъ средствъ.
А. Заборы. Стены, не несупця никакой тяжести, но служашдя лишь къ ограждешю какого-нибудь пространства называются заборами.
Временные заборы устраиваются следующимъ образомъ: на разстоя-ши 2-хъ саж. одна отъ другой устанавливаются стойки, врубленныя въ крестовины, безъ углублешя, а прямо на поверхность земли и обиваются досками (черт. 151). Такимъ образомъ обыкновенно устроены временные
143
заборы въ городахъ по улицамъ при производстве каменныхъ или дере-вянныхъ построекъ. Очевидно, прочность подобныхъ стЬнъ увеличивается прибавлешемъ по низ}' и по верху горизонтальныхъ бревенъ, связываю-щихъ отдельный стойки.
Постоянные заборы необходимо для прочности основывать на стой-кахъ, вкопанныхъ въ землю; при вышинЪ ихъ около i сажени они вка-
пываются въ землю на глубину не менЪе i1/^ аршина, промежутки заполняются досками (толщиною до ИД вершка), впущенными въ пазы стоекъ
(черт. 152). Для предохранешя отъ скорой порчи дерева части забора подъ
землей осмаливаются, а надъ землей окрашиваются масляной краской.
Для предохранешя отъ гшешя нижнихъ досокъ подъ нихъ подводятъ
бревна а (Замятины) (черт. 153), лежашдя на стульяхъ, и, кроме того, по
верху прибиваютъ доску й, служащую покрышкой и связью для стоекъ забора. Замятинъ можетъ быть нисколько (отъ I до 4 штукъ); точно такъ же и столбы для большей прочности делаются двойными. Таше заборы называются форменными и обделываются начисто посредствомъ обшивки столбовъ и замятинъ до
сками. Способъ прикрЪ-
плешя досокъ показанъ на чертеже 154. Подобные заборы при разстоянш между столбами въ 4 арш. имеютъ обыкновенно такую же высоту.
Доски для образовашя свободной стены могутъ быть и вертикально поставлены (черт. 155)» Въ такомъ случае къ столбамъ, вкопаннымъ въ землю, прикрепляются или врубаются горизонтальные деревянные бруски и къ послЪднимъ уже прибиваются доски, образуются заполнешя между
144
столбами. При такомъ устройстве заборовъ дерево подвержено гшешю только въ столбахъ, досчатая же обшивка можетъ не касаться грунта, тогда какъ Замятины подвержены гшешю. Иногда устраиваютъ легюе решетчатые заборы (черт. 14, 15 и 16, листъ 2).
В. Стены нежилыхъ етроешй и фахверковыя. Стены холодныхъ по-строекъ, имЪющихъ однако полы и потолки и служаиця обыкновенно для складовъ, пакгаузовъ и т. п., строятся изъ деревяннаго брусчатаго скелета съ обшивкою его, или забиркою въ промежутки между брусками, тесомъ или досками. Вместо деревянныхъ досокъ матер!аломъ для заполнешя про-межутковъ можетъ служить и естественный камень или кирпичъ, стекло, бетонъ съ железнымъ каркасомъ и т. п. Таюя стены носятъ назваше фах-верковыхъ (черт, т, листъ 3). Устойчивость подобныхъ стенъ зависитъ отъ числа поперечныхъ стенъ и разстояшя между ними и отъ связи,
Чер. 154.
образуемой рядами, утвержденныхъ на нихъ потолочныхъ балокъ, врублен-ныхъ концами въ обвязки. Сопротивлеше же стенъ давлешю расположен-наго на нихъ груза и ихъ неизменяемость обусловливается размерами стоекъ й, расположешемъ ихъ и прочностью сопряжешй ихъ съ обвязками (сс) подкосами (е) и ригелями (&).
Фахверковыя стены требуютъ прежде всего прочнаго и вполне со-ответствующаго величине нагрузки фундамента, устраняющаго неравномерную осадку, такъ какъ таюя стены вообще имеютъ слабое сопроти-цлеше на переломъ.
Сверхъ фундамента выводится сплошной цоколь строешя (черт. 2, листъ з). Если строеше одноэтажное и незначительныхъ размеровъ, то фундаментъ можетъ быть не сплошной, а состоять изъ отдельныхъ каменныхъ столбовъ. Деревянные столбы не долговечны и употребляются только въ сельскохозяйственныхъ постройкахъ.
На выведенный цоколь располагается первоначально нижшй обвязочный брусъ (сс) черт. I, обыкновенно размеровъ по высоте отъ 4 до 5 вершк., а по ширине отъ 6 до 7 вершк., въ который и входятъ своими концами вертикальный стойки (dd) (черт, i, листъ 3). Обвязка имеетъ назначеше
145
закрепить концы стоекъ и концы половыхъ балокъ, если таковыя имеются. Въ послЪднемъ случае еще лучше располагать двойную обвязку, какъ это показано на нашемъ чертеже. Вместе съ тЪмъ нижняя обвязка служитъ для равномерной передачи давлешя отдЪльныхъ стоекъ на цоколь.
Для того, чтобы предупредить затекаше воды подъ обвязочный брусъ и тЪмъ предохранить его отъ быстраго сгнивашя, верхшй рядъ цоколя выводятъ изъ кирпича на ребро съ отливомъ (черт. 2, листъ 3).
Въ углахъ обвязки могутъ сопрягаться въ полдерева или на подо-6ie лапы, какъ показано на черт. 3, листъ 3, а по длине въ притыкъ съ железной накладкой (черт. 4, листъ 3) или шипомъ (черт. 5, листъ 3) или въ замокъ съ болтами (черт. 6, листъ 3).
Вследъ за нижней обвязкой устанавливаютъ главный вертикальный стойки Я, затемъ промежуточный ff (черт, i, листъ 3). Далее тамъ, где предполагаются оконныя и дверныя отверспя, устанавливаются второстепенный стойки дд, а для приведешя всей системы въ общую неизменяемую ♦связь, ставятся подкосы ее. Затемъ насаживается на шипы стоекъ верхняя обвязка (се). Подкосы могутъ быть заменены и крестами, какъ показано на правой стороне нашего чертежа.
Угловыя стойки делаются толще промежуточных^ такъ какъ на нихъ располагается болышй грузъ, или же делаютъ ихъ двойными.
На черт. I, листъ 3, въ нижнемъ этаже показана дверь Л, а въ верхнемъ два оконныхъ пролета В и G.
Размеръ стоекъ делается въ зависимости отъ груза, на нихъ распо-ложеннаго и разсчитываются на продольный изгибъ. Боковой изгибъ стойки въ плоскости стены уничтожается сопротивлешемъ сжатдо мате-р!ала, заполняющаго промежутки между брусками, потому толщина ихъ въ этомъ направлеши можетъ быть меньше, чемъ въ д!аметрально про-тивоположномъ. Обыкновенно въ поперечномъ сечеши стойки имеютъ 3X4 вершка или 4Х^ вершк. Размеръ верхнихъ обвязокъ по ширине такой же, какъ и нижнихъ, по высоте же обыкновенно болышй, такъ какъ эти обвязки подвергаются изгибу. Въ этомъ отношены, для лучшаго закреплешя потолочныхъ или междуэтажныхъ балокъ, рекомендуется двойная обвязка, какъ на черт, х, листъ 3.
Сопряжете нижней и верхней обвязки съ вертикальными стойками делается шипомъ, при чемъ нижшй шипъ для того, чтобы въ гнездо не затекала вода, зарубается въ виде двухъ треугольныхъ (черт. 7, листъ 3) или четырехугольныхъ выступовъ (черт. 8, листъ 3).
Подкосы, упираясь въ нижнюю и верхнюю обвязки, врубаются зубом ъ и шипомъ (черт. 9, листъ 3).
Если сверхъ ригеля располагается, какъ заполнеше полей стенъ, кирпичная кладка, имеющая значительный весъ, то соединеше со стойка ми делается тоже врубкою зубомъ и шипомъ (черт, юин, листъ 3).
При высоте стойки более двухъ этажей описанная конструкщя несколько видоизменяется, такъ какъ для высокихъ здашй стойки, соединяясь съ насадками шипами, недостаточно устойчивы и, кроме того, такая конструкщя при несколькихъ этажахъ, вследств!е усыхажя дерева даетъ 10
146
неминуемо осадку на вырубкахъ. Поэтому при устройстве высокихъ здашй, какъ угловые, такъ и главные промежуточные столбы делаются неразрезные, а цельные (черт. 12, листъ 3). Здесь угловые столбы состоятъ изъ четырехъ вертикально поставленныхъ брусьевъ, соединенныхъ доугъ съ другомъ, на разстоянш 2 и 3 арш. болтами. Въ продольной наружной стЪнЪ, междуэтажный обвязки двойныя, между которыми защемлены концы потолочныхъ балокъ (черт. 13, листъ 3); поперечный же стены имЪютъ обвязки одиночный. Сопряжеше обвязокъ съ угловыми столбами показано на черт. 13 листъ 3. Главные промежуточные столбы двойные, тоже цельные, проходчице черезъ всю высоту здашя; второстепенные же—одиночные и перерезаются обвязками.
Разстояше между главными столбами почти равно высоте яруса или несколько менее; размеры же поперечныхъ сеченш брусьевъ—въ зависимости отъ нагрузки; въ среднемъ—3X4 вершка или 4Х^ вершковъ.
Если высота здашя более 8—9 саженъ (напр., элеваторы) и стойки требуютъ наращивашя, то стыки всехъ четырехъ брусьевъ въ угловыхъ столбахъ и двухъ брусьевъ въ двойныхъ столбахъ, располагаются не въ одной плоскости, а въ перевязку и сами брусья связываются черезъ каждые 2—з аршина болтами, хомутами или скобами.
Брусчатый скелетъ представляетъ главную основную конструкщю фах-верковыхъ стенъ, отъ которой зависитъ ихъ устойчивость и прочность. Далее остается только стене придать сплошную поверхность, что достигается различными способами:
а) промежутки между брусками заполняютъ досками, расположенными горизонтально или вертикально. Для этой цели въ обвязкахъ, стойкахъ, подкосахъ и ригеляхъ, выбираются пазы, глубиною не менее одного I" и въ него вгоняются доски.
Этотъ способъ заполнешя не удобенъ какъ по самому производству работъ, такъ и по тому, что пазы ослабляютъ конструкщю, въ нихъ застаивается вода и дерево быстро пропадаетъ.
Ь) Гораздо практичнее, но, правда, менее красиво, обшивать брусчатый стены съ одной или съ обеихъ сторонъ горизонтально тесомъ или досками. Самый простой способъ—въ прифуговку (черт. 156). Но при та-комъ способе, вследств!е усушки дерева, проявляются щели. Если кромки досокъ скосить, какъ показано на черт. 157, то щели не такъ заметны; но еще лучше обшивать въ четверть (черт. 158).
Наконецъ, простая и весьма целесообразная, хотя и требующая несколько больше матер!ала, обшивка горизонтальными досками—въ закрой (черт. 159). Здесь каждая доска на одинъ или полтора дюйма заходитъ одна за другую, перекрывая ее и этимъ устраняется возможность проника-шя дождевой воды, хотя щели между досками несомненно остаются. Этотъ способъ особенно пригоденъ тамъ, где склады товара требуютъ проветри-вашя. Последняя цель еще более достигается, если подъ доски подложить чурочки (черт. 160) дюймовой толщины, тогда все наружный стены превращаются въ неподвижный жалюзи.
с) Заполнешемъ фахверковыхъ стенъ нередко служитъ естественный
147
камень или кирпичъ. Въ такомъ случае постройка становится уже более огнеупорной, но зато нельзя не заметить, что тутъ смешиваются два ма-тер!ала различной долговечности. Если деревянный скелетъ отъ времени разрушиться, то кирпичное заполнеше держаться не можетъ и все здаше распадается. Несмотря на это неудобство, такого рода конструкщя очень распространена для холостыхъ здашй небольшого размера, а также для пакгаузовъ и складовъ, при чемъ страховыя общества, для такихъ здашй, сравнительно съ деревянными значительно понижаютъ премдо, въ виду меньшей ихъ опасности отъ огня.
На черт. I, листъ 4 представлена часть стены съ заполнешемъ бутовой и кирпичной кладкой. Толщина заполнешя можетъ быть въ 72, 3/4, въ I кирпичъ и въ ix/4, производя кладку въ перевязку.
При толщине въ 3/4 или въ ix/4 кирпича, кладка ведется такъ, какъ показано на черт. 2, листъ 4, т.-е. ставится кирпичъ на ребро и въ томъ
Чер. 158. Чер. 159.
Чер. 156. Чер. 157.
Чер. ico.
же ряду плашмя, затемъ въ следующемъ ряду опять кирпичъ на ребро, но уже съ другой стороны стены и т. д.
Для того, чтобы дождевая вода не заливала подъ кирпичную кладку, расположенную на ригеле или на обвязке—эти брусья снабжаются фаской, т.-е. углы ихъ скашиваются, какъ это показано на черт, i и 2 листъ 4, вертикальные брусья имеютъ тоже фаски, но уже для красоты и симметрш.
С. ПриигЬнеше фахверковыхъ ст^нъ къ жилымъ строешямъ. Описанной конструкщи фахверковыя стены съ тонкимъ кирпичнымъ заполнешемъ или деревянной обшивкой, очевидно, не могутъ служить для жилыхъ помещены; таюя стены будутъ промерзать. Но ихъ можно применить и для этой цели сделавъ некоторый дополнешя и изменешя. Такъ стоитъ только брусчатый скелетъ здашя обшить, какъ съ наружной, такъ и съ внутренней стороны досками, а образовавшшся промежутокъ заполнить какимъ-либо дурно проводящимъ тепло матер!аломъ, напр., инфузорной землей, опилками, торфянымъ порошкомъ, соломой, сосновыми или еловыми иглами и т. п.
10*
148
Торфяной порошокъ при всей своей ничтожной теплопроводимости и легкости, им^етъ однако способность впитывать въ себя влагу и становясь влажнымъ настолько увеличиваетъ свою теплопроводимость, что удержать внутри помещены нормальную температуру становится затруднительными Обыкновенно это явлеше замечается въ начале зимы; затемъ, когда торфъ просохнетъ, то опять прюбретаетъ свойства дурного проводника.
Вместо кирпичной кладки изъ сполошнаго кирпича можетъ быть употребленъ пустотелый кирпичъ, расположенный такъ, какъ показано на черт. 2, листъ 4. Таюя стены толщиною въ i3/4 кирпичъ вполне замЬняютъ два кирпича сплошныхъ.
Въ последнее время явился новый матер!алъ, могущш тоже служить прекраснымъ заполнешемъ для фахверковыхъ стенъ жилыхъ строешй—это такъ назыв. стеклянный кирпичъ, въ виде пустотелыхъ параллелепипедовъ съ выпуклой верхней и нижней поверхностями. Дороговизна этого мате-piana делаетъ его весьма мало распространеннымъ на практике.
Размеры его по ширине и длине несколько менее обыкновеннаго кирпича, а по ширине* значительно более.
D. Стены и£ъ жилыхъ деревянныхъ строешй изъ бревенъ и брусь-
евъ. Стены жилыхъ строешй преимущественно устраиваются изъ шести-
вершковыхъ бревенъ, которыя могутъ
иметь и вертикальное и горизонталь-
Чер. 161.
ное положешя. Въ первомъ случае вертикальный бревна, приструганныя, проложенный паклею или войлокомъ, проконопаченный, утверждаются концами въ пазахъ нижней и верхней обвязокъ (чер. 161) и составляютъ такимъ образомъ сплошной рядъ. Преимущество стенъ изъ вертикальныхъ бревенъ состоитъ въ томъ, что оне более устойчивы сравнительно со стенами изъ горизонтальныхъ бревенъ и совершенно не даютъ осадки. Но, съ другой стороны, имеютъ также свои неудобства: отъ времени дерево усыхаетъ и между бревнами образуются щели, поэтому
вертикальное расположеше бревенъ применяется лишь въ томъ случае, если здаше имеетъ въ плане криволинейную форму (черт. 161) .
Стены изъ горизонтальныхъ бревенъ располагаются рядами,
при чемъ концы бревенъ врубаются другъ въ друга и такимъ образомъ составляются венцы. Несколько венцовъ, поставленныхъ одинъ на другой
и взаимно соединенныхъ шипами, образуютъ срубъ; такъ какъ бревна имеютъ форму усеченнаго конуса, то для соблюдешя горизонтальности венцовъ безъ значительной обтески бревенъ, надо класть ихъ такъ, чтобы на уголъ приходились бревна попеременно вершинами или комлями. Подлине
149
бревна сплачиваются между собой пазомъ, какъ это показано на черт. 3, - лдстъ 4. Ширина паза должна быть отъ 3 до 3% вершк. не менЪе, при чемъ форма его должна быть какъ можно правильнее, такъ какъ отъ этого зависитъ теплосохраняемость строешя и степень его осадки. Очерташе паза по шаблону намечается на обоихъ торцахъ бревна. После чего по шнуру, натертому меломъ отбивается направлеше паза по длине бревна и по шаблону протесываются гнезда, какъ по концамъ бревна, такъ равно и въ несколькихъ местахъ по его длине. Затемъ уже топоромъ вырубается весь пазъ.
При устройстве стенъ изъ горизонтальныхъ бревенъ, лежащихъ въ одной плоскости, соединешя концовъ бревенъ въ углахъ можетъ быть сделано врубками: съ остаткомъ или безъ остатка. При первомъ способе соединешя употребляютъ врубки: въ обло или въ чашку (ч. 162);
Чер. 163.
въ при сек ъ, т.-е. въ чашке оставляется потайной шипъ (потемки (черт. 163) и шведская или шестиугольная (черт. 164). Все горизонтальный вырубки или сопряжешя должны быть обращены внизъ, чтобы дождевая вода не могла въ нихъ оставаться. Для второго способа соединешя (безъ остатка) употребляются врубки: въ лапу съ кореннымъ шипомъ или потемкомъ (черт. 165), въ полу л any (черт. 166) и сопряжешя внутренней стены съ наружной посредствомъ прорезной лапы безъ щиповъ (сковороднемъ) (черт. 167).
На чертеже 168 показанъ способъ вычеркивашя лапы. На поверхности торца вписываютъ квадратъ и разделяютъ его горизонтальными ли-шямй на 8 полосъ. Затемъ конецъ бревна обтесывается въ виде четырехгранной призмы и на одной изъ граней тоже чертится квадратъ съ деле-шями на 8 частей. Соединяя на торце делешя i со 2 и 7 съ 6, а на боковой поверхности призмы 2 съ 3 и 6 съ 5, получимъ прямыя для обтески лапы.
При горизонтальномъ положены бревенъ прочность стенъ уменьшается съ разстояшемъ между углами и числомъ отверстш (въ стене), ибо
150
устройство пролетовъ и отверстш требуетъ перерубашя бревенъ, отъ чего уменьшается ихъ взаимная связь. Изъ этого следуетъ, что все деревянныя постройки болЪе значительныхъ размеровъ должны иметь для своей устойчивости достаточное число капитальныхъ стенъ, которыя должны быть какъ можно менЪе перерублены. Итакъ, при проектированы деревянныхъ построекъ прежде всего нужно расположить внутреншя стены на такомъ другъ отъ друга разстоянш, при которомъ обезпечиваются надлежащая
прочность и устойчивость здашя; при этомъ холодныя помЪщешя (сЪни, лестница) должны быть непременно отделены отъ теплыхъ капитальными стЬнами.
Вообще, при распределены капитальныхъ стенъ необходимо, чтобы разстояше между углами не превосходило длину бревна, т.-е. отъ 3-хъ до 4-хъ саженъ. При более значительныхъ разстояшяхъ стены должны быть особо укреплены. Замечено, что деревянныя длинныя стены даже при отсутствия распора со
Чер. 168. временемъ выходятъ изъ
вертикальнаго положешя (выпучиваются) и, несмотря на соединеше въ углахъ и связи балокъ, выгибаются. Это отчасти происходитъ отъ непра
вильной формы пазовъ
между бревнами, что даетъ имъ малую поверхность соприкосновешя; главнымъ же образомъ потому, что дерево подвержено ссыхашю, смят!ю и гн1ен1ю.
Выпучиваше стенъ предупреждается устройствомъ вертикальныхъ схватокъ, называемыхъ сжимами (черт; 169). Они состоятъ изъ вертикально поставленныхъ брусьевъ, соединенныхъ другъ съ другомъ болтами. Для того, чтобы эти болты не задерживали осадку сруба, отверспя, въ которыя они проходятъ, делаются продолговатыми. Сжимы препятствуютъ отдельнымъ бревнамъ выходить изъ вер*гикальнаго положешя. При малой
151
высоте стены иногда довольствуются полусжимами (съ одной только стороны стены). Сжимы, удерживая отдельный бревна, не могутъ предупреждать общаго отклонешя стены отъ^ вертикальнаго положешя при большей ихъ высоте или при д'Ьйствш на нихъ распора. Въ послЪднемъ случай въ м’Ьстахъ расположена сжимовъ стены подпираются подкосами,
какъ это показано на черт. 4, листъ 4.
Узюе простенки было бы проще делать изъ вертикально поставлен-ныхъ бревенъ, но такое устройство, при горизонтальномъ положены дру-гихъ частей сруба, препятствовало бы осадке стенъ. Это неудобство можно
устранить отчасти запасомъ, оставленнымъ сверху; но такъ какъ величину осадки трудно точно определить, то при этомъ можетъ образоваться въ стене щель по горизонталь-Чср. 169. ной лиши, поэтому всЪ про
стенки, несмотря на малую связь, делаются также изъ горизонтальныхъ бревенъ съ соединешемъ между собою
вставными шипами, при чемъ проемы обделываются косякомъ, но непременно съ оставлешемъ запаса.
Оконныя и дверныя отверспя, а также пролеты, оставляемые въ стенахъ для печей, обделываются брусьями такъ, какъ показано на чер. 170: бревна спиливаются отвесно и на нихъ нарубаются шипы, рядъ которыхъ составляетъ гребень, на который насаживается стойка (для окна или двери— косякъ), съ пазомъ и шипомъ въ вершине для скреплешя съ бревномъ е, перекрывающимъ отверспе. Надъ горизонтальнымъ брусомъ Ъ оставляется указанная выше щель, какъ запасъ на осадку, величина которой зависитъ отъ тщательности работы и отъ сухости леса и можетъ быть принята приблизительно отъ 7зо Д° V20 высоты сруба. Полной осадки можно ожидать не ранее какъ черезъ годъ. Косяки служатъ для укреплешя пролетовъ. Устройство простенковъ изъ горизонтальныхъ бревенъ, давая возможность употреблять въ дело остатки ихъ (концы), составляетъ выгоду въ экономическомъ отношены.
152
Бревна для деревянныхъ стенъ обтесываются на 2 канта или на одинъ (чер. 5, листъ 4), при чемъ отесанная сторона обращается внутрь помЪщешя. Нижшй обкладной вЪнецъ не обтесывается и для него отбираются болЪе толстыя бревна, онъ кладется на цоколь съ прокладкой березовой корой и просмолкой густой смолой. Весьма полезно, гдЪ это возможно, располагать на поверхность цоколя, какъ показано на чер. 3, 5, листъ 4, асфальтовый слой толщиною въ */2 д. или асфальтовый толь. Обтеска на 4 канта, какъ это показано на чер. 6, листъ 4, у насъ употребляется весьма редко, а между тЪмъ такой способъ построешя деревянныхъ стенъ имеетъ болышя преимущества, а именно, состоя изъ брусьевъ, по длине сплоченныхъ въ четверть, таюя стены менЪе проницаемы для ветра, а следовательно болЪе теплосохраняемы; оне прочнее и устойчивее стенъ, срубленныхъ на пазахъ, и даютъ меньшую осадку; наконецъ, оне имеютъ более красивый видъ и легче поддаются архитектурной обработке. Принимая во внимаше, что при окантовке получаются 4 пластинки, которыя тоже идутъ въ дело, то и стоимость Чер. 171. ихъ не дороже бревенчатыхъ. На чер. 7, листъ 4 показано соединеше въ углахъ такой стены.
При рубке стенъ изъ бревенъ пазы прокладываютъ паклей, войлокомъ и на другой годъ по осадке ихъ ко-нопатятъ. Законопачиваются также все щели, происшедшая отъ высыхашя бревенъ, для предупреждешя затекашя въ нихъ воды и проникашя ветра.
Снаружи стены жилыхъ деревянныхъ строешй весьма полезно обшивать досками, для чего къ нимъ прибиваютъ вертикальные бруски (прибоины) въ разстоянш 1V2 арш. и къ нимъ уже прикрепляютъ наружную обшивку изъ чисто обстроганныхъ и съ выбранными четвертями досокъ
(черт. 171). Толщина *прибоинъ при стенахъ, врубленныхъ съ остаткомъ, зависитъ отъ величины выступающихъ угловъ. Доски въ обшивке могутъ занимать произвольное положеше: горизонтальное, вертикальное или наклонное, при чемъ прибоины, относительно досокъ, могутъ иметь перпендикулярное направлеше или наклонное. Но для .правильности обшивки необходимо, чтобы внешшя грани прибоинъ находились въ одной вертикальной плоскости. Для того, чтобы вода не затекала сквозь швы обшивки, сопряжешя досокъ делаются, какъ показано на чертеже, т.-е. въ четверть. Доски въ углахъ стенъ срезываются въ усъ. Внутренняя сторона стенъ обделывается посредствомъ обивки ихъ войлокомъ, дранью и ошту-катурки. Оштукатурка стенъ внутри и обшивка снаружи, придавая зда-шю более красивый видъ какъ внутри, такъ и снаружи, имеетъ весьма полезное назначеше: ^уменьшать теплопроводимость стенъ и сохранять
дерево.
Въ некоторыхъ местностяхъ Россш употребляются деревянныя стены съ кирпичной облицовкой (чер. 8, листъ 4); при этой констру^щи здаше снаружи имеетъ видъ каменнаго. Выгоды ея заключаются въ следующемъ: во-1-хъ, она придаетъ строешю большую огнестойкость; во-2-хъ, стены обла-
153
даютъ меньшей теплопроводностью и проницаемостью для холоднаго воздуха, и въ-3-хъ, кирпичная кладка защищаетъ дерево отъ вл!яшя атмо-сферныхъ перем'Ьнъ. Казалось бы, что при обдЪлк'Ь кирпичемъ возможно • быстрое загниваше дерева; но въ виду того, что между обделкой и деревомъ остается небольшой промежутокъ, доступный для циркуляцш воздуха, этого не замечается.
Наоборотъ, наблюдались примеры весьма продолжительнаго суще-ствовашя деревянныхъ домовъ, обдЪланныхъ кладкой въ 1V2 кирпича. Это объясняется т^мъ, что зимой холодный воздухъ, проникая въ промежутокъ
между деревомъ и кам-немъ, нагрЪвается, при чемъ относительная влажность его понижается и онъ спосо-бенъ поглощать влагу и тЪмъ высушивать дерево.
Весьма полезно пе-редъ облицовкой деревянныхъ стЪнъ кирпичомъ покрывать бревна смолой, смолистымъ составомъ, масляной краской или, наконецъ, обшивать бревна ас-фальтовымъ толемъ, какъ это показано на нашемъ чер. 8 лис. 4, что еще болЪе увеличиваешь теплосохраня-емость дома.
Чер. 172.
D. Ст±ны изъ жел4зя и камня. Матер1аломъ для устройства стЬнъ изъ металла и камня служатъ железо, чугунъ, сталь, кирпичъ и иногда естественный камень для наружной фасадной облицовки. По своему внешнему виду конструкщя этихъ стЪнъ напоминаетъ деревянный фахверкъ съ заполнешемъ кирпичомъ, разница лишь въ томъ, что основная конструкщя стЪнъ не деревянная, а металлическая и состоитъ изъ главныхъ и второсте^енныхъ стоекъ, обвязокъ, ригелей и раскосовъ. ПримЪръ такой конструкщи, съ заполнешемъ кирпичной кладкой толщиною въ % кирпича, представленъ на черт. 172. ЗдЪсь для междуэтажныхъ обвязокъ, для вертикальныхъ стоекъ и подкосовъ применено двутавровое прокатное желЪзо; для ригелей и нижней обвязки, расположенной на поверхности каменнаго цоколя, и для обрамлешя оконныхъ и дверныхъ отверстш употреблено желЪзо швеллерное, корытообразнаго поперечнаго сЪчешя.
Устойчивость наружныхъ стЪнъ обезпечивается связью ихъ съ
154
потолочными двутавровыми балками, прикрепленными къ обвязкамъ уголками.
ВсЪ желЪзныя части сопрягаются другъ съ другомъ болтами или заклепками съ помощью угольниковъ или накладокъ, при этомъ размеры поперечныхъ сЪченш железныхъ частей соотвЪтствуютъ разм^рамъ кирпича, что видно изъ примера на черт. 172. Для того, чтобы избежать осадки на швахъ, кладку сл^дуетъ производить на цементомъ растворе. Очевидно, что здесь кирпичъ не несетъ никакого груза, кроме собственна™ веса.
Разстояше между стойками обыкновенно делается около i саж., хотя этотъ размеръ можетъ уменьшаться или увеличиваться соответственно назначешю и размерамъ всего здашя.
При устройстве жилыхъ строешй толщина кирпичнаго заполнешя должна соответствовать климатическимъ услов!ямъ, т.-е. для нашего су-
роваго климата она должна быть не менее i арш.; къ этому должны быть приспособлены и размеры по ширине междуэтажныхъ обвя-зокъ, поэтому ихъ делаютъ не одиночный, а двойныя или тройныя.
Для утонешя стенъ оне могутъ быть сложены съ пустотами внутри, засыпанными дурнымъ проводни-комъ или сделаны изъ пу-стотелаго кирпича.
Кроме того железныя обвязки, стойки и проч., какъ xopomie проводники
тепла, должны быть ограждены отъ промерзашя. Въ деревянныхъ фахвер-ковыхъ стенахъ услов!я совершенно иныя; тамъ дерево, которое въ 5 разъ меньше проводитъ тепла, чемъ кирпичъ и толщина бруска въ 4 верш, уже совершенно достаточна; деревянная стена такой толщины съ избыткомъ заменяетъ кирпичную толщину въ i арш.
Для коренныхъ стоекъ пользуются двутавровымъ, швеллернымъ и квадратнымъ железомъ^ соединяя стойки въ группы и склепывая или свинчивая ихъ между собою, какъ это показано на черт. 173, 174, 175, 176
и 177.
Конструктивный подробности и размеры вообще металлическихъ стоекъ разсматриваются ниже въ статье объ отдельныхъ подпорахъ; мы здесь ограничиваемся лишь указашемъ формы ихъ поперечныхъ сеченш и расположешемъ.
Сопряжеше железныхъ стоекъ съ обвязками делается съ помощью заклепокъ, какъ это показано на черт. 178.
155
Если стойки двойныя, то для соединения ихъ съ двойными обвязками изъ двутавровыхъ балокъ применяются коробки (черт. 179), состоящая изъ трехъ стенокъ съ двумя приливными ребрами (а а), къ которымъ привинчиваются стойки. Две коробки обхватываютъ обвязку снизу и сверху.
Постройки изъ железа и камня особенно распространены въ Америке, где такая конструкщя вызывается высотою здашй, съ числомъ этажей, доходящимъ до 25 и даже 30. Для того, чтобы при такой высоте здашя не перейти предела сопротивлешя на сжат1е каменнаго матер!ала, потребовалось бы чрезмерное утолщеше стенъ нижняго этажа. Прочное
сопротивлеше железа на сжапе принимается въ 1.000 кг., а самая лучшая кирпичная кладка на цементе—только 15 кг.; поэтому стены изъ железа могутъ быть при той же толщине въ 66 разъ выше кирпичныхъ.
Весь основной скелетъ американскаго многоэтажнаго здашя состоитъ изъ железа или стали и несетъ грузъ какъ заполняющей его каменной кладки, такъ и этажныхъ покрыты со всей ихъ постоянной и временной нагрузкой. Все железныя части по точнымъ и подробнымъ чертежамъ, составленнымъ архитекторомъ, приготовляются на сталепрокатныхъ заво-дахъ и въ разобранномъ виде доставляются на место производства работъ. Благодаря применешю различныхъ подъемныхъ приспособлены, крановъ, лебедокъ и т. п., съ применешемъ парового двигателя работы по возве-
156
дешю здашя производятся съ поразительной быстротой. Такъ, по словамъ инженера Эвальда *), громадный 17-этажный домъ „Ashlandblock“ въ Чикаго, близъ ратуши, им^ющш въ длину 20, въ ширину 11V2 саж., строился при замечательно неблагопр!ятныхъ услов!яхъ—зимою. Работа шла не только днемъ, но и ночью, при электрическомъ свЪтЪ; лЪса были обернуты парусиною и пространство подъ нею согревалось большими коксовыми печами; колонны устанавливали паровыми кранами, поэтажно. Въ течете 13 дней было вполнЪ окончено (кроме столярныхъ и т. п. работъ) 4 этажа, т.-е. этажъ возводился въ зу2 дня.
Только при железо-кирпичной или железо-бетонной конструкщи и возможна такая быстрота работъ.
§ 12-
Перегородки. Кроме капитальныхъ стенъ; для подразделешя плана строешя на отдельный помещешя устраиваются более легюя и тонюя стены, называемыя перегородками. Так1я стены могутъ быть въ одно-этажныхъ строешяхъ основаны не на сплошныхъ фундаментахъ, а на стульяхъ—каменныхъ или деревянныхъ.
Въ многоэтажныхъ здашяхъ, которыхъ этажи по 'расположенно ком-натъ не корреспондируютъ другъ другу, перегородки располагаются прямо на балкахъ. Въ последнемъ случае, какъ бы ни легки были перегородки, балки должны быть проверены не только на сопротивлеше ихъ тяжести потолочнаго или междуэтажнаго покрьтя, но также и по отношешю къ действующему на нихъ добавочному грузу перегородки, при чемъ желательно, чтобы грузъ этотъ былъ доведенъ до minimum’a; поэтому одно изъ главныхъ требовашй, которому должны удовлетворять перегородки, это—ихъ легкость.
Теплопроводимость перегородокъ не имеетъ особеннаго значешя, такъ какъ оне могутъ и не служить для разделешя холоднаго помещешя отъ теплаго; это назначеше исполняютъ капитальныя стены. Что же касается до звукопроводимости, то нередко этому требование перегородки должны подчиняться наравне съ капитальными стенками.
Равнымъ образомъ могутъ быть случаи, когда перегородки должны быть несгораемы. Это последнее качество желательно для всехъ частей строешя вообще, поэтому несгораемыя перегородки должны всегда иметь предпочтете передЪ деревянными.
Особенной прочностью, устойчивостью и неизменяемостью перегородки должны обладать въ томъ случае, если оне служатъ, такъ же какъ и капитальныя стены, опорами для балокъ. Тогда оне должны иметь надлежащее основаше уже не въ виде столбовъ, а въ виде каменныхъ стенъ, расположенныхъ на материке, и ни въ какомъ случае не должны быть основаны на балкахъ. Каменные столбы применяются лишь въ одноэтажныхъ здашяхъ.
ныя особенности американскихъ здашй, В. В. Эвальда, стр. 33.
157
Примечание. Что касается внутреннихъ капитальныхъ стЪнъ, то толщина ихъ въ нашемъ климате почти всегда делается меньше, чЪмъ на-ружныхъ, такъ какъ размеры послЪднихъ, какъ это было сказано выше, определяются не только по отношешю ихъ устойчивости и прочности,
но и въ зависимости отъ теплопроводности ихъ, а такъ какъ опытъ
показалъ, что только толщина стенъ въ кирпича гарантируетъ въ
• сильные морозы отъ промерзай!я, то стены жилыхъ строешй и не деляются.
Звукопроводимость деревянныхъ перегородокъ устраняется темъ, что ихъ устраиваютъ двойными, т.-е. дела-ютъ две независимый одна отъ другой перегородки изъ досокъ и заполняютъ промежутокъ (вершка 2—3) какимъ-либо сыпучимъ дурно проводящимъ звукъ матер!аломъ, такъ, напр., инфузорной землей.
По матер!алу перегородки раз де-
менее этой толщины наружный
ляются на деревянный, каменныя, бетонныя, алебастровый, фахверковыя, стеклянный и ме-талличестПя.
Самыми распространенными по своей легкости, дешевизне и удобству конструкцш являются деревянный перегородки. Ихъ устройство мало отличается вообще отъ стенъ деревянныхъ фахверковыхъ нежилыхъ строены и можетъ быть следующее:
а) Перегородки изъ накатника, т.-е. изъ бревенъ, толщиною отъ з до 3V2 верш., поставленныхъ вертикально, другъ къ другу припазо-ванныхъ и обтесанныхъ на два канта. Концы бревенъ снабжены шипами,
которые входятъ въ нижнш и въ верхшй обвязочный брусъ (черт. 180).
Кроме того, бревна по длине соединяются другъ съ другомъ вставными шипами. На черт. 181 такая перегородка изображена въ горизонтальномъ разрезе. Пазы между бревнами проконапачиваются и, кроме того, съ поверхности перегородка обшивается дранью и оштукатуривается. Очевидно, что такая перегородка
Чер. 181.
представляетъ изъ себя ничто иное, какъ деревянную бревенчатую стену,
способную выдержать значительную нагрузку. Но въ то же самое время это —одна изъ наиболее тяжелыхъ конструкцш; кв. сажень такой перегородки веситъ безъ штукатурки около 22 пудовъ, а при оштукатурке съ обеихъ сторонъ—около 42 пудовъ. Вертикальные брусья между собою стыкаются вставными шипами. При хорошемъ основаши перегородки изъ накатника могутъ служить и для поддержашя балокъ
Ь) Если взаменъ бревенъ въ обвязки будутъ введены вертикально по
ставленный доски, толщиною въ iy2 верш., то мы получимъ дощатую перегородку, весьма распространенной конструкцш (черт. 182). По длине доски сплочйваются вставными шипами и въ четверть, а снаружи или чи-
158
сто выстругиваются, или обиваются дранью по войлоку, или, что еще лучше, по соломеннымъ матамъ и оштукатуриваются съ обЪихъ сторонъ, какъ и въ предшествовавшемъ случаЪ. Эта конструкщя значительно легче (около 16 пудовъ кв. саж.), но зато представляетъ меньшее сопротивлеше нагрузкЪ, поэтому никогда и не нагружается балками потолочнаго покры-пя, а несетъ только свой собственный грузъ. Надо заметить, что при отштукатуркЪ съ обЪихъ сторонъ в'Ьсъ кв. саж. перегородки увеличивается на ю пудовъ по крайней мЪрЪ. Если н'Ьтъ надобности въ уменьшенш звукопроводности, то взамЪнъ отштукатурки перегородка окрашивается масляной краской.
с) Перегородки обшивныя брусчатыя устраиваются такъ же, какъ деревянныя стЪны фахверковыхъ строешй, т.-е. изъ горизонтально и вертикально поставленныхъ брусьевъ, обтесанныхъ на 2 или на 4 канта и обшитыхъ съ обЪихъ сторонъ тесомъ (черт. 183). Таюя перегородки, если онЪ поставлены на надлежащемъ фундамент^, могутъ служить и опорой
для потолочныхъ балокъ; при этомъ вЪсъ обшитыхъ перегородокъ вмЪстЪ съ оштукатуркою съ обЪихъ сторонъ—около 20 пудовъ кв. саж., а толщина 4 вершка. Звукопроводимость ихъ меньшая сравнительно съ перегородками изъ накатника и легко можетъ быть еще болЪе уменьшена засыпкой промежутка между досками какимъ-нибудь сыпучимъ матер!аломъ.
При расположены перегородокъ непосредственно на балкахъ могутъ быть три случая: i) перегородка можетъ располагаться на одной изъ потолочныхъ балокъ по ея длинЪ, 2) она можетъ. лежать поперекъ этихъ балокъ, тогда грузъ ея передается на нисколько балокъ и 3) когда перегородка устраивается между двумя балками вдоль ихъ. Въ первомъ случай нижнш обвязочный брусъ располагается непосредственно на балкЪ и для усилешя ея сопротивлешя соединяется съ ней болтами или нарубается на нее наподоб!е составныхъ балокъ. Во второмъ случаЪ обвязка нисколько врубается въ балку при чемъ вырубка делается, конечно, не въ балкЪ, а въ обвязкЪ (черт. 182). Наконецъ, въ 3-мъ случаЪ вводятся промежуточные брусья или ригеля, на разстоянш отъ 2 до 3 аршинъ одинъ отъ другого, располагая ихъ перпендикулярно къ направлешю балокъ. Этотъ способъ можетъ быть замЪненъ устройствомъ перегородки сверхъ половыхъ пере-водовъ или сверхъ подрЪшетки подъ паркетъ (черт. 184).
159
d) Чтобы не обременять балки тяжестью перегородокъ, грузъ посл'Ьд-нихъ можетъ быть переданъ на стены посредствомъ такъ называемой шпренгельной конструкции. На черт. 185 представленъ самый простой типъ такой перегородки. Здесь главный части состоятъ изъ го-ризонтальныхъ брусьевъ аЪ и ей, вертикальной стойки ef и двухъ под-косовъ се и de. На эти брусья нарублены вертикально и горизонтально бруски, къ которымъ прибивается съ обЪихъ сторонъ тесовая обшивка. Чер. 184.
Таюя перегородки носятъ назваше
шпренгельныхь и, благодаря под- | |
косамъ се, de и бабки cf, весь грузъ | |
передается на концы бруса cd. Если wl
перегородка имеетъ двери, то кон-струкщя ея нисколько видоизменяет-ся (черт. 186).
Грузъ перегородки можетъ быть переданъ и на концы верхняго бруса
съ помощью 4-хъ д!агональныхъ желЪзныхъ полосъ (черт. 188), располо-женныхъ по сторонамъ перегородки и соединенныхъ попарно накладками. Такой конструкщей вообще предупреждается провЪсъ и осадка перегородокъ, что нередко можно заметить въ домахъ, въ которыхъ противъ этого не принято никакихъ мЪръ. На черт. 187 представлено сопряжете бабки или стойки fe съ горизонтальнымъ брусомъ въ точке / (черт. 185) съ по
мощью железнаго хом^^та и шипа; последнш необходимъ для предупре-ждешя движешя стойки въ горизонтальной плоскости.
Для предохранешя перегородокъ изъ дерева" отъ воспламенешя весьма существеннымъ средствомъ является отштукатурка ихъ съ обеихъ сторонъ по войлоку съ обивкою дранью.
Къ сожал'Ьнно, войлокъ, хотя и представляетъ матер!алъ, дурно проводяпцй звукъ и способствующей сцЬплешю штукатурки съ деревомъ, не рекомендуется, однако, санитарной техникой, такъ какъ представляетъ благопр!ятную среду для развит!я раз-
160
личныхъ микробовъ и моли. Бывали случаи заражешя сибирской язвой отъ войло-ковъ, приготовляемыхъ, какъ известно, изъ коровьей шерсти. Въ особенности непрБ ятна въ жиломъ помещены моль. ;
За границей совсЪмъ не употребляютъ войлокъ для указанной цЪли, а при штука-туркЪ замЪняетъ его и дрань—брусочками, треугольнаго поперечнаго сЪчешя, длиною 1 м. и связанныхъ между собой проволокой, образуя маты или ковры длиною въ 12 метровъ. Tanie маты прибиваются къ деревянной поверхности перегородки или потолка такимъ образомъ, чтобы вершины треугольниковъ поперечнаго сЪчешя брусковъ были обращены къ обиваемой поверхности, всл,Ьдств1е чего промежутки между брусками образуютъ какъ бы лапу и крепко удерживаютъ наметъ.
У насъ нередко и съ болынимъ успЪхомъ войлокъ замЪняютъ соломенными матами, шириною отъ Р/з до 2 аршинъ. Поверхъ матовъ, какъ и при войлокЪ, при-
биваютъ крестъ на крестъ дрань; при этомъ, однако, въ виду большей толщины со-ломеннаго мата сравнительно съ войлокомъ, гвозди употребляются на У2 дюйма длиннее.
е) Перегородки несгораемый могутъ быть сдЪланы изъ кирпича сплошного и пустотЪлаго, цементнаго бетона, гипсовыхъ плитъ и т. п. Гипсовыя плиты толщиною 272", длиною 26", шириною 2о" располагаются на ребро одна на другую (черт. 196) въ перевязку и заливаются жидкимъ алебастровымъ растворомъ. Каждая плитка имЪетъ внутри рядъ пустыхъ каналовъ. Такъ какъ ряды плитъ устанавливаются такимъ образомъ, что ихъ внутренше каналы образуютъ непрерывный вертикальный пустоты, то, заливая ихъ алебастромъ, мы вводимъ въ нихъ какъ бы вертикальные алебастровые стержни, что и служитъ къ скрЪплешю ихъ между собой.
Изъ сплошного кирпича (въ 7г кирп.); перегородки грузны (около 65 пуд. кв. с.), но зато прочны и несгораемы. ОнЪ могутъ быть сдЪланы
161
изъ пустотЪлаго кирпича; тогда вЪсъ ихъ на 20% меньше. Перегородки изъ цементнаго бетона, съ прокладкой внутри проволочнаго плетешя, могутъ считаться наиболее целесообразными, но онЪ обходятся сравнительно дорого.
Работы по устройству желЪзо-бетонныхъ перегородокъ производятся следу ющимъ образомъ: первоначально приготовляютъ на томъ месте, где должна стать перегородка, вертикальную проволочную сетку, располагая вертикальный проволоки толщиною около i см. на разстоянш отъ 7 до ю см. одна отъ другой. Концы проволокъ закрепляются въ нижней и верхней обвязке перегородки. Горизонтальный проволоки меныпаго д!а-метра вводятся для удержашя вертикальныхъ въ надлежащемъ положеши. Затемъ съ обеихъ сторонъ сетки, съ промежуткомъ равнымъ толщине перегородки (около 8—ю см.), прочно устанавливаютъ вертикальные деревянные щиты во всю длину перегородки, вышиною около х арш., и этотъ промежутокъ забиваютъ, съ плотной утрамбовкой, цементнымъ бетономъ состава х: 4. Когда первый рядъ забитъ и бетонъ достаточно отверделъ, щиты разбираютъ и переставляютъ ихъ выше и т. д.
§ 13.
Карнизы, пояса, обрамлешя, фронтоны и аттики. Карнизомъ по преимуществу, или венчашемъ, называются выступы или рядъ выступовъ, ограничивающихъ (венчающихъ) стены сверху; они служатъ какъ бы пе-реходомъ отъ вертикальной плоскости стены къ наклонной—покрьтя. Карнизъ представляетъ одно изъ самыхъ главныхъ архитектурныхъ украшены фасадовъ. Ни одно здаше безъ него не обходится, въ виду его, несомненно, полезнаго назначешя, а иногда и единственнаго украшешя, какъ, напр., для фабричныхъ здашй.
Пояса тоже состоятъ изъ выступовъ, образующихъ ряды, называемые тягами, но только меньшихъ размеровъ; они имеютъ назначеше подразделить поверхность стены на горизонтальный части.
Наличниками собственно называются тяги, обрамляюшдя отверсня въ стенахъ. Что же касается фронтоновъ, аттиковъ и пр., то они известны подъ назвашемъ верхнихъ оконечностей стенъ и суть части, возвышающаяся надъ лишей главнаго или венчающаго карниза.
а) Тяги, образуя выступъ, имеютъ въ поперечномъ разрезе профиль более или менее сложнаго вида. Карнизъ, поясъ или какая-нибудь тяга представляетъ вообще выступъ, напр., въ виде прямоугольника (черт. 190); здесь аЪ—высота тяги, cd— соответственный выступъ, относъ или с в е с ъ. Итакъ, размеръ тягъ определяется двумя этими измерешями: высотою и ютносомъ, но форма тяги зависитъ отъ вида ея профиля.
Форма тягъ и ихъ устройство определяется профилевкой, т.-е. правилами образовашя профилей, при чемъ профилевка находитъ себе прило-жеше не только въ произведешяхъ архитектуры, но во многихъ издел!яхъ даже машинный части нередко украшаются профилевкой, которая сглажи-ваетъ резюе переходы отъ одной поверхности къ другой.
И
162
Основные элементы, изъ которыхъ образуются профили, немногочисленны. Они известны подъ общимъ назвашемъ обломовъ и изображены на черт. 191 и 192: полочка (а), валикъ (6), поясъ или плинтъ(с), валъ (й), четветной валъ (е), выкружка (/) гусекъ (д) и каб-лучокъ (К).
Для начерташя этихъ обломовъ могутъ быть указаны геометричесюе npieMbi, при чемъ для нЪкоторыхъ изъ нихъ, а именно: Ъ, d, е и доста-
точно знать ихъ высоту, для остальныхъ, а, с, д и h необходимо иметь высоту и свЪсъ. На чертеже показано построеше каблучка и гуська по данной высоте Ъ и по свесу р.
Формы основныхъ обломовъ могутъ быть изменяемы, такъ какъ они въ большинства случаевъ чертятся отъ руки. Ви-доизмЪнеше обломовъ определяется пре-
Чер. 190.
имущественно характеромъ (или стилемъ
здашя. Такимъ образомъ при начерташи отъ руки какъ целый профиль, такъ и отдельные обломы могутъ принимать различныя формы. Такъ, наприм., на черт. 193 представлено видоизменеше четвертнаго вала и выкружки. Первый обломъ (а), въ отлич!е отъ правильнаго римскаго четвертнаго вала, называется греческимъ валомъ, а второй (&)—скоц!ей. Кроме того, между самыми лишями этихъ двухъ обломовъ замечается по-доб!е: одинъ выпуклый, а другой при той же лиши—вогнутый.
/ Каждый профиль есть более или менее сложная комбинащя обломовъ (черт. 194, а и 5), при чемъ одни имеютъ значеше главное, какъ, напр.,
Чер. 191.
на нашемъ чертеже гусекъ, плинтъ и каблучокъ, а друпе—второстепенное (полочка, валикъ); обломы выпуклой формы имеютъ положеше прямое (а), обломы вдаюшдеся —обратное (&).
Хотя для образовашя профилей нетъ точныхъ правилъ, но темъ не менее отъ выполнешя некоторыхъ условш зависитъ определенность формъ и ихъ красивый видъ. Правила эти въ большинстве случаевъ отрицательны, такъ, напр.: следуетъ избегать сочеташя обломовъ одинаковой высоты и внешняго вида, идущихъ непрерывно одинъ за другимъ; крупные обломы должны разделяться более мелкими. Въ простыхъ профиляхъ это достигается введешемъ малыхъ поясковъ, валиковъ или полочекъ. Существен-
163
ную часть профиля составляетъ прямой поясъ, который занимаетъ приблизительно 73 его высоты.
Чер. 192.
Въ капителяхъ и базахъ (черт. 195) она называется плитой, въ вЪн-чающихъ же карнизахъ (черт. 196)—слезникомъ (&) и тогда внизу им'Ьетъ выемку (с), называемую съемцемъ.
Чер. 194.
Ь) Устройство карнизовъ. Происхождеше карнизовъ объясняется тре-бовашемъ пользы и изящнаго. Крыша неизбежно должна образовать вы-
Чер. 195.
ступъ надъ поверхностью стЬны, чтобы дождевая вода не стекала по ней. Въ н'Ькоторыхъ случаяхъ эта цЪль достигается выпускашемъ стропильныхъ И*
164
ногъ, на которыхъ основывается покрьте (черт. 197), либо спускомъ камней (черт. 198), составляющихъ верхнюю часть стены. Обе формы представляются какъ бы неоконченными и неизящными, ибо въ нихъ нЪтъ
Чер. 196.
постепеннаго перехода отъ стены къ покрыпю. Но этотъ переходъ вызывается даже самой конструкцией карниза.
Остановимся сначала
на карнизахъ изъ тесоваго камня. Положимъ, что такой карнизъ образуетъ рядъ вы-ступающихъ камней. Каждый камень для своей устойчивости требуетъ, чтобы и^нтръ его тяжести проектировался на ci ’ отсюда вытекаетъ, что свЪсившаяс асть должна быть легче части, лежащей вне. Это достигается обтеской св^шив ейся части какимъ-нибудь профилемъ (ч< 199).
Вопросъ значительно упрощаете, если
Чер. 200.
центръ тяжести камня, непринимая ъ ра-счетъ облегчешя отделкой, проект гется на стену, тогда обделка только >соб-ствуетъ большей его устойчивое Для угловыхъ камней (черт. 200) при м. ихъ устойчивости иногда увеличиваютъ ихъ хвостовую часть, т.-е. часть, лежащую на ст'ЬнЪ.
При малой величине камней и зна-чительномъ относе, когда камни сами по себе не могли бы находиться въ равно-в^Ьсш, хвостовую часть ихъ загружаюсь кладкой или кладутъ железныя связи (черт.
201 и 202). Ясно, что здесь для того, чтобы упасть карнизному камню, ему нужно отделиться по лиши аЪ (черт. 202), чему препятствуютъ вЪсъ забутки и сцЪплеше раствора, а также и железныя связи.
165
Чтобы сознательно отнестись къ размтЬрамъ поперечнаго сЬчешя же-лЪзныхъ скр'Ьплешй въ карнизе необходимо определить то усил!е, которому онЪ должны сопротивляться. Представимъ себе каменный карнизъ (черт. 203), состояний изъ спусковой плиты, значительно выступающей и поддерживающей рядъ камней .съ профилемъ гуська. Хвостъ спусковой плиты загруженъ кладкой и вмЪстЪ съ тЪмъ прикрЪпленъ къ стЪнЪ железными связями. Очевидно, что въ случае падешя карниза спусковая плита будетъ вращаться около ребра С (черт. 203); этому долженъ противостоять
Чер. 201.
весъ той части карниза, которая расположена на стене, т.-е. по правую сторону вертикальной лиши тп.
Возьмемъ единицу длины карниза и определимъ грузовыя силы S, Н', Л, Z, изъ коихъ последняя есть то напряжете, которое будетъ испытывать железная связь и размеры которой намъ нужно определить. Плечи рычаговъ или перпендикуляры, опущенные изъ С на направлешя означен-
Чер. 203.
Чер. 204.
ныхъ силъ, обозначены буквами a, d, h, h', s; поэтому мы можемъ написать уравнеше моментовъ, изъ котораго и определить силу Z, а именно:
Ss + Hh = Hh'+Aa+Zd,
„ tfs + Hh - Hh' — Aa откуда Z — J--------------------
• d
166
Устойчивость камней можетъ быть также обезпечена подведешемъ
2-го ряда такъ, чтобы равнодействующая веса камней въ 2 рядахъ приходилась на стену (черт. 204). Такимъ образомъ получается форма, где, кроме 2-хъ известныхъ намъ частей: слезника и венчающаго гзимза, является 3-я часть карниза: поддерживаюпцйгзимзъ въ виде каблучка или четвертаго вала. Эта форма профиля чаще всего употребляется. Следуетъ заметить, что нетъ надобности въ непрерывномъ ряде камней для устройства поддерживающаго гзимза, но можно ограничиться заделкой камней въ некоторомъ разстоянш одинъ отъ другого (черт. 205), разсчи-тывая на сцеплеше раствора по всей заделанной ихъ поверхности; необходимо только, чтобы поддерживаюнце камни (кронштейны, консоли) находились подъ каждымъ швомъ верхняго ряда и чтобы качество раствора было возможно лучше. Можно достигнуть значительнаго сбережешя тесового камня, строя слезники изъ тычковъ и ложковъ (черт. 206); ложки (Ь) удерживаются на своихъ местахъ посредствомъ шиповъ, входящихъ въ вырубки тычковъ (а), а последше сохраняютъ свою устойчивость благодаря нажимной стенки или железныхъ скреплены.
При устройстве карнизовъ изъ несколькихъ рядовъ тесовыхъ камней сцеплеше раствора не принимается во внимаше и для устойчивости карниза требуется, чтобы центръ тяжести каждаго ряда не сходилъ со стены. Очевидно, что въ этихъ случаяхъ надо принимать въ расчетъ весъ кладки или забутки, находящейся надъ камнями, и применять же-лезныя скреплешя (черт. 207). Отсюда является возможность устраивать карнизы изъ мелкаго матер!ала съ употреблешемъ достаточно длинныхъ спуско-выхъ плитъ (черт. 208) лишь въ частяхъ наибольшаго веса или съ употреблешемъ кронштей-новъ. По урочному положешю спускъ плиты делается лишь на V4 ширины постели, на практике же допускается и наполовину при загрузке хвоста стенкой.
Въ кирпичныхъ карнизахъ выступы для избежан!я ^ески делаются соответственно рядамъ кирпичей, а затемъ наносить штукатурку по возможности оди-обделка подобныхъ карнизовъ про
изводится съ помощью штукатурнаго шаблона, который представляетъ собою (черт. 2ю) профиль, вырезанный въ натуральную величину на дос-чатомъ щите, и служить для сглаживашя раствора и придашя карнизу вида какъ бы сделаннаго изъ тесоваго камня.
167
Съ этою целью вдоль карниза утверждаются направляющее бруски а, а вверху и внизу помощью закрЪпокъ и гипсоваго раствора, а по на-правляющимъ движется шаблонъ.
Для надлежащаго положешя шаблона внизу его утверждается брусъ Ь, что даетъ возможность рабочему, взявъ шаблонъ за ручки с, нажимать имъ на направляюшде бруски, при чемъ растворъ, предварительно набросан-
Чер. 207.
Чер. 208.
L
какъ
Чер. 2Ю.
ный на карнизъ, принимаетъ видъ профиля шаблона. Эта операщя, т.-е. движете шаблономъ, повторяется до тЪхъ поръ, пока профиль получитъ требуемый видъ и гладкую поверхность. Для внутреннихъ карнизовъ не слЪдуетъ брать грубыхъ растворовъ изъ крупнаго песка и необходимо примешивать алебастру, отчего растворъ принимаетъ большую пластичность и скорее затвердЪваетъ. Последнее услов!е въ особенности важно, такъ карнизъ долженъ затвердевать во время работы.
Наружные карнизы съ примесью гипса непрочны въ виду растворимости этого матер!ала въ воде СДоо). Гораздо прочнее и долговечнее для наружныхъ карнизовъ оштукатурка ихъ растворомъ изъпортландскаго цемента съ пескомъ или изъ смешаннаго раствора, т.-е. известковаго съ при-бавлешемъ портландскаго цемента. Цементная штукатурка хотя и тре-буетъ очень опытныхъ рабочихъ и
обходится дороже, но зато большая стоимость вполне выкупается и шей прочностью. Все углы тянутыхъ карнизовъ отделываются отъ Для прочностикирпичныхъ карнизовъ следуетъ употреблять тычковую кладку на хорошемъ растворе.
При значительныхъ свесахъ вместо спусковыхъ плитъ, которыя въ такихъ случаяхъ обходятся очень дорого, употребляютъ рядъ железныхъ тавриковъ (черт. 211 въ поперечн. и продольн. разрезе), расположенныхъ
боль-руки.
168
одинъ отъ другого на разстоянш, равномъ длине кирпича. Промежутки между тавриками выстилаются кирпичемъ плашмя, а затЪмъ уже выводятъ дальнейшую кладку карниза.
Для того, чтобы карнизъ оставался въ устойчивомъ положенш и въ то время, пока загрузка его хвостовой части еще не выложена, а также, если этого груза недостаточно, то таврики необходимо прикреплять къ стенЪ наложешемъ на ихъ концы тавроваго железа, со скреплешемъ по-
Чер. 211.
следняго посредствомъ железныхъ полосъ, съ кирпичной кладкой, что и показано на черт. 211. Такое устройство вполне обезпечиваетъ безопасность во время самаго производства работъ.
Спуски еще более массивныхъ карнизовъ устраиваются на двутавро-выхъ балкахъ (чер. 212), между которыми заполнеше делается изъ очень плоскихъ сводиковъ въ х/2 кирпича, сложенныхъ, разумеется, на цементномъ растворе. Балки располагаются на разстоянш около i арш. и задше
Чер. 212.
Чер. 213.
концы ихъ скрепляются со стеной, какъ было указано на предшествовав-шемъ чертеже 211.
Наконецъ, въ новейшее время вместо спусковыхъ плитъ изъ естественна™ камня применяютъ лещадки (а) железно-бетонной конструкщи Монье (черт. 213), которыхъ хвосты проходятъ черезъ всю толщину стены и загружаются кирпичной кладкой. Таюя лещадки расчитываются какъ брусъ, заделанный однимъ концомъ въ стену, при чемъ проволока распо-
169
лагается въ верхней части поперечнаго сечешя лещадки, какъ въ работающей въ данномъ случае на растяжеше.
Въ здашяхъ кирпичнаго стиля огромное значеше имеютъ карнизы и пояски; это почти единственный украшешя, который применяются къ фаб-ричнымъ здашямъ, въ особенности вЪнчающш, или главный, карнизъ. Желаньице познакомиться съ формами кирпичнаго стиля найдутъ богатый ма-тер!алъ во французскихъ и нЪмецкихъ увражахъ (Ziegel-Rohbau). Мы съ своей стороны укажемъ на некоторые простые типы карнизовъ и поя-сковъ. Такъ, на черт. I, листъ 5, представленъ карнизъ, выложенный на и рядахъ, для 5 — 6-тиэтажнаго фабричнаго здашя и, съ целью удешевить самую кладку, безъ всякой тески или употреблешя шаблоннаго кирпича, На чер. 2, листъ 5, представленъ карнизъ на 12 рядахъ съ кронштейнами, а на чер. 3, 4 и 5, листъ 5, пояски разныхъ рисунковъ, но тоже безъ тески кирпича. На чер. 214 и 215 представлены два примера каменныхъ или штукатурныхъ карнизовъ: въ первомъ плинтъ поддерживается консолями, а во вто-ромъ—зубчиками. Последняя форма карниза применяется также, какъ поясъ, отделяющей первый, или цокольный, этажъ отъ второго.
с) Деревянные венчаюпце карни-з ы часто образуются простымъ выступомъ стропильныхъ затя-жекъ, чер. 6, листъ 5,
который снизу и съ торцевъ обшиваются досками, деревянными тягами и резными украшен!ями.
Устройство внутреннихъ карнизовъ отличается темъ, что, закрывая уголъ, образуемый потолкомъ и стеной, они идутъ частьюпо покры-т1ю, частью по стене. На чертеже 216 представленъ такой карнизъ, удерживающейся на потолке и стене сцеплешемъ раствора. При более значи-тельныхъ относахъ и большихъ выступахъ подготовляютъ основаше для карниза, состоящее изъ кобылокъ, обитыхъ досками; въ кирпичной кладке основаше для карниза подготовляется такъ же, какъ и для наружнаго, т.-е. соответствующими выступами кирпичныхъ рядовъ.
Размеры карнизовъ весьма разнообразны и зависятъ отъ стиля и размера здашя. Высота главнаго венчающаго карниза можетъ быть отъ V20 Д° Уак высоты стенъ.
170
д) Формы оконныхъ и дверныхъ отверспй и ихъ обрамлеше. Окон-
Чер. 216.
ныя^отверст!я обыкновенно имъютъ форму вертикально поставленнаго пря-! моугольника (чер. 217). Наилуч-
I I I_ шая пропорщя размЪровъ полу-
_ чается при отношенш вышины къ ширинЪ какъ i : 2, при чемъ ширина оконъ дЪлается въ пре-
- Д'Ьлахъ отъ I до 2 аршинъ, за исключешемъ тЪхъ помЪщешй, гдЪ св'Ьтъ имЪетъ особенное зна-чеше. Высота отъ пола до подо-конка принимается отъ i до х1/* арш., рЪдко I1/2, а разстояше отъ вершины окна и до потолка въ обыкновенныхъ жилыхъ домахъ не менЪе хо верш. Впрочемъ, на фабрикахъ и заводахъ, также въ школахъ, больницахъ и т. п., гдЪ свЪтъ^долженъ проникать какъ можно дальше въ глубину комнаты, это разстояше можетъ уменьшаться и до 3 верш.
Вершина оконнаго отверспя имеетъ иногда и криволинейную форму, въ вид'Ь лучковой, чер. 7 и 8, листъ 5, полукруглой или коробовой кривой. Первая изъ этихъ кривыхъ им'Ьетъ наибольшее распространеше, такъ какъ даетъ возможность перекрыть
171
отверстие самымъ дешевымъ спообомъ, т.-е. плоской аркой съ подъемомъ i/10 ширины пролета.
Прямоугольной, а также и криволинейной формы оконныя и дверныя отверспя обрамляются штукатурными наличниками, имеющими различную профиль при ширин-Ь отъ 2 до 5 в. и выступЪ отъ поля сттЬны до i‘/2 верш.
На чертежахъ 218 и 219 представлены наиболее применяемые профили обрамлешя (наличники).
Въ стФнахъ, выложенныхъ изъ кирпича и не оштукатуренныхъ, оконныя отверст!я наличниками не обтягиваются, а обрамляются фаской (черт. 7, листъ 5), при чемъ перемычка на */а верш, выступаетъ со стЪны.
Въ западной ЕвропЪ наружная оштукатурка применяется сравнительно редко; тамъ предпочитаютъ облицовку более прочнымъ и красивымъ
Чер. 218.
Чер. 219.
кирпичемъ и гончарными лещадками, какъ уже было сказано, или же естественнымъ камнемъ, котораго вообще за границей гораздо больше, чЪмъ въ нашемъ отечестве. За последнее время, впрочемъ, и у насъ въ большихъ городахъ стали все чаще и чаще появляться здашя, облицован-ныя тесаннымъ камнемъ. Конечно, это влечетъ за собой значительный издержки (въ Москве, напр., не менЪе 40 р. за кв. саж.), но зато придаетъ здашю красивый видъ и с.охраняетъ поверхность его стенъ безъ всякаго ремонта на сотни лЪтъ. Облицовка делается изъ камней чистой или грубой тески. Въ послЪднемъ случае при правильной обделке постелей и заусенковъ лицевая поверхность камня оставляется необделанной. Такую облицовку примЪняютъ для рустовъ перваго, или цокольнаго, этажа. Въ Америке, ради уменьшешя работы камнетесовъ, камни, изъ которыхъ со-
172
стоить облицовка, им"Ьютъ различную форму и размеры (чер. 220 а и &), всл,Ьдств1е чего горизонтальные швы не являются непрерывными, какъ въ
обыкновенной кладкЪ, а пересЪкаются камнями большей вышины. На черт. 220 а и & представлена кладка съ фасада.
е) Верхними оконечностями ст±нъ называются тЪ ихъ части, который располагаются выше главнаго карниза здашя; такъ, напр., если двускатное
покрыпе пересекается вертикальной плоскостью перпендикулярно къ коньку, то образуется треугольникъ, называемый фронтономъ (черт. 221);
173
онъ ограничивается снизу главнымъ карнизомъ. Лиши аЪ составляешь наибольшее расширеше фронтона, a cd—подъемъ. При данной ширине строешя и относе карниза, если подъемъ извЪстенъ, то форма фронтона будетъ определена; если же подъемъ надо определить, то руководствуются про-порщями римскаго и греческаго фронтоновъ. При данной лиши наиболь-шаго расширешя размеры ихъ получаются по графическому способу Серлю
(черт. 222 и 223), а именно: для римскаго фронтона лишя аЪ принимается за д!аметръ круга, а для греческаго за рад!усъ равносторонней стрелки и изъ точекъ ff описываются дуги радиусами bf и при чемъ получаются искомые подъемы cd и cd. Впрочемъ, пропорщи фронтоновъ изменяются въ постройкахъ различныхъ стилей, а также зависятъ отъ подъема крыши. Иногда для украшешя по угламъ фронтоновъ помещаются
Чер. 227.
Чер. 228.
такъ называемый акротер!и (черт. 224 и 225). Сопряжеше наклоннаго карниза съ горизонтальнымъ (въ углу) показано на чертеже 226, изъ котораго видно, что нижшя части наклоннаго карниза получаются отклады-вашемъ на перпендикуляре аЪ высотъ, соответственно взятыхъ съ гори-зонтальнаго карниза, и проведешемъ затемъ лишй, параллельныхъ наклон-нымъ сторонамъ фронтона.
174
Надъ лишей главнаго карниза иногда выводятся стЪнки, называемыя аттиками, или парапетами, которые придаютъ строешю большую вышину (чер. 227). Эти стЪнки въ нашемъ климат^ представляютъ существенное неудобство, задерживая снЪгъ. Для ската дождевой воды въ нижнихъ * частяхъ ихъ оставляется отъ стол-
Чер. 229. бика до столбика горизонтальная
щель и стЪна устраивается нав±су на желЪзныхъ или деревянныхъ брускахъ. Зубчатое ограничеше \\ стЪнъ сверху (чер. 228) носитъ
/У назваше кремольеровъ и при-
III ill__ меняется въ постройкахъ готиче-
-----\ \ / 5 скаго стиля.
_____| I Наконецъ, слЪдуетъ упомя-I ~ “i_нуть о чисто русской формЪ верхней
__ j---- оконечности сгЬнъ, такъ называе-
момъ кокошник^ (чер. 229), получающемся отъ пересЪчешя сводчатаго цилиндрическаго покрьтя съ поперечною стЪною. Гладкая средняя часть какъ кокошника, такъ и фронтона называется полемъ и служитъ мЪстомъ для помЪщешй орнаментовъ. Если здаше оставляется безъ оштукатурки его фасада, то надъ главнымъ выступомъ его (чер. 9, листъ 5) ставятся для украшешя кирпичные столбики, между которыми располагается желЪзная рЪшетка. Такой аттикъ не задерживаетъ воду и даже не затрудняетъ очистку снЪга.
Ст. 3. ОтдЪльныз подпоры.
§ 14.
Отдельный подпоры предназначаются преимущественно для поддержашя частей здашя, производящихъ только одно вертикальное давлеше, и, согласно своему назначение, имЪютъ видъ вертикальныхъ столбовъ различной величины и формы, представляющихъ вообще очень незначительное сопротивлеше горизонтальнымъ силамъ. Если опоры приспособлены къ сопротивлешю распору, то оне относятся къ устоямъ (напр., мостовымъ) и въ нашъ курсъ не войдутъ. Устройство отдЪльныхъ подпоръ, откуда вытекаетъ и ихъ наружная форма, должно удовлетворять слЪдующимъ услов!ямъ:
I у с л о в i е: Подпоры, рацюнально построенный, по всей высоте должны одинаково .сопротивляться механическому давлешю; для этого имъ придаютъ призматическш или цилиндрическш видъ въ тЪхъ случаяхъ, когда вЪсъ подпоръ незначителенъ сравнительно съ дЪйствующимъ грузомъ, напр., въ металлическихъ полыхъ и деревянныхъ подпорахъ. При значительномъ вЪсЪ подпоръ, напр., каменныхъ, оне по виду приближаются къ форме стойки равнаго сопротивлешя, т.-е. книзу уширяются. Въ подпорахъ, имЪю-щихъ запасъ сопротивлешя, какъ это обыкновенно и бываетъ въ видахъ упрощешя устройства, утонешя не делается (кирпичные и деревянные столбы, даже въ чугунныхъ колоннахъ). Иногда подпорамъ даютъ видъ поверхности вращешя какой-нибудь сложной кривой соответственно стилю строешя; вслЪдств!е этого поперечныя сЪчешя по длине подпоры изменяются, при чемъ сопротивлеше такой подпоры разсчитывается по отноше-шю къ наименьшему ея измерешю или къ наименьшему д!аметру. Къ этому типу принадлежатъ колонны средневековаго стиля, а также такъ называе-мыя балясины (чер. 230). Такая форма колоннъ не ращональна съ экономической точки зрешя и въ классическихъ стиляхъ, въ которыхъ замечается полное cooacie между утилитарными и художественными требова-шями, оне не встречаются.
12
178
2 услой!е: Такъ какъ на отдельный подпоры всегда дЪйствуютъ значительные грузы, а между тЪмъ онЪ не должны занимать много места,
то ихъ необходимо делать изъ болЪе крЪпкаго матер!ала сравнительно съ
частями, служащими [имъ основашемъ, при этомъ подъ подпоры должно
располагать подкладки, распределяющая
Чер. 230.
грузы на больш!я поверхности, сообразно крепости мате-р!ала, изъ котораго сделаны цоколь или фундаментъ.
3 у с л о в i е: Грузъ отъ покрьтя долженъ быть пе-реданъ равномерно на подпоры, поэтому почти всегда бываетъ необходимо располагать-надъ подпорами части, служашдя для приняпя груза отъ покрьтя, которыхъ размеры часто быва-ютъ шире, чемъ верхняя часть подпоры, отсюда необходимость въ верхнихъ подушкахъ. Такимъ образомъ, отдельный подпоры должны состоять изъ з глав-__ ныхъ частей: средней, называемой стержнемъ, верхней, составляющей переходъ отъ подпоры къ покрытпо называемой капителью, г и нижней — переходъ отъ / подпоры къ основашю, называемой базой.
Смотря по форме и величине подпоръ, имъ при-даютъ различный назвашя, а именно:
i) Колоннами обыкновенно называются подпоры, имеюпця форму цилиндровъ или усеченныхъ конусовъ, если сделано уширеше
книзу.
2) Столбами вообще называются подпоры самаго простого вида безъ капителей и базъ и какой угодно формы поперечнаго сечешя, напримеръ, деревянные или каменные столбы сараевъ, простенки между окнами и т. п.
3) Устоями называюсь подпоры, служаиця для удержашя арокъ или сводовъ мостовыхъ сооружены.
179
4) Пилонами называютъ опоры, поддерживаюпця церковный куполъ. Пилоны иногда достигаютъ громадныхъ разм-йровъ; такъ въ базилик'Ь св. Петра въ Рим'Ь главные пилоны имтЬютъ въ план-fc бол-fee ю саж.
5) Балясинами, какъ мы уже упоминали, называютъ подпоры, имЪюпця форму поверхности вращешя кривой сложнаго профиля (чер. 230). Въ большинства случаевъ он-fe применяются какъ столбики балюстрадъ и перилъ лФстницъ и балконовъ и служатъ опорами лишь въ постройкахъ русско-византшскаго стиля.
6) Кар1отидами вообще называютъ подпоры, изображаюпця женсюя, а атлантами — мужсюя фигуры. Ст-Ьны нерЪдко украшаются выступами, обделанными въ видЪ подпоръ, съ расположенными надъ ними выступающими покрыпями. Въ такихъ случаяхъ колонны или столбы представляются какъ бы заделанными въ массу стены и носятъ назвашя полуколоннъ (чер. 231) или пилястръ, если с-Ьчеше прямоугольное.
Чер. 231.
Пилястры выступаютъ со стЪны не менЪе какъ на i/1—7б своей ширины. Изъ матер!аловъ употребляются на устройство подпоръ: камень, кирпичъ, чугунъ, желЪзо, дерево и соединеше этихъ матер!аловъ. Мы раз-смотримъ устройство подпоръ изъ каждаго матер!ала отдельно.
А. Каменныя подпоры (изъ тесаннаго камня). Каменныя подпоры обделываются въ видЪ колоннъ. Форма и размеры послЪднихъ бол'Ье всего разработаны, такъ какъ онЪ встречаются въ архитектур^ древнихъ народовъ и ими пользовались еще древше греки и римляне; въ нихъ заключается одно изъ главныхъ отличш вс'Ьхъ классическихъ стилей, вошедшихъ въ основание существующихъ архитектурныхъ формъ. Поэтому, чтобы усвоить себЪ основныя элементарныя архитектурныя формы вообще, необходимо прежде всего изучить рисунокъ и пропорцш классическихъ колоннъ съ покрыпями, которыя он± поддерживаютъ, и пьедесталами, на которыхъ он± стоятъ. Формы эти надо знать наизусть и рисовать ихъ отъ руки совершенно свободно. Только тогда можно приступить къ проектирование фасадовъ, не рискуя впасть въ архитектурную безграмотность *).
Колонны ставятся на пьедесталъ и поддерживаютъ покрыпе—антабл е м е нт ъ. По различнымъ формамъ и размЪрамъ антаблементовъ, пьеде-
*’) Желающимъ подробно познакомиться съ архитектурными пропорщями, формами, украшешями и характерными признаками стилей—рекомендую прекрасный трудъ проф. Н. В. Султанова: „Teopia архитектурныхъ формъ“, С.-Петербургъ. 1902 г.
12*
180
сталовъ и колоннъ подпоры делятся, по Дюрану, на 5 ордеровъ: греко-доричесюй, тосканский, римско-дорическ!й, 1оническ1й и коринеск1й.
Первое, на что обращается внимаше при изучены ордеровъ, есть высота собственно колонны, которая изменяется въ каждомъ ордере и составляетъ одно изъ главныхъ отличы ихъ между собою. Для сравнешя между собою и для определешя размеровъ различныхъ частей колоннъ, антаблементовъ и пьедесталовъ употребляется единица, называемая моду-лемъ и равная рад!усу нижняго основашя колоннъ. Модуль делится на 24 парты. Дюранъ нашелъ отношеше между высотами колоннъ различныхъ ордеровъ при одномъ и томъ же рад!усе основашя колоннъ и вы-разилъ это следующимъ образомъ: беремъ горизонтальную прямую аЪ (чер. 232), на концахъ которой возставляемъ перпендикуляры ас и bd; на
высоту самаго низкаго ордера, а на другомъ—
одномъ изъ нихъ отложимъ
сталовъ и антаблементовъ остаются
самаго высокаго и соединимъ с и d прямой лишей. Далее, разделивъ аЪ на 4 равныя части, изъ точекъ делешя возставимъ перпендикуляры до пересечешя съ лишей ей, тогда размеры этихъ перпендикуляровъ будутъ высотами промежуточныхъ ордеровъ. Затемъ отъ аЪ внизъ откладываемъ величину, равную 5 модулямъ, она можетъ быть принята общею высотою пьедесталовъ для всехъ ордеровъ. Вверхъ отъ cd отложимъ 4 модуля; эта величина определись высоту антаблементовъ, которая также общая для всехъ ордеровъ. Следовательно, въ орде-рахъ изменяются въ размерахъ только колонны, а размеры пьеде--безъ изменешя. Пьедесталъ разде
ляется на з части: нижнюю — цоколь, среднюю — стулъ и верхнюю — карнизъ. Колонна также состоитъ изъ 3-хъ частей: базы, стержня или ствола, и капители, за исключешемъ i-ro ордера греко-дориче-скаго, который не имеетъ базы; остальные ихъ имеютъ (см. ордера). Базы всехъ ордеровъ имеютъ одну и ту же высоту, равную i модулю, и имеюсь одинъ и тотъ же выступъ. Антаблементъ разделяется на 3 части: верхнюю— к а р н и з ъ, среднюю—фр изъ и нижнюю — архитравъ, служащую для связи колоннъ и поддержашя балокъ.
Следовательно, каждый ордеръ подразделяется на следуюпця части:
f I Карнизъ.
Ордеръ.. \ Антаблементъ. . Фризъ.
( I Архитравъ.
191
Колонна .
Ордеръ. .
Пьедесталъ.
Капитель. Стволъ. База.
Карнизъ. Стулъ. Цоколь.
Мы уже указали на обиде размеры антаблемента, колоннъ и пьеде-сталовъ всЪхъ пяти ордеровъ. Каждая изъ этихъ частей, какъ мы видЪли, состоитъ тоже изъ трехъ частей, при чемъ размеры послЪднихъ (см. ордера) слЪдуюшде (въ модуляхъ):
Таблица XIV.
Гр.-Дор. Тоск. Рим.-Дор. Тонич. Корине.
Высота карниза 1 модуль IV* м. 12/в МОДУЛЬ 1% м. 1‘/2 м.
фриза V/2 „ 1 '/16 16/1в 1®/1в IV. » 1
архитрава 1V-2 „ 1716 т> 1V16 1»/16 я I1/*
?? капители 1 1 1 1У2 2У, ” 1
базы — 1 Т> 1 1 1
Карнизъ пьедестала l/i „ Я Уа я У2 >> */2 ” 1
Стула З'А „ зу2 я ЗУ2 Я ЗУ, Я 3‘/2
Цоколя >> 1 1 1 1 Я 1
Карнизъ. Эта часть ордера тоже разделяется на 3 части: i) вЪнчаю-щш гзимзъ, 2) слезникъ и з) поддерживающш гзимзъ.
Въ греко-дорическомъ ордерЪ (чер. 233, см. ордера) карнизъ состоитъ -изъ слЪдующихъ обломовъ: полочки, греческаго четвертного вала, прямой части, или слезника, имЪющаго свЪсъ въ 16 партъ, и двухъ полочекъ.
Въ тосканскомъ ордерЪ (чер. 234) карнизъ состоитъ изъ четвертного вала, валика, полочки, слезника и каблучка.
Въ римско-дорическомъ (чер. 235): изъ полочки, выкружки, трехъ полочекъ, слезника, четвертного вала и полочки.
1оническаго ордера (чер. 236) карнизъ уже болЪе сложенъ; его три части состоятъ изъ: а) полочки, гуська, полочки и каблучка; послЪдшй обыкновенно украшался листьями; затЪмъ, слезникъ и каблучекъ въ 72 парты, полки въ бу2 партъ, полочка и каблучекъ въ 5 партъ; послЪдшй тоже украшенъ листьями. СвЪсъ всего карниза равенъ его высотЪ.
Фризъ. Между карнизомъ и архитравомъ помещается фризъ шириною отъ ix/4 до модулей, во всЪхъ ордерахъ совершенно гладкш, за исклю-чешемъ греко- и римско-дорическаго, у которыхъ въ этой части, надъ каждой колонной, по ея оси располагались такъ назыв. тригл ифы, т.-е. вы-
182
ступаюгще камни съ вырезанными на нихъ вертикальными бороздками. Пространства между триглифами носятъ назваше метоповъ и у грековъ они состояли изъ мраморныхъ плитъ, поставленныхъ на ребро, и украшались скульптурными орнаментами, барельефами и живописью. Собственно триглифы обозначаютъ не что иное, какъ концы каменныхъ балокъ пото-лочнаго покрьтя, располагающихся на архитраве.
Архитравъ, имеющш такую же ширину, какъ и фризъ, въ первыхъ трехъ ордерахъ совершенно гладкш, а въ двухъ остальныхъ состоитъ изъ трехъ выступовъ. Въ вершине архитрава помещается въ виде пояса, въ первыхъ трехъ стиляхъ полка, а въ юническомъ и коринескомъ полочки съ каблучкомъ, выкружкой и четвертнымъ валикомъ съ украшешями изъ листьевъ.
Базы и капители, т.-е. верхшя и нижшя уширешя колоннъ, подвергались въ древнихъ стиляхъ наибольшему изменешю.
Капитель греко-дор и ческаго ордера (черт. 238) состоитъ изъ абаки, или верхней доски, поддерживающаго гзимза, имеющаго форму гре-
Чср. 258.
ческаго четвертного вала, и трехъ полочекъ; затемъ на разстоянш 4 партъ помещается дорожка, образующая шейку колонны.
Тоскански! ордеръ имеетъ капитель (черт. 239), состоящую изъ абаки, четвертного вала и шейки.
Абаку вообще удерживаютъ все стили, изменяя лишь ея форму и размеръ; въ тосканскомъ ордере она имеетъ форму плинта, затем ь идутъ четвертной валъ и полочка, а затемъ, на разстоянш 8 партъ, тоже полочка, отделяющая шейку отъ ствола колонны.Въ римско-дорическомъ ордере капитель (черт. 240) несколько сложней и въ ней удерживаются те четыре полочки греко-дорическаго стиля, которыя отделяютъ шейку отъ капители. Въ юническомъ стиле капитель характеризуется оригинальнымъ украше-шемъ въ виде двухъ завитковъг назыв. вал ютами (черт. 241). Все части
Ордера (по Дюрану),
183
ордера богато и изящно украшены и весь онъ въ общемъ представляетъ высокое художественное развипе архитектурныхъ формъ.
Римскш, т.-е. коринескш, ордеръ хотя тоже чрезвычайно богато укра-шенъ, но въ изящества и художественной простотЪ уступаетъ юническому. Капитель коринескаго ордера (черт. 242) представляетъ изъ себя какъ бы корзину, обложенную листьями. Базы этихъ двухъ послЪднихъ стилен почти одинаковы.
Стержни колоннъ утоняются на % дхаметра кверху, т. к. цилиндричесюе стержни, всегда вслЪдств!е оптическаго обмана, кажутся уширяющимися кверху. Соединеше между верхнимъ и нижнимъ основашями, собственно стволъ колонны, въ продольномъ его разрЪз± очерчивается различнымъ образомъ: i) прямой лишей въ случай простыхъ колоннъ (черт. 243 а); 2) ломаной лишей при простой обдЪлкЪ: при этомъ 1г высоту колонны (черт. 243 V) разд±ляютъ на три части и нижнюю часть д'Ьлаюгъ цилиндрической, а 2
верхшя коническими; но таюя колонны имЪютъ грубый видъ; 3) дугою круга (черт. 243 с): лишя de (наклонная прямая) дЪлится на 2 равный части, и перпендикуляръ ор, наклонный къ горизонту, выставленный изъ точки д'Ьлешя продолжаютъ до пересЪчешя съ ет. Этимъ рад!усомъ описываютъ дугу; при этомъ способа затруднительно вычеркиваше шаблоновъ.
Стержни украшаются желобками, называемыми канелюрами (черт. 238), или остаются гладкими. Формы капителей очень разнообразны, но главный составный ея части, въ особенности абака, всегда существуютъ. По своей форм'Ь весьма оригинальна капитель визанпйская (черт. 244); она состоитъ изъ квадратной доски и почти кубической части, обдЪланной внизу поверхностью шара; такимъ образомъ, нижнее горизонтальное сечете ея будетъ кругъ; при красивой и простой форм'Ь это одна изъ прочныхъ капителей и устраивается для приняпя большихъ сосредоточенныхъ нагрузокъ отъ 2 и даже 4 арокъ, опирающихся на нее.
Базы, какъ было объяснено выше, представляютъ нижшя уширяю-
184
шдяся части подпоръ, служашдя для уменьшешя давлешя на i-цу площади основашя. Поэтому самыя широюя базы встречаются въ сильно нагружен-ныхъ подпорахъ. Базы, какъ и капители, составляютъ переходъ отъ круг-лыхъ колоннъ къ прямолинейнымъ формамъ основашя или пьедестала, а
Чер. 242.
Чер. 243.
потому состоятъ изъ квадратной доски А (черт. 245) и уширяющихся круг-лыхъ частей В, напоминая своимъ видомъ опрокинутую капитель. Различные профили базъ показаны на черт. 239, 240, 242 и 246, изъ коихъ первая тосканскаго ордера, вторая римско-дорическаго и третья кориноскаго. База юническаго ордера показана на черт. 246.
Чер. 244.
Чер. 245.
Чер. 246.
Въ строительной практик^ при постройк-fe обыкновенныхъ городскихъ и загородныхъ домовъ или фабричныхъ и заводскихъ здашй р-Ьдко приходится устраиваить отд-Ьльныя подпоры изъ естественнаго камня, какъ это делалось при постройкахъ грековъ и римлянъ. Лишь въ монументаль-
185
ныхъ пцстройкахъ особой важности, какъ, напр., дворцовъ, музеумовъ, храмовъ и т. п., встречаются колонны изъ гранита, мрамора, лабрадора и проч. Таюя работы, за исключешемъ лишь немногихъ местностей, въ нашемъ отечестве обходятся слишкомъ дорого; изучать же и твердо запомнить формы античныхъ стилей, ихъ про порши и рисунки антаблементовъ, колоннъ и пьедесталовъ необходимо для того, чтобы при проектированы фасадовъ свободно пользоваться этими элементарными архитектурными формами.
Что касается размеровъ поперечныхъ сечешй колоннъ, то изъ сопротивлешя матер!аловъ известно, что вместе съ изменешемъ высоты призмы или цилиндра по отношешю къ его поперечнымъ измерешямъ изменяется и ихъ сопротивлеше на раздавливаше. Въ этомъ отношеши мы имеемъ указашя, выраженный въ следующей таблице прочнаго сопротивлешя камней на i кв. дюймъ въ пудахъ.
Таблица XV.
Кладка изъ гранита, порфира и другихъ очень твердыхъ гор-ныхъ породъ................................................
Кладка изъ песчаника, мрамора и т. п.......................
„ „ камней средней твердости................ . . . .
„ „ слабыхъ камней, напр., мячковск. камня...........
20 16
10 8
Столбецъ А относится къ колоннамъ, коихъ высота h <8 й; В — для h не более 12Й и въ С—для h >12 d, где d д!аметръ нижняго основашя колоннъ.
В. Кирпичные колонны и столбы. Значительно большее распростра-неше на практике имеютъ к и р п и ч н ы я опоры, которыя возводятся или внутри здашя, какъ подпоры для потолочныхъ и сводчатыхъ покрьтй, или устраиваются въ виде простенковъ въ наружныхъ и внутреннихъ каменныхъ стенахъ, между оконными и дверными отверспями. Эти части здашя, какъ было уже сказано, предназначаются для восприняли сосредо-точенныхъ грузовъ и на размеры ихъ и тщательность выполнешя должно быть обращено особое внимаше.
Кладку кирпич ныхъ колоннъ следуетъ возводить изъ лекаль-наго кирпича для образовашя цилиндрической поверхности (черт. 247); если же такового кирпича подъ руками не имеется, то можно для этой цели применять и простой кирпичъ, притесывая его по шаблону (черт. 248). Для увеличешя сопротивлешя колонны въ нее вводятъ, такъ называемый,
186
Чер. 247.
горизонтальный прокладныя плиты на разстоянш отъ i до 1% арш. одна отъ другой по высоте колонны. Прокладныя плиты способствуютъ равномерному распределение груза по всей площади поперечнаго сечешя.
Такъ какъ кирпичная кладка должна быть сделана въ перевязку, то каждый рядъ кирпичей относительно пред-шествовавшаго поворачиваютъ на вертикальной оси на несколько градусовъ; поэтому заштрихованные на чертеже 248 треугольники располагаются на внешней поверхности по винтовымъ лишямъ; углубле-шя эти способствуютъ более прочному сцепленпо штукатурки съ поверхностью колонны.
Капители несложнаго рисунка и базы делаются изъ камня; более же сложной формы, какъ, напр., коринескаго или юническаго ордера, отливаются изъ цемента или алебастра, делаются изъ терракоты (обожженой глины), а иногда и металличесюя, напр., въ виде цинковой облицовки. Когда базы и капители устроены, приступаютъ къ оштукатурке колонны.
Такимъ образомъ, колонна получаетъ видъ какъ бы состоя-Чср. 248. щей изъ одного монолита.
Размеры кирпичиыхъ столбовъ. Гораздо чаще приходится на практике применять кирпичные ст о л-б ы, т.-е. опоры, имеюшдя въ плане форму прямоугольника или квадрата; ихъ размеры определяются въ зависимости отъ действующаго груза и прочнаго сопротивлешя на раздавливаше самой кладки, а также отъ высоты столбовъ. Высота столбовъ не должна превосходить 8 или io попе-речныхъ измерены, т.-е. того предела, за которымъ упрупя тела разрушаются переломомъ, а не раздавливашемъ. Только при такихъ услов!яхъ кирпичные столбы будутъ удовлетворять своему назначешю; въ античныхъ стиляхъ высота колонны никогда не превышала этого предела. Худо
жественное чувство грековъ подсказывало имъ размеры, соответствующее устойчивости и прочности сооружешя.
Сопротивлеше самой кирпичной кладки не можетъ быть выражено вполне определеннымъ коэффищентомъ, такъ какъ зависитъ, во-т-хъ, отъ качества кирпича, который весьма различенъ въ различныхъ местностяхъ, смотря по свойствамъ глины; во-2-хъ, отъ раствора, употребляемаго для сцеплешя между кирпичами; въ-3-хъ, отъ способа кладки и перевязки кирпичей; въ-4-хъ, отъ тщательности и правильности работы и наконецъ, въ 5-хъ, отъ отношешя высоты столба къ его поперечнымъ измерешямъ. По опытамъ особой комиссш въ Лондоне, отъ архитектурнаго института оказалось, что лучшш присмотръ за тщательностью работъ увеличилъ прочность' обыкновенныхъ кирпичныхъ столбовъ на 150%(!) и клинкерныхъ на 6о% („Строитель" Ks 23—24, 1900 г.). Вл!яше раствора въ особенности
187
заметно при употреблены въ дЪло слабаго кирпича; при употреблены прочнаго клинкера менЪе заметно.
Обыкновенный строительный кирпичъ, годный для кладки стенъ, для столбовъ оказывается слишкомъ слабымъ, въ особенности въ томъ случай, если высота столба значительна по сравнешю съ поперечными измЪрешями.
Наиболее точныя и обстоятельныя изслЪдовашя сопротивлешя кирпичной и бутовой кладки столбовъ были сделаны въ В^нЪ. Результаты этихъ наследованы выражаются въ нижеследующей таблице коэфф и-ц i ен т о в ъ прочнаго сопротивлешя кирпичной и бутовой кладки въ килограммахъ на кв. см., при различныхъ растворахъ и сортахъ кирпича, съ указашемъ вл!яшя на сопротивлеше столба отношешя его высоты къ поперечнымъ измЪрешямъ. Данныя этой таблицы введены въ обязательный постановлешя по строительной части для города ВЪны *)•
Таблица XVI.
Каменная кладка. Л В с
1 Кирпичная кладка на известковомъ раствор^ 5 2,5 —
2 Кирпичная кладка на смЪшанномъ раствор^ 7,5 5 — 1
3 Кирпичная кладка на цементномъ раствор^ 10 7,5 5 1
4 Бутовая или смешанная кладка на известк. растворЪ. . 4 — —
5 Бутовая кладка на смешан, раствор^ 5 — —
6 Кладка изъ машиннаго кирпича на смЪш. раствор^. . . 9 8 7,51
7 Кладка изъ машиннаго кирпича на цементн. растворъ. . 12 10 8 1
8 Клинкеръ—на цементномъ раствор^ 15 12 10
9 Бетонъ изъ см'Ьшаннаго раствора 7_ — —
I Килогр. на 1 кв. см.
Въ этой таблиц^ обозначаюсь:
А—прочное сопротивлеше при высотЪ столба h <6 d.
В—прочное сопротивлеше при высота столба h отъ 6 до 8d. С—прочное сопротивлеше при высота столба h отъ 8 до 12d.
Такимъ образомъ оказывается: что столбъ, сложенный на известко-вомъ растворе, въ два раза слабее столба, сложеннаго на цементе; что при высота кирпичнаго столба болЪе 8 д!аметровъ его совсЪмъ не слЪ-дуетъ класть на извести, точно такъ же какъ изъ бутоваго камня при высоте его болЪе 6 д!аметровъ или вообще поперечныхъ изм^решй; что машинный кирпичъ имЪетъ огромное преимущество передъ ручнымъ, поэтому, при заготовка кирпича необходимо для кладки столбовъ запастись именно этимъ кирпичомъ, а не ручного производства; наконецъ, что смешанный растворъ, состояний изъ цемента, извести и песка (см. таб. VII,
*) Wanderley. Die Konstructionen in Stein. S. 190 u. Handbuch der Architectur. 3 Th. 2 В. 1 H. Wande. S. 378.
стр. 109) при высттъстолба отъ 6 до 8 д!аметровъ—даетъ въ 2 раза большее сопротивлеше, чЪмъ известковый растворъ.
На сопротивлеше кирпичной кладки столбовъ имеетъ также большое вл!яше толщина швовъ. Такъ, по опытамъ въ Берлине, оказалось, что.*
при толщине шва въ i
» Г) п п 2
V » » 7) 3
мм. разрушающей грузъ 230 кг.
» » „ 170 „
» „ U 136 „
С. Металлическ1я подпоры. Самыя удобныя, а потому и наиболее распространенный на практике подпоры, — это металличесюя. Обладая огнеупорностью и огромнымъ сопротивлешемъ внЪшнимъ механическимъ уси-л!ямъ, чугунъ и железо вместе съ тЪмъ принадлежатъ къ числу весьма долговЪчныхъ матер!аловъ, въ особенности если они защищены съ поверхности хотя бы тонкимъ слоемъ окраски.
Металличесюя опоры, даже при незначительныхъ, сравнительно съ каменными колоннами, поперечныхъ измЪрешяхъ, могутъ воспринимать большую сосредоточенную нагрузку, поэтому отнимаютъ отъ помЪщешя очень мало места и нисколько его не стЪсняютъ. Въ этомъ заключаются выгоды металлическихъ подпоръ и причины ихъ прим'Ьнешя для поддержашя чердачныхъ и междуэтажныхъ покрытш на фабрикахъ и заводахъ.
На устройство подпоръ употребляютъ чугунъ и железо, въ рЪдкихъ случаяхъ бронзу и цинкъ.
Чугунныя колонны. Остановимся сначала на чугунныхъ колон-нахъ, который у насъ имЪютъ наибольшее распространеше. Матер1алъ этотъ какъ нельзя болЪе подходитъ для этой цЪли какъ съ технической, такъ и съ художественной точки зр'Ьшя. Отливаясь въ самыя разнообразны и сложный формы, чугунъ даетъ возможность придавать с^чешю колонны форму наибольшаго сопротивлешя перелому при наименьшей затрате матер!ала, а также и красивый внЪшшй видъ. Но при всемъ этомъ чугунъ имеетъ и свои недостатки. Онъ представляетъ изъ себя матер!алъ не всегда надежный; внутреншя, такъ сказать, качества его, которыя совершенно не обнаруживаются на его внешней поверхности, остаются неопределенны и измЪнчивы.
Причины этого заключаются въ самомъ процессе отливки, при чемъ въ чугуне образуются раковины, пузыри, местами кристаллическое, неравномерной крупности, строеше и т. п. Охлаждеше чугуна первоначально происходитъ съ поверхности, а затемъ переходитъ на внутреннюю часть колонны, поэтому снаружи образуется твердая корка металла, тогда какъ внутри масса остается еще въ раскаленномъ состоянш и занимаетъ боль-ппй объемъ. При дальнейшемъ охлаждеши эта внутренняя масса уменьшается въ объеме, вследспе чего между наружной и внутренней оболочкой въ толщине стенки колонны образуется более слабый слой крупно-зернистаго строешя, а иногда и прослоекъ пустоты. Это неодновременное затвердеваше внешней и внутренней оболочки колонны вызываетъ въ ча-стицахъ чугуна внутреншя напряжешя, не поддающаяся измерешямъ и ослабляюшдя колонну на совершенно неопределенную величину. Затемъ
къ недостаткамъ чугуна надо отнести его хрупкость: при громадномъ со‘-противленш на сжапе и растяжеше, достаточно сравнительно слабаго удара какимъ-нибудь твердымъ тЬломъ, чтобы разбить колонну.
Достоинство полыхъ чугунныхъ колоннъ, въ особенности съ толстыми станками, также зависитъ отъ способа отливки, которыхъ бываетъ два: горизонтальный и вертикальный. Въ первомъ случае при отливке длин-ныхъ колоннъ очень трудно установить стержень строго по оси, а также трудно избежать прогиба самаго стержня посредине; въ обоихъ случаяхъ толщина стенки колонны получается неравномерной, при чемъ при прогибе стержня утонете является какъ разъ въ самомъ опасномъ сЪченш, т.-е. посредине колонны. При вертикальномъ способе отливки эти недостатки почти совершенно устраняются, но за то при значительной вышине колонны является неравномерная плотность чугуна и более благопр!ятныя услов!я для образовашя пузырьковъ внутри массы, такъ какъ воздуху труднее подниматься на поверхность черезъ всю высоту колонны и выходить наружи. Во всякомъ случае вертикальный способъ отливки даетъ значительно лучине результаты. Толщину стенокъ въ колоннахъ можно измерить только просверливашемъ.
Изъ сказаннаго видно, что следуетъ по возможности избегать толсто-стенныхъ колоннъ, а лучше увеличивать ихъ сопротивлеше приливными ребрами, а также на всяюй случай принимать болышй коэффищентъ надежности. Последнее необходимо еще и потому, что нередко нагрузка на колонну бываетъ односторонняя, т.-е. такъ расположена, что равнодействующая груза не проходитъ черезъ центръ поперечнаго сечешя, при чемъ одна сторона колонны нагружена более другой. Кроме того, могутъ быть отклонешя колонны отъ вертикальнаго положешя, вследств!е изменешя длины балокъ на нихъ лежащихъ отъ температуры. Наконецъ, колонны могутъ ржаветь не только съ наружной, но и съ внутренней ихъ поверхности, которая недоступна окраске.
Наиболее удобная форма поперечнаго сечешя полыхъ чугунныхъ колоннъ следующая: кругъ (250), квадратъ (251) и крестъ (252). Въ верти-
Чер. 250. Чер. 251.
кальномъ разрезе стенки колоннъ должны быть по возможности равномерной толщины; резкихъ выступовъ и уширенш следуетъ избегать. Бывали случаи, подъ действ1емъ тяжести, срезывашя по окружности и раз-рушешя колонны.
Колонны незначительныхъ размеровъ состоятъ изъ одной массы; даже капители и базы отливаются вместЬ со стержнями; подпоры же зна-
чительных'ь размеровъ составляются изъ частей. Не только базы и капители отливаются отдельно, но и самый стержень составляется изъ н^сколь-кихъ частей. На черт. 253 показаны ихъ сопряжены.
Относительно опредЪлешя размеровъ чугунныхъ колоннъ замЪтимъ следующее: колонны, столбы и т. п. опоры, поддерживающая покрьтя, подвергаются или сжапю, или продольному изгибу (излому при сжаты). Если высота стойки относительно ея поперечныхъ измерены незначительна, то въ предположены совершенной однородности матер!ала и равномерности распредЪлешя нагрузки по поперечному сЪчешю, въ стойке подъ действ!емъ груза проявляется с ж а т i е въ направлены продольной оси, при чемъ ось остается прямолинейной. При разрушены такая стойка раздробляется, не прогибаясь предварительно. Сопротивлеше ея разсчитывается по формуле P = KF, где Р— безопасная нагрузка, К—коэффищентъ прочнаго сопротивленш на сжапе, a F—площадь поперечнаго сечешя.
Если же высота столба по отношешю къ поперечнымъ размерамъ превосходитъ известный пределъ, то при нагрузке ось стойки уклоняется отъ первоначальнаго положешя, является боковой прогибъ столба и раз-рушеше происходитъ вследств!е продольнаго излома или перелома столба. На этомъ основаши независимо отъ свойствъ матер!ала сопротивлеше стоекъ продольному изгибу зависитъ: i) отъ высоты стойки, 2) размеровъ и формы ея поперечнаго сечен!я и 3) отъ способа укреплен!я концовъ.
Способы укреплешя концовъ стойки могутъ быть следуюпце:
I (черт. 254 I). Одинъ конецъ укрепленъ неподвижно, другой же совершенно свободенъ.
II (черт. 254 И). Оба конца свободны, но не могутъ отклоняться отъ первоначальной вертикальной лиши аЪ.
III (черт. 254 III). Одинъ конецъ закрепленъ неподвижно, другой же хотя и свободенъ, но не можетъ отклониться отъ вертикальнаго напра-влешя ab.
IV (черт. 254 IV). Оба конца закреплены неподвижно и не могутъ отклоняться отъ вертикальной лиши аЪ.
П всехъ четырехъ способовъ укреплешя, грузъ, производящей изломъ или отламываше стойки, можетъ быть съ достаточною точностью вы-численъ по формуле Эйлера:
въ которой I обозначаете высоту стойки, I— наименышй моментъ инерщи даннаго поперечнаго сечешя, Е—коэффищентъ упругости принимаемый:
для дерева отъ 100.000 до 120.000 кг. на кв. ст.
для чугуна •............i.oooooo „ „ „ „
для железа...............2.000000 „ ,, „ „
для стали................2.200000 „ „ „
a—некоторый постоянный коэффищентъ, зависяпцй отъ способа укреплены
концовъ стойки, а именно:
^2
для I-го случая: а = у-=3/2 = 2,5, \
4
„ II „ III „ IV
а = т:2 = ю, а = 2~2 = 20, а = 4Tt2 = 40.
Нагрузка Р, соответствующая прочному сопротивлешю столба, соста-вляетъ только некоторую часть отъ груза Р, получаемаго по вышеприведенной формуле, и вообще равна:
Е ^/п £2 ’
где п представляетъ коэффищентъ безопасности, принимаемый для железа и стали отъ 4 до 6, сред. 5; для чугуна—отъ 7 до 9, сред. 8, и для дерева—
Чер. 254.
отъ 8 до 12, сред. то. Какъ на чаще всего встречающаяся въ сооруже-шяхъ способы укреплешя концовъ стоекъ можно указать вообще на II и III случай. Действительно, обыкновенно приходится иметь дело или съ колонною, основаше которой, состоящее изъ широкой плиты, прикрепленной къ фундаменту особыми болтами и соединяющейся со стержнемъ колонны приливами, можетъ считаться неподвижно закрепленнымъ; верхшй же конецъ колонны, принимающей нагрузку, свободенъ, но вследств!е со-единешя съ другими частями сооружешя не можетъ отклониться отъ вертикальная направлешя, или же, что еще чаще встречается на практике, оба конца стойки могутъ вращаться, но не отклоняться въ сторону.
Для первая случая надо брать коэффищентъ а = 20. Во II случае, а также, когда колонны проходятъ сквозь несколько этажей и состоятъ изъ отдельныхъ частей, насаженныхъ одна на другую безъ уширешя въ
192
мЪстахъ наращивашя, слЪдуетъ при расчете принимать для большей безопасности II случай укртЬплешя и сообразно съ этимъ полагать а = то.
На основаши вышеизложеннаго безопасная нагрузка сплошной чугунной колонны, д!аметръ которой равенъ <7, а I — высота, определяется по формуле для III случая:
Р = 2% -щ- —р— = 50.000^ пуд./дм., или
Р = 123.000 клгр./см.
Безопасная нагрузка полой чугунной колонны, поперечное сечеше коей представляется въ виде кольца, внешшй и внутреншй д!аметръ котораго (?и <?„ определяется по формуле:
^4 4 ^4^_^4 ,
Р = 50.000 —~~ пуд./дм. = 123.000 —1 клгр./см. V V
Изъ приведенныхъ формулъ видно, что сопротивлеше сплошныхъ чу-гунныхъ колоннъ продольному изгибу прямо пропорщонально четвертымъ степенямъ ихъ дтаметровъ и обратно пропорщонально квадратамъ ихъ высотъ.
Итакъ для проверки сопротивлешя стойки мы имеемъ две формулы:
I) . . . . P = KF
п)... 4?-
п Z2
Для того, чтобы убедиться, какую изъ этихъ формулъ применять въ из-в’Ьстньрсь случаяхъ, необходимо определить ту вышину опоры при которой опасность разрушешя отъ перелома и раздавливашя была бы одинакова. На основаши формулы II, вставивъ въ нее выражеше для Р изъ формулы I, мы им±емъ:
/ШГ
1— У KFn'
Если данная высота то надо разсчитывать на переломъ стойки; если же то—на раздавливаше.
Для облегчешя расчетовъ чугунныхъ колоннъ въ конце книги приводится таблица, въ которой указаны для наиболее употребительныхъ колоннъ: внешшй д!аметръ D, толщина стенки 5, площадь поперечнаго сечешя F и моментъ инерщи 7. Следов, остается только изъ вышеприве-денной формулы Эйлера определить моментъ инерщи I—- • или, что еще проще, при е = юооооо, п = 8 и а = го, и выразивъ Р въ тоннахъ, а I — въ метрахъ, получимъ:
Z=8P?2.
Величины Р и I обыкновенно задаются.
Для достижешя болыпаго сопротивлешя нижше и верхше концы колоннъ должны быть прочно заделаны такъ, чтобы по возможности не было ни поступательнаго, ни вращательнаго движешя; поэтому на эту конструктивную деталь следуетъ обращать особое внимаше. При этомъ нижнее основаше колонны, стоящей на каменномъ фундаменте, должно, кроме за-крЪплешя, иметь такое уширеше, чтобы грузъ отъ более крЪпкаго мате-р!ала—чугуна передавался болЪе слабому—кирпичу или камню на соответственно большую площадь, сообразно коэффищенту сопротивлешя этихъ матер!аловъ на раздавливаше.
Колонны небольшихъ размеровъ отливаются вмЪстЪ съ нижней плитой; если же высота и вЪсъ колонны значительны (отъ 30 и болЪе пудовъ), то удобнее отливать, какъ нижнюю плиту, такъ и верхнее уширеше вмЪстЪ съ капителью отдельно; въ случае очень длинныхъ колоннъ стволъ ихъ делается составнымъ. Въ последнемъ случае, какъ будетъ сказано ниже, удобнее устраивать взаменъ чугунныхъ железныя опоры. Нижняя плита, для предупреждешя ея перелома, укрепляется ребрами въ числе четырехъ, шести или восьми (черт. 255); при этомъ размеры плиты и ея толщина определяются въ зависимости отъ прочнаго сопротивлешя кладки фундамента на раздавливаше. Положимъ, что это сопротивлеше грузъ, сосредоточенный на колонне вместе съ ея весомъ Р; въ такомъ случае по-Р верхность плиты F—^.
Если плита не сплошная, а съ отверспемъ площадью f, д!аметръ коего равенъ внутреннему д!аметру колонны, и если плита квадратная, то /7 сторона ея Ъ=у + А
Толщина реберъ 8 и вышина ихъ h определяется следующимъ образомъ: находятъ центръ тяжести I въ угловой части плиты (на черт. 255 заштрихованной) и определяюсь разстояше его а отъ колонны; въ такомъ случае, если число реберъ п, то действующее на изломъ внешнее усил!е = ^р далее, принимая сопротивлеше чугуна на изломъ въ 250 кг., получаютъ:
Ра „ 2 so q Л2
= R w = ---v- п-----------------6
откуда
S=o'o24s?; A=o’I55l/§L-
Чер. 255.
При этомъ или 8 или 1г предварительно задается, но во всякомъ случае какъ 8, такъ и 1г не должно быть менее 1,5 см.
Чугунный колонны значительныхъ размеровъ й более тяжелыя, а также железныя опоры устанавливаются на подкладкахъ, отливаемыхъ отдельно и имеющихъ обыкновенно квадратную форму при толщине не ме-
13
194
нЪе 2 см. Подъ плитою располагается дикарный камень, тоже квадратный, но ббльшихъ измерены. Чугунная подкладка делается или съ ребрами, или съ утолщешемъ къ середине (черт. 256). Для предупреждешя сдвига колонны на верхней и нижней площадке чугунной плиты дЪлаютъ выступы: первый въ виде кольцеобразна™ цилиндрическаго выступа а (чер. 256), вн'Ьш-шй дёаметръ котораго немного меньше внутренняго д!аметра колонны, а второй—въ виде креста Ь, который входитъ въ приготовленное въ камне соответственной формы гнФздо и заливается свинцомъ. Равнымъ образомъ, долженъ быть залитъ свинцомъ прозоръ между кольцевымъ выступомъ и колонной черезъ отверспе к. Плита устанавливается первоначально на клинья, на некоторомъ возвышеши (1,5 см.), а затемъ подливается цементомъ, чтобы сгладить все неровности каменной кладки. Въ квадратной плите сторона Ъ = |/-g. При значительномъ грузе, действующемъ на колонну, и
возможности отклоне-шя его отъ вертикальна™ направлешя необходимо предупредить неравномерную передачу давлешя на плиту и фундаментъ, для чего подкладывается между плитой а (черт. 258) и нижнею, отдельно отлитою, частью &, про
кладка с, имеющая выпуклую поверхность и квадратную форму въ плане. На чер. 259 показанъ другой примеръ такой же конструкщи.
На черт. 257, 260 и черт, г листъ 6 показаны сопряжешя нижней части колонны съ плитой, при тт тт чемъ особенно реко_
Чер. 258. Чер. 259. г
мендуется скреплеше
подкладки съ каменной кладкой болтами, глубоко заделанными (черт, i листъ 6) или же залитыми свинцомъ (черт. 256). На черт, i листъ 6 показано устройство фундамента, состоящаго изъ несколькихъ рядовъ бутоваго камня, затемъ кирпичная кладка на цементномъ растворе и, наконецъ, дикарный камень, сквозь который проходить 4 болта, прикрепляющее чугунную подкладку къ фундаменту.
195
Если колонны ставятся внутри теплаго помещен!#, напр., фабрики или завода, то глубина фундамента не зависитъ отъ лиши промерза-шя грунта и при хорошемъ материке можетъ быть заложена выше чЪмъ фундаментъ подъ наружный стены. Но при этомъ необходимо определить глубину, принимая во внимаше выдавливаше грунта изъ подъ фундамента; въ особенности, если грунтъ песчаный. Въ 1873 Г°ДУ въ Москве, на Даниловской мануфактуре, произошелъ обвалъ всехъ по-крыпй 5-тиэтажнаго, только что отстроеннаго фабричнаго корпуса, вслед-cTBie осадки колоннъ отъ погружешя ихъ въ песчаный грунтъ, въ кото-ромъ фундаменты были углублены только на i аршинъ отъ поверхности пола.
Устройство верхней части подпоръ зависитъ отъ конструкщи потолочнаго покрьтя. Если чугунная колонна поддерживаетъ деревянное чердачное покрьте, то можетъ быть применено устройство, показанное на черт. 2 листъ 6; здесь надъ капителью колонны помещается коробка съ кронштейнами, къ которымъ прикрепляется балка вертикальными болтами. Эти кронштейны вместе съ темъ уменыпаютъ пролетъ, перекрываемый балкой и, следовательно, даютъ возможность уменьшить поперечное сечеше последней. Такое уширеше вершины колонны въ виде крон-штейновъ допускается лишь въ томъ случае, если они могутъ быть расположены симметрично по обе стороны колонны и приблизительно одинаково нагружены; въ противномъ случае такая конструкщя не можетъ быть допущена, такъ какъ при малейшемъ прогибе балки нагрузка будетъ действовать не по оси колонны, а на конецъ кронштейна (черт. 261)
и вызоветъ ломаю-
шдй колонну моментъ, чего следу-етъ избегать. Если же необходимы кронштейны для внеш-няго вида колонны, то они не должны подходить подъ самую балку.
Если колонны поддерживаютъ междуэтажный деревянный покрьтя, то вершины ихъ должны быть приспособлены для сопряжешя не только съ балками,
но и съ нижними частями колоннъ
второго этажа. На
черт. 162 показанъ именно такой случай при деревянныхъ междуэтажныхъ балкахъ. Здесь^ надъ капителью устроена чугунная коробка, отлитая вместе съ колонной соответственно размерамъ поперечнаго сечешя главной балки или прогона, поддерживающаго второстепенный балки. Коробка имеетъ
13*
196
Чер. 264.
Чер. 263.
горизонтальный закраины и къ ней привинчивается подкладка колонны второго этажа, на которую и устанавливается последняя, какъ это показано на черт. 257 или 260.
При устройстве несгораемыхъ потолочныхъ покрыты, деревянный балки заменяются желЪзны-ми двутавроваго сЪчешя и могутъ располагаться такъ же, какъ и деревянный (см. черт. 162), т.-е. какъ показано на черт. 163; здесь а—главная железная балка, Ъ — второстепенная и с—чугунная коробка, къ которой привинчивается подкладка, служащая основашемъ для колонны слЪдующаго этажа. Такое наращиваше не вполнЪ ращонально; оно
колоннъ съ помощью корооки очень грузно и
можетъ быть заменено другими способами, какъ представлено, напримеръ, на черт. 264, 265 и чер. 3, листъ 6-й. Чертежъ 265 изображаетъ въ плане сопряжешя балокъ двумя накладками, обхватывающими вершину колонны съ двухъ боковъ и привинченными къ балке болтами. На чер. 264— две прямолинейный накладки, расположенный по обе стороны балки, прохо. дятъ сквозь колонну и привинчиваются къ стЪнкамъ балокъ тремя болтами. Во вс'Ьхъ трехъ способахъ концы балокъ лежатъ на особыхъ высту-пахъ, которые симметрично а колонна верхняго этажа
Чер. 265.
располагаются съ рбеихъ сторонъ колонны, посредствомъ раструба, заменяющаго базу, надевается на вершину нижней или прикрепляется посредствомъ фланца и болтовъ (черт. 3, листъ 6-й).
Разница въ этихъ способахъ заключается лишь въ томъ, что въ одномъ случае балки соединяются железными накладками (черт. 264); въ другомъ (черт. 3, листъ 6-й) оне привинчиваются къ особымъ ребордамъ тт, при-
литымъ къ колоннамъ, чемъ избегается прорезываше колонны для поме-щешя накладокъ; на чер. 265 это прорезываше заменено железными накладками, обхватывающими колонну съ обеихъ сторонъ.
Вообще говоря, формы и способы сопряжешя частей чугунныхъ колоннъ могутъ быть весьма разнообразны и въ большинстве слу-чаевъ самому строителю приходится разрешать задачу для даннаго случая.
Что касается размеровъ, поддерживающихъ верхнюю плиту консолей, то толщина ихъ Ъ (черт. 266) должна быть отъ 2 до 5 см., а для того, чтобы определить высоту кронштейна 1г (черт. 266) руководствуются общей
197
формулой сопротивлешя бруса изгибу, когда одинъ конецъ его закр’йпленъ, 67г2
т.-е. jP7=-g-. 250; откуда
7 -,/ 6Р1
h = I/ -----
Г 250.Р
Изъ этой формулы видно, что выступы надо по возможности уменьшать, а также, что выгоднее кронштейны ограничивать не вогнутой, а выпуклой кривой (черт. 267 и 268). Ъ
Железныя опоры. Те недостатки чугуна, о которыхъ мы упомянули выше, почти отсутствуютъ въ жел'ЬзЪ; подвергаясь прокатке, оно полу-чаетъ равномерное строеше почти безъ пустотъ и раковинъ, поэтому и сопротивлеше его вполне на
дежно.
Опытъ показалъ, что какъ железо, такъ и чугунъ въ одинаковой степени противостоятъ пожару, хотя посл^диш болЪе чувствителенъ къ внезапному охлаждешю водой, отъ чего онъ трескается.
Вотъ тЪ причины, почему железныя опоры постепенно вы-тесняютъ чугунный колонны, что не такъ еще заметно въ Европе,
какъ въ Америке, где употребляются почти исключительно и повсюду железныя опоры. Это вызывается, главнымъ образомъ, конструктивными особенностями многоэтажныхъ американскихъ здашй, наружный и вну-треншя стены которыхъ устраиваются не изъ сплошной кирпичной кладки, а изъ железныхъ стоекъ и горизонтальныхъ балокъ, и лишь пространство между ними заполняется кирпичомъ (см. статью: „Стены изъ металла и камня“). Кроме того, отливка чугунныхъ цельныхъ колоннъ ограничена высотою въ 5—6 метровъ, и лишь редюе заводы отливаютъ колонны до 8 метр., поэтому при устройстве длинныхъ стоекъ и выгоднее, и удобнее употреблять железо/При к^кой длине стойки, железо безусловно выгоднее чугуна, видно изъ нижеследующей таблицы Паукера, въ которой показаны пределы временнаго сопротивлешя на i кв. д. поперечнаго сечешя желез
ныхъ и чугунныхъ стоекъ при различныхъ отношешяхъ —, т.-е. ихъ дли
ны къ наименьшему поперечному измерешю; при этомъ пределъ временнаго сопротивлешя короткой железной стойки принятъ въ 1575 п., а чугунной— въ 3150 п.
198
Таблица XIX.
1 . Z Отношеше 1 10 1 J 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1
Жел'Ьзн. стойка. 1575 985 900 788 670 562 470 394 332 281 240
Чугун, стойка . 3150 1763 1120 702 460 319 232 175 138 109 91
Эта таблица приводить къ слЪдующимъ заключешямъ объ относительной прочности железныхъ и чугунныхъ стоекъ, а следовательно и къ выбору того или другого матер!ала: при малой длине желЪзныя стойки наполовину слабее чугунныхъ, при средней длине, т.-е. при=30, и тЪ, и друйя одинаково прочны; при -^>60 желЪзныя вдвое прочнее чугунныхъ, а при длине около юо разъ большей противъ толщины, железныя стойки почти втрое прочнее чугунныхъ^ Итакъ, для короткихъ и толстыхъ стоекъ выгоднее употреблять чугунъ, а для длинныхъ и тонкихъ, наобо-ротъ, выгоднее железо.
Железныя опоры устраиваются почти исключительно изъ прокатнаго железа различной формы и различнаго поперечнаго сечешя, при чемъ последнее можетъ быть составное, т.-е. склепанное изъ отдельныхъ частей. Самая простая железная опора можетъ состоять изъ одной двутавровой балки, поставленной вертикально, пояса коей, если это нужно, утолщаются накладками (черт. 269) или изъ швеллера (черт. 270). Но въ случае значи-тельныхъ нагрузокъ (наприм., на фабрикахъ и заводахъ) приходится ставить группами по нескольку балокъ этого типа, соединяя ихъ различными способами въ одну опору (черт. 271, 272 и 273).
Чер. 269. Чер. 270. Чер. 271.
Чер. 275.
Точно такъ же для более сильныхъ опоръ поперечныя сечешя могутъ быть составлены и изъ прокатнаго железа криволинейной формы (квад-рантъ) (черт. 274) и угловой (трапещодальной) съ двумя тупыми углами (черт. 275). Для фабричныхъ строешй, въ которыхъ необходимо подвесить къ колоннамъ трансмисйю, а следовательно устроить кронштейны, квадрантное железо склепывается и между его фланцами располагаются прокладки, какъ показано на черт. 276. При квадрантномъ железе сечеше является въ виде круга, а при трапещодальномъ—въ виде квадрата.
199
Склепанныя ребра на поверхности желЪзныхъ опоръ придаютъ имъ некрасивый видъ, допустимый лишь въ строешяхъ фабричныхъ и завод-скихъ; въ здан/яхъ же съ более или менЪе изящной отделкой железные столбы могутъ быть облицованы снаружи для красоты пустогЬлымъ кир-пичемъ и оштукатурены (черт. 277). Такая одежда вместе съ тЪмъ служитъ для предохранешя металла во время пожара отъ дЪйств!я огня.
£ Что касается до опред'Ьлешя размеровъ стоекъ изъ про-катнаго железа, то въ этомъ отношеши необходимо сообразоваться съ тЪми сортами его, каше изготовляются на заводахъ, и по таблицамъ подыскивать соответствующее поперечный сечешя. Для этой цЪли определяется по формуле Эйлера моментъ инерцш поперечнаго сечешя, а именно: безопасная нагрузка
_р= “
n Z2 ’
следовательно, принимая а = ю, взявъ пятикратную прочность и приравнивая коэффищентъ упругости Е для железа 2.000.000 кг., получимъ:
т Pl*
J =---------- ст4.
4.000.000
Взявъ Р въ тоннахъ, а I въ метрахъ, мы получимъ
J=2^Pl2.
Определивъ J, подыскиваютъ подходящее поперечное сечеше по таблицамъ, въ сокращенномъ виде приведеннымъ въ конце книги.
Железныя опоры предпочитаются чугуннымъ при устройстве меха-ническихъ мастерскихъ съ верхнимъ светомъ и съ катающейся балкой надъ среднимъ пролетомъ, такъ какъ на такихъ заводахъ опоры, будучи весьма значительной вышины, несомненно подвергаются сотрясешямъ, дей-ств!ямъ боковыхъ силъ и несимметричной нагрузке, что для чугуна представляется опаснымъ. За неимешемъ фасоннаго прокатнаго железа, оно можетъ быть заменено съ большимъ успехомъ обыкновенной одной или двумя двутавровыми балками или же швеллерами.
Чер. 278.
'.ч-
( При определены момента инерщи опоръ, состоящихъ изъ двухъ и болЪе швеллеровъ или двутавровыхъ балокъ, можно руководствоваться практическимъ расчетомъ, основаннымъ на слЪдуюшихъ соображешяхъ.
Пусть F будетъ площадь какого-либо поперечнаго сЪчешя (черт. 278), центръ тяжести котораго находится въ точке S; лишю хх, проходящую черезъ этотъ центръ тяжести, примемъ за ось, относительно которой мо-ментъ инерцш площади F известенъ и равенъ Если мы на какомъ-либо разстоянш, равномъ е, проведемъ параллельную хх другую ось то, на основашй законовъ сопротивлешя матер!аловъ, моментъ инерцш даннаго поперечнаго сечешя F, взятый относительно этой новой оси, равенъ
j J=J+#F.
1
1 Примерь!. Для двутавровой
балки № 18, согласно таблице, мо-
‘ ментъ инерцш Jy (черт. 279) относи-
тельно оси уу равенъ 81,3 см.4; площадь £ поперечнаго сечешя этой балки по той же таблице равна 27,9 см.2 Поэтому моментъ инерцш Jz относительно оси zz, взятой параллельно уу на разстоянш 10 см., получится:
J2 = 81 -Ь 102 х 28 = 28814 см.
П р и м е р ъ II. Для швеллерной балки (чер. 280) № 18, площадь поперечнаго сечешя которой F по той же таблице равна 28,0 см2, моментъ инерцш относительно оси уу равенъ 114 см.4; поэтому принявъ тоже значеше для е = 10 см., получимъ:
Jz = 114 4- 102 X 28 = 2914 см 4
На основашй изложеннаго не трудно определить сложный моментъ инерцш при опорахъ, состоящихъ изъ двухъ швеллеровъ или двутавровыхъ балокъ, а также и раз-стояше е между осями этихъ балокъ. Пусть Р—действующая на опору нагрузка, Z— высота столба, требуемый наименышй моментъ инерцш сложнаго поперечнаго се-
Чер. 279.
чешя, выведенный на основашй формулы J —2,5 PZ2. Для надлежащей прочности опоры необходимо, чтобы моментъ инерщя ея поперечнаго сечешя какъ относительно оси хх, такъ и оси (чер. 281 и 282) равнялись бы требуемому моменту инерцш J.
Моменты инерцш относительно осей хх и уу известны изъ таблицы; поэтому
201
сложный моментъ инерщи (чер. 281 и 282) двухъ балокъ относительно оси хх равенъ 27^ = 7, откуда
2
Относительно оси zz необходимо, чтобы
JZ = J.
Если разстояше между центрами тяжести двухъ швеллерныхъ или двутавро-выхъ балокъ равно 2е, то на основаши вышеприведенной формулы для Jz им'Ьемъ:
Л—,2(7у + е2Р).
Но такъ какъ Jz — J\ то
J=?(Jy + e*F),
откуда
—........................................(Л)
Разстояше же между осями вертикально поставленныхъ балокъ должно равняться 2е.
Все сказанное относится къ тому случаю, когда обе балки работаютъ какъ одна опора, т.-е. въ предположены, что оба поперечный сЪчешя связаны другъ съ другомъ (черт. 283 а и в); въ противномъ случае ихъ поперечный сечешя относительно оси вращешя уу недостаточны и опоры будутъ изгибаться по направлешю линш хх. Поэтому двутавровый балки или швеллеры, применяемый какъ опоры, должны быть по своей длине связаны желЪзными накладками (черт. 283).
Чтобы определить разстояше к между связями, т.-е. ту высоту балки, Р
при которой она, работая самостоятельно подъ грузомъ —, не даетъ прогиба, определимъ сперва Jy при высоте стойки X по формуле
j-=2,5pz2, т.-е. получимъ
202
откуда
(В).
Пр и м'Ь ръ III. Положимъ, что необходимо определить, съ помощью имеющейся таблицы, размеры и разстояше X между гори-
Чер. 283.
зонтальными связями двойной стойки вышиною 5 метр, изъ швеллеровъ или двутавровыхъ балокъ при действующемъ грузе въ 50000 кг.
На основаши предшествовавшаго, выражая Р въ тоннахъ,
7=2,5.50.52 = 3125 см.4
Решая относительно стойки изъ двутавровыхъ балокъ (чер. 281), необходимо, чтобы моментъ инерщи Jx каждой изъ нихъ равнялся:
т 3125 .
Тр =-^ =—^—= 1562,5 см.4
Этому, съ достаточною надежностью удовлетворя-етъ по таблице балка № 18, наименышй моментъ инерщи которой относительно оси хх равенъ 1444 см.4
Половина разстояшя между центрами тяжести балокъ получается изъ выражешя (Л) равнымъ:
Площадь поперечнаго сечешя F двутав-роваго железа № 18 равна 28 см.2, a Jy = 81,3 поэтому
-I/3125 — 2.81,3 п о
е=У--------2 .-28 = 7’3 = С° см-
Следовательно, все разстояше между обеими балками должно быть:
2X7,5 = 15 см.
Величина \ т.-е. разстояше между связями, определяется изъ уравнешя (В) и равно
. 1/27Г / 2 . 81,3
2,5Р~ Г 2,5.50,0“ 1,3 метр’
Что вызываетъ, при высоте стойки въ 5 метровъ, горизонтальный скреплешя накладками не менее, какъ въ 3 местахъ.
Разрезъ поперечнаго сечешя накладки расчитывается въ ея опасномъ сечеши по лиши аЪ (чер. 283с) на усил!е равное отъ того груза, ко-торый приходится на каждый поясъ балки. Въ данномъ случае следовательно, это усил!е =
203
893 кг.,
Давлеше К на 1 кв. см. сЬчешя опоры равно: „ 50000 К ~ 2.28 что можетъ быть допущено.
Для стоекъ, составленныхъ изъ двухъ швеллеровъ, применяя ихъ кь тому же задашю, следуетъ взять балки № 20, которыхъ Jx —1911 см.4, тогда какь необходимо только 1562 см.4
Такъ какъ при этомъ Jy = 148 см.4, a F=32,2 см.2, то
-,/3125 — 2.148'
е==У—2.32,2 ~ = ОР7 СМ-
Следовательно разстояше между центрами тяжести поперечныхъ сечешй обоихъ швеллеровъ
2е = 14 см.
Разстояше X между скрепляющими балки горизонтальными накладками изъ по-лосоваго железа равно:
. л/ 2 . 148
* = V адТш^1’73 метр-
Потребуется следовательно скреплеше стоекъ въ двухъ местахъ по высоте.
Давлеше на 1 кв. см. при этихъ стойкахъ будетъ
г 50000 J
=27321='81 кг^
Переходя къ описашю устройства нижняго и верхняго основашя ж е-л i з н ыхъ опоръ и сопряжешй концовъ ихъ съ одной стороны съ по-крьтемъ, а съ другой—съ фундаментомъ, укажемъ первоначально на при-способлешя, служашдя для перехода отъ опоры къ фундаменту, состоящаго обыкновенно изъ камня или кирпича, вообще изъ матер!ала бол±е слабаго сравнительно съ желЪзомъ.
Какой бы формы, изъ вышеуказанныхъ, не было поперечное сЪчеше стойки, нижнш конецъ ея долженъ быть срЪзанъ строго перпендикулярно къ оси и установленъ на квадратную, круглую или многоугольную плиту чугунную или желЪзную; последняя предпочитается въ виду бблыиаго ея сопротивлешя на изломъ. Железныя плиты во вс'Ьхъ случаяхъ приклепываются или привинчиваются къ колоннЪ посредствомъ углового желЪза (черт. 4 и 5, листъ 6), изогнутаго соответственно форме поперечнаго сечешя стойки (черт. 6, листъ 6). Чугунныя подкладки имеютъ выступающая ребра, въ которыя вставляется, но не привинчивается, конецъ колонны (черт. 284).
На черт. 4 и 5, листъ 6, представлено сопряжешя стоекъ, составлен-ныхъ изъ двухъ швеллеровъ и двутавровыхъ балокъ. Въ обоихъ случаяхъ плиты имеютъ форму квадратную и прикрепляются къ стойке прямыми угольниками.
(Величина плиты вообще определяется темъ соображешемъ, чтобы давлеше, передаваемое на фундаментъ, не превосходило коэффищента К прочнаго сопротивлешя на сжат!е матер!ала.
Следовательно, если F площадь плиты и Р действующее на стойку усшпе, то
= СМ.2
204
Этимъ определяется величина а стороны квадрата (чер. 284). Если плита лежитъ на дикарномъ камне, то К принимается = 20 кг.; если же кирпичная кладка, то = 8 кг.
Толщина 3 плиты безъ реберъ, будетъ ли она чугунная или железная (чер. 284), подсчитывается на переломъ, какъ балка, р авномерно нагруженная и заделанная кон-цомъ, по уравнешю:
аЬК^^Л, £ 6
где — моментъ сопротивлешя поперечнаго сечешя плиты при ширине ея равной а, a коэффищентъ прочнаго сопротивлешя чугуна или железа па переломъ; въ пер-вомъ случае принимается 1? = 250 кг., а во Чер. 284. второмъ —500 кг. на кв. см.
Первая часть уравнешя изображаетъ внешшй изгибающш моментъ, предполагая плиту какъ бы равномерно нагруженною съ нижней своей поверхности давлешемъ фундамента, равными на единицу площади К. Следовательно, для чугунной плиты получимъ
Для треугольной части (чер. 284), выступающей на величину получимъ:
Такъ какъ 3 всегда получается больше то достаточно определить только первую величину.
Во всякомъ случае чугунную плиту не делаютъ тоньше 2 и толще 6 см.; если же толщина требуется большая, то плиту усили-ваютъ ребрами, которыхъ число можетъ быть равно или 4, или 8.
При железныхъ подкладкахъ (черт. 4, 5, 6 и 7, листъ 6) для определешя толщины плиты надо лишь переменить значеше для R и поставить его вдвое больше, поэтому толщина плиты будетъ наполовину меньше, т.-е.
На черт. 6, листъ 6, представлено сопряжете нижней части колонны изъ квадрантнаго железа съ такой же подкладкой восьмигранной формы. Переходъ къ уширенной части достигается темъ, что между фланцами квадрантнаго железа вставляются треугольный прокладки (fib) въ виде о братныхъ кронштейновъ, которыя скрепляются съ плитой посредствомъ четырехъ, горизонтально расположенныхъ и изогнутыхъ по кривой, уголь-никовъ, охватывающихъ колонну и прикрЪпленныхъ заклепками. Чтобы достигнуть чистой и аккуратной работы, ширина полки угольниковъ не должна быть более 60 mm; въ противномъ случае правильное сгибаше представляется очень затруднительными Между угольниками и прокладкой вставляются железныя полоски, толщиною равною толщине фланца квад
___205___
ранта. Полоски какъ въ плане, такъ и въ фасаде на чер. 6, листъ 6,—заштрихованы.
Съ нижней стороны доски головки заклепокъ углубляются заподлицо съ поверхностью.
Опоры изъ трапещодальнаго железа сопрягаются съ нижнимъ уши-реннымъ основашемъ тоже съ помощью угольниковъ, какъ это показано на чер. 7, листъ 6.
Вершины железныхъ колоннъ для приняпя покрьтя, состоящаго изъ железныхъ двутавровыхъ балокъ, снабжаются чугунной плитой (чер. 8, листъ 6), къ которой балки привертываются болтами. Чтобы избежать бокового давлешя на колонну, поверхность чугунной плиты делается нисколько криволинейной, выпуклой. Чугунная плита можетъ или вводиться своими нижними ребордами вовнутрь колонны, какъ показано на чертеже 8, листъ 6, или охватывать вершину и лишь немного входить вовнутрь (чер. г, листъ 7); для этого накладка должна иметь съ нижней стороны углублеше соответственно форме поперечнаго сечешя колонны вместе съ фланцами.
Заменяя чугунъ желЬзомъ, вершина квадрантной колонны можетъ быть приспособлена для воспр1япя и прикреплешя къ ней двутавровыхъ балокъ, какъ это показано на чертеже 2 тамъ же. Здесь железная доска, имеющая съ верхней стороны несколько выпуклую поверхность, прикрепляется къ колонне съ помощью угольниковъ и двухъ вертикальныхъ про-кладокъ (пп) въ виде кронштейновъ, подобно тому, какъ устроено уши-реше нижняго основашя колонны, показанное на черт. 6, листъ 6. Для привинчивашя кронштейновъ требуется введеше неболыпихъ отрезковъ железныхъ полосъ, на чертеже заштрихованныхъ. Балка прикрепляется къ железной доске болтами.
Междуэтажное наращиваше колоннъ достигается съ помощью вкладной чугунной плиты (чер. 3, листъ 7), съ нижней стороны имеющей кольцеобразный выступъ, входящш въ нутро нижней колонны; съ верхней же стороны плита имеетъ цилиндрически выступъ, который входитъ въ верхнюю колонну, меньшаго д!аметра. Для того чтобы предупредить случайное вращеше верхней колонны, въ выступающей части башмака сделана щель, черезъ которую проходитъ желЬзная полоса, закрепленная между фланцами квадранта.
Для закреплешя концовъ железныхъ балокъ верхшй и нижнш пояса ихъ, на длину равную ширине фланца квадранта, вырубаются, вводятся между фланцами (чер. 3, листъ 7) и приклепываются или привинчиваются къ последнимъ болтами. Такое сопряжеше можетъ быть заменено и двумя вертикальными накладками, приклепанными къ колонне и балке; при этомъ концы балокъ иногда располагаются на кронштейнахъ изъ котельнаго железа, наподоб!е того, какъ это показано на черт. 2, листъ 7.
Вершины железныхъ стоекъ изъ швеллеровъ или тавровыхъ балокъ приспосабливаются для Bocnpiarin покрьтя такимъ же образомъ; разница лишь въ форме чугунной или железной плиты въ плане, т.-е. оне не круглы, а прямоугольны или многоугольны.
206
На черт. 4, листъ 7, Вид, представлено сопряжете двутавровой балки съ вершиною железной стойки, составленной изъ двухъ швеллеровъ и, вместо соединешя ихъ горизонтальными полосами, а это было показано выше\чер. 283), оба швеллера по всей своей высоте приклепаны къ вертикально поставленной двутавровой балке. Желязная, нисколько выпуклая доска въ вершине (чер. 4 А, л. у) соединяется со стойкой уголками (чер. 4 В, л. 7); на ней располагается и къ ней привинчивается двутавровая балка покрьтя.
При двойныхъ балкахъ междуэтажнаго покрьтя (чер. 4 Е, л. 7) пояса балокъ, для скр'Ьплешя ихъ со стойками, какъ видно изъ разреза по ef (чер. 4 д, л. 7), вырубаются съ одной стороны и стенки балокъ приклепываются къ стойке или привинчиваются болтами.
Нижняя часть стойки, посредствомъ двухъ вертикально на ребро по-ставленныхъ накладокъ трапещодальной формы и уголковъ, прикрепляется къ горизонтальной доске (чер. 4 С и F, л. 7), которая въ свою очередь привинчивается къ болтамъ, задЪланнымъ въ камень или въ каменную
кладку. Наконецъ, междуэтажное наращиваше желЪзныхъ колоннъ въ томъ случаЪ, если потолочный балки не двой-
Чер. 285.
и
ныя, а одиночный, достигается устройствомъ чугунной коробки (чер. 285), черезъ которую пропускается балка. Коробка имеетъ верхнюю и нижнюю кольцеобразную реборду
надевается на вершину колонны перваго этажа; въ верх-
нюю же реборду входитъ нижшй конецъ колонны второго этажа. Для этой цели часть фланцевъ колоннъ срубается и опиливается подъ одну цилиндрическую поверхность.
Колонны, поддерживая потолочный покрьтя, не всегда воспринимаюсь грузъ балокъ одинаково нагруженныхъ. На фабрикахъ и за-водахъ нередко бываютъ случаи, когда съ одной стороны на вершине колонны лежитъ конецъ балки, несущей лишь собственный весъ пото-лочнаго покрьтя, а съ другой стороны балку, поддерживающую покры-Tie, сильно нагруженное временной
нагрузкой, подвижной или постоянной въ виде станковъ, машинъ и проч. Таюя услов!я нагрузки являются
самыми невыгодными для колонны.
/ Представимъ себе вершину колонны (чер. 286) съ двумя кронштейнами, на концы которыхъ действуютъ, на разстоянш ал и а2 отъ оси колонны, грузы Рх и Р2, изъ коихъ Р1'у>Р2. Очевидно, что равнодействующая этихъ двухъ'силъ jR = P1-|-P2 уже не пройдетъ посредине между ними, а ближе въ сторону большей силы на каком-либо разстоянш,
207
равномъ е отъ средины колонны. Это разстояше можетъ быть выведено изъ уравнешя моментовъ
НС = Р Р2^2’
а такъ какъ at = a2, то можно написать
Не = а(Т\ — Р2),
Дал'Ье предположимъ, что къ центру тяжести поперечнаго сЪчешя приложены двЪ вертикальный, взаимнопротивоположныя силы, на чертежЪ показанный стрелками, изъ коихъ каждая равна Н. Одъ дЪйств!я этихъ двухъ силъ услов!я равновесия нисколько не изменяются, такъ какъ они другъ друга взаимно уничтожаютъ; но разсматривая всЪ три силы, равныя jR, мы видимъ, что та изъ нихъ, которая действуете въ центре колонны сверху внизъ, производитъ сжапе и вызываете сопротивлеше Kd, на единицу 7?
площади равное , если F— вся площадь поперечнаго сечешя; другая же
сила .В, ей противоположная и действующая .вверхъ, составить съ равнодействующей, проходящей на разстоянш е отъ центра тяжести, пару силъ, моментъ которой M—Re, что и вызываетъ въ поперечномъ сечеши сопротивлеше изгибу.
Величина Кг наиболыпаго напряжешя крайнихъ волокнъ поперечнаго сечешя определяется изъ уравнешя
Т7-__[ _ I
— ± -w ,
где W есть моментъ внутреннихъ силъ сопротивлешя изгибу даннаго поперечнаго сечешя, a моментъ внешней силы R относительно оси, проходящей черезъ центръ тяжести.
Наибольшее напряжеше на сжапе Kd односторонне-нагруженной колонны выразится равнымъ
R.Re R. М
Наименьшее сжапе Кг будетъ на противоположной стороне поперечнаго сечешя въ крайнихъ волокнахъ и выразится равнымъ
к RM z~р W ’
Если то величина Kz получается отрицательной, т.-е. въ этихъ
волокнахъ сжапя совсемъ не будетъ, а будетъ, наоборотъ,—вытягиваше. Следовательно нужно, чтобы Kd не превосходило бы прочнаго сопротивлешя на сжапе, a Ks—такого же сопротивлешя на растяжеше; поэтому расчетъ такой колонны производится следуюшимъ образомъ: первона
208
чально, пользуясь вышеуказанными формулами, опредЪляютъ ея сопротивлеше на полную нагрузку, направленную по оси колонны; затЪмъ пред-полагаютъ загруженнымъ только одинъ изъ пролетовъ, передающихъ грузъ на колонну, другой же пролетъ — безъ всякаго временнаго груза и опре-дЪляютъ Kd и Кг. Если пред'Ьлъ прочнаго сопротивлешя окажется перей-деннымъ, то поперечное сЪчеше слЪдуетъ увеличить.
Примерь. Чугунная колонна служитъ опорою покрьтя, на котором ъ расположены склады товаровъ (на чер. 28Л представ л енъ планъ всего покрьтя). Весъ одного кв. метра не нагруженнаго покрьтя равенъ 300 кг., а нагруженнаго 1000 кг. Высота h колонны равна 3,5 метр. Этажи, расположенные надъ складами, переда ютъ на каждую колонну 18000 кг. груза.
Первоначально предположимъ, что покрьте все сплошь загружено товаромъ, т.-е. на каждую колонну перепадаетъ грузъ равный
5,0 X 5,0 X Ю00 = 25000 кг.
Следовательно вся нагрузка на колонну равна:
25000+ 18000 = 43000 кг. /
Моментъ инерщи J поперечнаго сЪчешя такой колонны по отношешю къ сопроти-влешю на переломъ, на основаны вышеприведенныхъ данны хъ, полагая нагрузку въ тоннахъ, а высоту въ метрахъ и принимая п = 8, а модуль упругости для чугуна = 1000000 кг., по формуле Эйлера равенъ:
J= 8РР = 8 X 43,0 X 3,52 = 4214 смЛ
209
Этому удовлетворяетъ (согласно таб. въ конце книги) колонна д!аметромъ въ 20 см., при ширина стенки въ 1,8 см., обладающая моментомъ инерщи =4303 см.4, и площадью поперечнаго сечешя въ 103 кв. см.
Если же покрыт!е пролета CD (см. чер. 287) не загружено, а АС загружено полной нагрузкой, то CD даетъ на колонну грузъ равный
2,5 X 5,0 X 300 = 3750 кг.
а А С= 2,5 X 5,0 X 1000 = 12500 кг.
Точки приложешя этихъ грузовъ отстоятъ отъ средины колонны на 14 см.; равнодействующая обоихъ грузовъ, т.-е. сила В (чер. 286), въ этомъ случае будетъ:
R = 18000 + 12500 + 3750 = 34250 кг.
а разстояше е этой равнодействующей отъ центра тяжести поперечнаго сечешя
14,0(12500 — 3750)
е= 34250 ---------! = ~3’6 СМ‘
Моментъ сопротивлешя выбраннаго поперечнаго 'сечешя колонны:
4303 q
w = -уу- = со 430 см.3
Поэтому величина сжимающаго усил!я Kd въ крайнихъ волокнахъ на кв. см.
34250 , 34250X3,6
^=лог + —430 =ос62° кг-
Такъ какъ для чугуна ICd принимается равнымъ не более 500, то необходимо взять большее поперечное сечеше. По таблице мы имеемъ, что колонна д!аметромъ 22,5 см., при толщине стенокъ въ 2 см. даетъ моментъ инерщи =6831 см.4 и площадь поперечнаго сечешя 129 кв. см. Но съ увеличешемъ д!аметра увеличивается и разстояше отъ оси колонны точекъ приложешя действующихъ нагрузокъ; оно будетъ уже не 14, а 15 см. Поэтому
15,0(12500 — 3750) о п
—=3’9 ем-
ДалЬе,
6831 ... ,
«> = ,—• =ео60/ см.3
Т
Поэтому наи большее сжапе Kd поперечнаго сечешя на наружной стороне колонны 34250 , 34250
Л2Г + ~ббГ =~485 кг-на ем-2
Kd
Наименьшее сжаНе
z
34250 34250
Л2Г~^оГ=°°45 кг- на см’2
Такимъ образомъ мы видимъ, что въ данномъ случай колонна по всей своей высота будетъ испытывать сжаНе, которое, со стороны нагруженной лишь собствен-нымъ весомъ покрьтя, равно только 45 кг. на см2.; по мере приближешя къ край-нимъ волокнамъ противоположной, т.-е. нагруженной полной нагрузкой стороне, ежа-Tie все увеличивается и наконецъ достигаетъ 485 кг.
При симметричной полной нагрузка сопротивлеше сжатпо на 1 кв. см. было бы
г 43000
К = — — 333 кг. на кв. см.
Изъ этого примера видно, насколько важно при односторонней на-грузкФ колоннъ проверять ихъ размеры на сопротивлеше сжатго. При незначительной сравнительно разниц'Ь нагрузки съ одной и другой сто-14
210
роны колонны, уже является довольно значительное изменеше въ давлены на единицу поверхности матер!ала.
Пока величина Kz положительна, т.-е. пока она представляетъ сжапе, а не разстяжеше, подняпе края плиты, лежащей на фундаменте и соединенной съ колонной, не имеетъ места. Если же Kz выражаетъ отрицательную величину, т.-е. растяжение, то необходимо путемъ особаго скрЪплешя съ каменнымъ основашемъ предупреждать ея подняпе.
Д) Деревянныя опоры. Какую бы форму поперечнаго сЪчешя ни имели деревянныя подпоры, оне вообще носятъ назваше столбовъ или стоекъ. Уже самъ матер!алъ въ томъ виде, въ какомъ онъ является въ природе, какъ нельзя болЪе подходитъ къ примгЬнешю его для этой цели; дерево безъ всякой обделки представляетъ изъ себя готовый столбъ, и если бревно обтесывается или опиливается по шаблону, придавая ему круглую, прямоугольную или многоугольную форму, то это делается съ целью, во-1-хъ, придать дереву большую долговечность, удаливъ съ поверхности заболонь, какъ более слабую часть сравнительно съ древесиной, во-2-хъ, чтобы придать столбу более изящную и красивую форму.
Благодаря легкости обработки дерева, формы эти могутъ быть очень разнообразны.
Обладая весьма значительнымъ со против лешемъ на сжапе, растяже-nie и изгибъ, дерево во многихъ случаяхъ могло бы съ большимъ успЪ-хомъ и меньшими затратами заменить камень и металлъ; только недолговечность его, неспособность сопротивляться внешнимъ атмосфернымъ деятелямъ, а также сгораемость ограничиваюсь применеше его для столбовъ, этихъ важныхъ частей строешя, несущихъ сосредоточенный грузъ покрьтя или стенъ, а следовательно, прежде всего требующихъ такого ма-тер!ала, огнестойкость и долговечность котораго была бы нисколько не меньше, чемъ техъ матер!аловъ, изъ коихъ устроены поддерживаемый ими части строешй. Поэтому деревянныя опоры никогда не следуетъ,употреблять для поддержки несгораемыхъ потолочныхъ покрыты или частей каменныхъ стенъ. Эти свойства дерева заставляютъ избегать употреблешя его и для столбовъ снаружи здашя. Вообще надо заметить, что крепость дерева изменяется отъ разрушительнаго вл!яшя сырости и воздуха гораздо скорее, чемъ въ камне, чугуне или железе. При обыкновенныхъ усло-в!яхъ, на открытомъ воздухе ничемъ не защищенное дерево прослужитъ не более 30 летъ. Поэтому при определены размеровъ деревянныхъ стоекъ необходимо придавать имъ значительный запасъ. Если и сохранились до нашего времени некоторыя древшя деревянныя постройки, то только благодаря большому запасу въ размерахъ ихъ частей. Внутри по-мещешя дерево сохраняется гораздо лучше и, будучи предохранено съ поверхности отъ вл!яшя воздуха, сырости или червоточины, можетъ просуществовать более юо летъ. Поэтому применеше деревянныхъ потолочныхъ покрыты, а также и деревянныхъ столбовъ для нашего отечества, где еще много дерева, представляется вполне выгоднымъ. Кстати заметимъ, что эластичность дерева вместе съ годами его существовашя на постройке значительно уменьшается.
211
Принимая все изложенное во внимаше, делается понятнымъ, почему для дерева степень надежности изберется не менее ю; если же оно расположено снаружи и не прикрыто отъ дождя, то этотъ коэффищентъ увеличивается еще болЪе; очевидно, что это вл!яетъ на стоимость подпоръ изъ дерева, и тамъ, где оно дорого, железо и чугунъ его вытЪсняютъ. Сопротивлеше деревянной стойки можетъ быть определено по той же формуле Эйлера, т.-е.
р _ jz EJ\ г ~ п /2 :
a n EJ т РР
а такъ какъ — принимается = т, то Р = , откуда J =
Сопротивлеше дерева внешнимъ механическимъ усшнямъ весьма различно даже въ однехъ и техъ же породахъ.
Временное сопротивлеше на сжапе сосны въ среднемъ принимается въ 400 кг., прочное сопротивлеше—6о кг. *), а коэффищентъ упругости въ loo.ooo (до 120.000) кг. на кв. см., следовательно для круглаго столба имеемъ:
хооооош?4 .d4
J ' 6^1-— «г-
для квадратнаго сечешя:
_ юоооооЬ4 о &4
P=i---------— = 8333-^ кг. см.
12 Z2 000 Z2
Если выразить Р въ тоннахъ, а I въ метрахъ и принять Е= 120000, то J = 83 PZ2; если Е принять = юоооо, то J = юо РР.
Нижше и верхше концы деревянныхъ опоръ для увеличешя ихъ сопротивлешя закрепляются по возможности прочно и неподвижно; иногда для этой цели применяются железныя скреплешя.
Чтобы передать равномерно давлеше отъ целаго ряда деревянныхъ столбовъ, несущихъ какой-нибудь грузъ, ихъ необходимо ставить на общш прогонъ; равнымъ образомъ и вершины всехъ стоекъ соединяютъ одной
*) Обязательныя постановлешя въ БерлинЬ.
14*
212
общей насадкой, воспринимающей нагрузку, при этомъ закраплете концовъ стоекъ въ нижшй и верхнш прогонъ легко достигается врубкой шипами (чер. 288), входящими въ насадку на глубину х/3 толщины бруса. Нижшй конецъ стойки входитъ въ нижшй брусъ тоже шипомъ или крестообразной врубкой, какъ показано на чер. 289; последняя врубка более ращональна, такъ какъ даетъ возможность избегнуть гнезда для шипа и Т'Ьмъ предохранить отъ затекашя водйг и предупредить быстрое raieme дерева. Этой же цЪли достигаетъ шипъ (чер. 290, Л, В и С) съ наклонно срЪзаннымъ торцомъ. Соответственно такому шипу приготовляется и
гнЪздо въ нижнемъ брус'Ь; въ самой пониженной точке гнЪзда, гдЪ можетъ скопляться вода, высверливается каналъ (на чертеже не показанный), черезъ который вода можетъ вытекать.
Величина разстояшя опоръ определяется тяжестью поддерживаемаго груза, эстетическими требовашями и удобствами ихъ расположешя въ строешй. Если разстояше между стойками значительно и перекладина ока-
зывается слабою, то съ целью уменьшить пролетъ и этимъ увеличить сопротивлеше перекладины давлешю поддерживаемаго груза, устраиваютъ подбалки, подушки (чер. 290) или подкосы (чер. 291, 292 и 294). Для значительнаго уменьшешя пролета употребляютъ длирныя подкладки, подпирая ихъ подкосами (чер. 295). Это укреплеше более соответствуетъ распределена давлешя груза на перекладину. Опоры иногда устраиваются съ раскосами (чер. 296). Особенно рекомендуется сопряжеше подкоса съ
213
вертикальнымъ и горизонтальнымъ брусомъ, показанное на чер. 292 и детально на чер. 293. Здесь вводится болтикъ и врубка лапой, что даетъ
возможность сопротивляться подкосу не только сжимающимъ, но и растя-гивающимъ усшпемъ. Эта врубка очень распространена въ Швейцарш и
Тироле.
цель раскосовъ (чер. 296) та, чтобы устранить возможность уклоне-
ны стоекъ отъ нормальнаго
Чер. 297.
положешя и увеличить со-противлеше на продольный изгибъ.
Деревяннымъ опорамъ, какъ сказано выше, можно придавать весьма разнообразный формы и легюя пропорции. Въ поперечномъ сЪ-ченш деревянныя стойки имеютъ обыкновенно форму квадрата со срезанными углами или правильнаго многоугольника, редко круга. Последняя форма применяется при устройстве столбовъ для поддержашя пото-лочныхъ покрытш на фаб-рикахъ. При этомъ, въ виду значительнаго сосредото-ченнаго груза, столбы уста-
Чер,. 298.
навливаются на прочныхъ фундаментахъ и
нижше концы ихъ вводятся въ чугунные башмаки (чер. 297), прочно прикрепленные къ
фундаменту. Форма этихъ башмаковъ со-ответствуетъ поперечному сеченпо столба, наподоб!е того, какъ это делается для чугунныхъ колоннъ.
Нередко, по высоте, опоры обделываются не однообразной призмой, а украшенной разными фигурами и
Чер. 299.
другую (чер. 298).
или же форма сечешя
прибитыми галтелями, изменяется, переходя одна въ
Кроме резныхъ работъ и прибивныхъ галтелей, украшешемъ опоры слу-
жатъ капители и базы. Первый образуются небольшими нарезками на са-
214
мой стойке и прибитыми къ ней деревянными галтелями (чер. 299). Базы
въ деревянныхъ опорахъ делаются очень редко и заменяются обкладкой галтелью. Конструктивное назначеше капителей и базъ здесь заменяютъ подушки, подкладки, подкосы и кронштейны, которые украшаются весьма различно. Самое простое и часто употребляемое украшеше этихъ частей есть срезываше угловъ — фаски (чер. 300). Въ треугольномъ пространстве, обра-зуемомъ стойкой, перекладиной и подкосомъ, помещаютъ разныя украшешя или обшиваютъ его досками съ прорезомъ (чер. 300). Для пре-
дохранешя деревянныхъ опоръ отъ действ!я сырости ихъ покрываютъ масляной краской и лакоме.
Ст. 4. Своды.
§ 15-
Определение сводовъ и номенклатура ихъ частей.
Всякое жилое или нежилое строеше ограждается сверху покрыпемъ, которое предохраняетъ его внутреннее помЪщеше отъ неблагопр!ятныхъ внЪшнихъ вл!яшй: солнца, снега, дождя, ветра, мороза и проч. Для нежи-лыхъ холодныхъ строешй можно ограничиться въ этомъ отошеши одной только водонепроницаемой крышей; для жилыхъ же строешй этого недостаточно, а необходимо кроме того покрьте особаго устройства, которое, будучи не проницаемо для воды, удовлетворяло бы требовашямъ наименьшей тепло-, а иногда и звукопроводности.
Не касаясь устройства крышъ, разсмотримъ первоначально послЪдшй родъ покрыты.
Точно такъ же какъ и стены, верхшя ограждешя могутъ быть сделаны изъ несгораемыхъ матер!аловъ (камня, железа, бетона и проч.) или изъ дерева.
По своей конструкцш покрыпя разделяются на два рода: с воды, всегда состоящее изъ несгораемыхъ матер!аловъ, и потолки, которые могутъ быть устроены изъ весьма разнообразныхъ матер!аловъ, какъ сго-раемыхъ, такъ и несгораемыхъ. Въ виду того, что несгораемый потолочный покрыпя нередко устраиваются сводчатыя, мы сперва разсмотримъ своды, а затемъ уже перейдемъ къ описашю устройства потолковъ.
Точно такъ же какъ и стены, своды складываются изъ отдельныхъ камней, которые однако могутъ быть ничемъ не связаны и находится въ разновесы только благодаря своей форме и взаимному расположена. Следовательно, сводъ можно определить какъ каменное п о к р ы т i е, состоящее изъ отдельныхъ камней, ничемъ другъ съ дру-гомъ не связанныхъ, которые благодаря своимъ раз мерам ъ, форме и взаимному расположен! ю, передаютъ, какъ
218
свой собственный весъ, такъ и грузъ, на нихъ лежаний,
на опоры.
Типичную форму каменнаго свода представляетъ горизонтальный по-луцилиндръ, первая и последняя производящая котораго расположены на опорахъ (чер. 301).
Если мы представимъ себе, что этотъ полуцилиндръ имЪетъ известную толщину kl, следовательно огра-
Чер. 301.
ниченъ внутренними и наружными концентрическими поверхностями и состоитъ изъ отдельныхъ каменныхъ клиньевъ, постели которыхъ Направлены по рад!усамъ цилиндра, то мы получимъ такъ назыв. цилиндрически сводъ.
Если направляющая полуцилиндра будетъ не полный полу-кругъ, а какая-нибудь часть его, напр., лишя acb (чер. 302), то получается плоское каменное сводчатое покрьте, называемое лучко-
вымъ сводомъ.
Идя дал^е и ограничивая сводъ снизу горизонтальной плоскостью, вертикальная проекщя которой выразится на чер. 303 лишей аЪ, и оставляя наружную его поверхность криволинейною cde, мы и въ этомъ случае получимъ каменное прикрыпе, называемое перемычкой, вполне подходящее подъ вышеприведенное опре-делеше свода, несмотря на то, что съ нижней своей поверхности оно по виду ничемъ не будетъ
отличаться отъ горизонтальна™ покрьтя.
Съ другой стороны, мы можемъ себе представить надъ какимъ-нибудь пролетомъ криволинейное покрьте, состоящее изъ сплошной твердой массы, изъ монополита; такое покрьте хотя и будетъ по внешнему виду совершенно сходно со сво-
домъ, но, строго говоря, оно можетъ быть названо лишь сводообразнымъ покрыт!емъ, но не сводомъ, хотя на практике такое покрьте носитъ назваше с в о д-
чатаго.
Равнымъ образомъ мы можемъ устроить каменное криволинейное покрьте съ помощью постепеннаго спуска камней (чер. 304) со стены до
219
тЪхъ поръ, пока оба свеса не сойдутся настолько, чтобы можно было перекрыть оставшшся пролетъ однимъ камнемъ. Обтесавъ нагрубо спуски _ по шаблону и оштукатуривъ поверхность, мы получаемъ видъ правильнаго возвышеннаго свода, который однако по своимъ свойствамъ и конструкщи совершенно не отвЪчаетъ принятому нами опред'Ьлешю для сводовъ, состоящихъ изъ клиновидныхъ камней, и называется покрыт!емъ свешивающимися рядами. Какъ въ
сплошномъ монолитномъ покрыты, Чер. ЗО4.
такъ и въ свешивающемся, отсут-
ствуешь самая характерная черта г j [ '—8—;
сводовъ, это — клиновидная форма i | !
камней, благодаря которой сводъ ! чГ ’;
производитъ на опоры не только ; X” ;
вертикальное давлеше, но и гори- j~ / VZZZZj
зонтальное усшпе, называемое рас- 1_______ ;
поромъ. L_______i ;______I
Если сводъ перекрываешь про- !-------: ;______t
странство незначительной длины •---------- i---------------------1
сравнительно ”съ его пролетомъ, 1---------” -------<
напр., отверспя въ сшЬнахъ, то его
принято называть аркой, и если такая арка ограничена снизу горизонтальной плоскостью, какъ это мы видели на чер. 303, то она называется перемычкой.
Остановимся первоначально на номенклатуре частей свода (чер. 301).
i) Опорами (А и А) называются стены или столбы перекрываемаго помещешя, на которые сводъ опирается и которые могутъ сопротивляться его давлешю и распору.
2) Щековыми стенами называютъ ограничивающая перекрываемое сводомъ помещеше стены, которыя не служатъ опорою для свода, напр., на чер. 301 задняя стенка В.
3) Щекою свода называютъ сечеше его вертикальной плоскостью, перпендикулярно къ оси, въ начале и въ конце свода. На щековой поверхности обнаруживается толщина свода, обозначенная въ нашемъ примере кривыми acb и def.
4) Внутреннею поверхностью называется поверхность, ограничивающая сводъ снизу.
5) Осью свода называется лишя оо, по которой перемещается центръ дуги при образованы свода.
6) Кривой направляющей свода (асЪ) называется лишя, определяющая форму внутренней поверхности свода.
7) Вершиною свода (с) называется высшая точка кривой направляющей свода, а лишя ее', описанная этой точкой при образованы внутренней поверхности, называется шелыгою свода.
8) Началомъ свода называется нижняя часть его, непосредственно расположенная на опорахъ.
9) Пятою свода называется верхняя поверхность опоры (йаа'), на ко
220
торой расположено начало свода. Плоскость, въ которой находится эта пята, называется плоскостью началъ или пятъ свода.
ю) Начальными лишями (ал') называются линш, происшедшая отъ пересЪчешя внутренней поверхности свода съ плоскостью началъ.
и) Отверейемъ свода называется горизонтальная проекщя разстояшя между двумя начальными точками а и Ъ кривой направляющей асЪ.
12) Подъемомъ, выносомъ или стрелою свода называется перпенди-куляръ (со), опущенный изъ вершины свода на лишю, соединяющую две начальный точки кривой направляющей.
13) Сводчатыми клиньями называются клинообразные камни (ghkl), образующее сводъ, изъ которыхъ камень (се), лежащш на вершине кривой, называется замковымъ или просто зэмкомъ, а камни, лежащие ниже всЪхъ остальныхъ,—начальными. Лиши, разделяющая клинья одинъ отъ другого и обнаруживающаяся на щековой поверхности, называются с о-прягающими лишями или швами (gh, kl).
14) Раменами или плечами свода называются части свода, отстояния отъ начала свода на разстоянш 300—50°.
15) Гуртами или нервюрами называются утолщешя сводовъ въ виде реберъ, выступающихъ по наружной или внутренней поверхности свода и расположенныхъ или по кривой направляющей свода, какъ это показано на нашемъ чертеже (301 0, или по д!агоналямъ, какъ въ сводахъ кресто-
выхъ и готическихъ.
16) Пазухой свода С называется пространство между двумя, рядомъ расположенными, внешними поверхностями сводовъ или между внешней поверхностью свода и продолжешемъ опоры. Пазухи обыкновенно запол-
няются горизонтальной кладкой.
Своды устраиваются или изъ крупныхъ клиновидныхъ камней, пра-
вильно по шаблону обтесанныхъ или изъ кир-
пича почти безъ всякаго измЪнешя его формы. Въ первомъ случае швы получаются равномерной и очень незначительной толщины, при чемъ растворъ существеннаго значешя не имЪетъ; при кирпичной же кладке, наоборотъ, шовъ по своей длине имеетъ неравномерную толщину, значительно расширяясь къ верхней поверхности свода (чер. 305) и заполнеше такихъ швовъ растворомъ играетъ очень важную роль какъ для передачи давлешя отъ одного камня другому, такъ и для сцеплешя ихъ между собою. Очевидно, что въ последнемъ случае изменяется и
распределеше усилш въ своде, при этомъ, чемъ крепче связь между камнями и чемъ больше весь массивъ свода приближается къ монолиту, темъ
меньше будетъ горизонтальное усшйе, передаваемое на опоры.
Чтобы уяснить себе расположеше усилш въ своде, разсмотримъ сводъ, состояний изъ крупныхъ клиновидныхъ камней, ничемъ другъ съ другомъ не связанныхъ (чер. 306). Мы видимъ, что весъ R самаго верхняго камня
221
вмЪстЪ съ грузомъ, на немъ лежащимъ, передается сос'Ьднимъ клиньямъ, которые, воспринявъ это давлеше, передаютъ его вм'ЬстЪ съ своимъ соб-ственнымъ вЪсомъ и грузомъ, на нихъ лежащимъ, въ свою очередь, слЪ-дующимъ камнямъ и т. д.; при этомъ усил!е R, R', R\ Rf" каждаго камня, действующее нормально къ плоскости постели, можно разложить на двЪ составляющая: горизонтальную Н и вертикальную д. Ломаная непрерывная лишя, состоящая изъ равнодЪйствующихъ силъ (J?, R' и т. д.), представляетъ такъ называемую лин!ю давлен!я, т.-е. ту лишю, по направлешю которой можно себЪ представить передачу давлешя отъ одного камня другому; разлагая же эти давлешя на составляющая, мы видимъ, что своды передаютъ на опоры не только вертикальное давлеше, но и горизонтальное усшпе, называемое распоромъ.
Происхождеше сводовъ скрывается въ глубокой древности. Римляне первые, которые дали обширное примЪнеше сводамъ, перешедшимъ къ нимъ отъ этрусковъ *). Введеше сводовъ во многомъ изменило употреб-лявппяся тогда архитектурныя конструкщи, такъ какъ относительно опоръ явилась сила, действующая нормально къ ихъ направлешю, тогда какъ до того времени опоры предназначались только для приняпя вертикальнаго усшпя.
При горизонтальныхъ каменныхъ покрьтяхъ камни подвержены изламывающему усшпю; въ сводахъ же главнымъ образомъ болЪе прочному усил!ю—сдавливающему. КромЪ того, каменное горизонтальное перекрыпе требуетъ болыпихъ камней, для сводовъ же могутъ быть употреблены болЪе мелюе камни, при чемъ растворъ, какъ было указано выше, для кирпичныхъ сводовъ играетъ весьма важную роль.
. *) Этруссгае зодч!е построили въ Рим^ въ царствовате Тарквишевъ известную „Cloaca maxima", сточный каналъ, пролетомъ почти въ 7 метр., покрытый сводомъ изъ вулканическаго туфа. Сводъ этотъ сложенъ вполне правильно и состоитъ изъ трехъ отдЪльныхъ кольцевыхъ арокъ. Онъ уже бол'Ье 2.000 лЪтъ сопротивляется огромному лежащему на немъ давление.
222
§ 16.
Формы сводовъ и начертите кривыхъ направляющихъ.
Разсматривая различный формы сводовъ, мы увидимъ, что основной формой вс-Ьхъ ихъ служить цилиндрически! сводъ (чер. 301) и вс-fe разнообразный его видоизменены, зависяшдя отъ перемены положены и формы кривой направляющей. Такъ, если въ этой кривой отношеше подъема къ отверстпо (чер. 307) > %, то сводъ или арка называются возвышенными. При отношенш < l/i сводъ принимаетъ назваше лучко-
ваго или с ж ат а г о. При отношенш -j- < У4, сводъ называется пл о-скимъ. Если кривая направляющая не представляетъ сомкнутой кривой,
Чер. 507.
а состоитъ изъ двухъ половинъ, образующихъ въ шелыгЬ уголъ, то сводъ называется _с т р ± л ь ч а т ы м ъ или готическимъ (чер. 308), при чемъ стрелка можетъ быть полная, возвышенная и плоская, смотря потому, находятся ли точки, изъ которыхъ описываются кривыя, внутри пролета, BH^fe его или совпадаютъ съ начальными точками а
Чер. 509. и Стрелка вообще принадлежитъ къ числу возвы-
шенныхъ кривыхъ, такъ какъ въ ней подъемъ всегда больше % пролета. Точно такъ же къ кривымъ ,, \ возвышеннымъ нужно отнести э л л и птичес K i е
г \ своды, въ которыхъ за кривую направляющую при------— нятъ эллипсъ, при чемъ малая его ось опредЪляетъ отверспе свода, а 72 большой оси — подъемъ (чер.
£ 309). При обратномъ расположен^, т.-е. когда отвер-
cTie свода равно длин’Ь большой оси эллипса, а подъемъ — малой, то сводъ называется п л о с к о э л л и п т и ч е с к и м ъ (чер. 310).
Эллиптическая кривая направляющая, при заданно мъ пролетЪ ab (чер. 310) и подъем^ cd, получается въ натура путемъ натягивашя шнура,
223
прикрЪпленнаго въ фокусахъ эллипса х, х', какъ это показано пунктиромъ; перем^щеше точки d, въ которой поставленъ вертикально карандашъ, опишетъ кривую. Точки х и хг получаются, засекая прямую аЪ изъ точки d рад!усомъ, равнымъ линш ас, т.-е. полупролету.
Точно такъ же за кривую направляющую можетъ быть принята гипербола, парабола и друг, и тогда сводъ получаетъ соответственный назвашя.
Хотя эллиптическая кривая даетъ въ натуре очень красивый сводъ, отнимающш по высоте помЪщешя меньше места, чемъ полуциркульный, но при возведеши его представляется неудобство въ определении для каждаго шва нормальной лиши къ кривой направляющей, Эта нормальная определяется следующимъ образомъ (чер. 311): точку р соединяютъ съ фокусами х и х' и полученный уголъ разделяютъ пополамъ; лишя делешя даетъ въ точке р нормальную къ кривой. Другой способъ получешя нормальной заключается въ томъ, что по обеимъ сторонамъ, напр., точки i (чер. 311) откладываютъ равныя разстояшя до о и о'; перпендикуляръ къ полученной прямой оо' даетъ нормальную въ точке А
Чер. 310.
Чер. 311.
Во всякомъ случае, такое нахождеше нормали для каждаго шва элли-птическаго свода представляетъ затруднеше; поэтому на практике, въ большинстве случаевъ, эллиптическая кривая заменяется кривою изъ несколь-кихъ центровъ, или такъ наз. коробовою кривою. Она состоитъ изъ несколькихъ касательныхъ дугъ круга разныхъ д!аметровъ и описанныхъ изъ разныхъ центровъ. Въ общемъ, получается плавная сомкнутая кривая, похожая на эллипсъ. Такъ какъ центръ дуги, содержащей вершину, долженъ непременно находиться на одномъ перпендикуляре съ вершиной, то для составлешя кривой число центровъ всегда будетъ нечетное. Наименьшее число центровъ, изъ которыхъ можетъ быть описана коробовая кривая (если лищя, соединяющая две начальный ея точки, расположена горизонтально), есть 3. Мы здесь укажемъ на наиболее применяемый на практике коробовыя кривыя о 3-хъ центрахъ. Для начерташя этой кривой съ целью получить кривую, близко подходящую по форме къ эллиптической, поступаютъ следующимъ образомъ:
Положимъ, что мы имеемъ пролетъ АВ и подъемъ cd (чер. 312); черезъ А и В проводятъ вертикали Ас и В/, черезъ d горизонталь е/; въ
224
полученныхъ прямоугольникахъ чертятъ д!агональ Ad и углы а и £ раз-д'Ьляютъ пополамъ; изъ точки д пересЪчешя дЪлящихъ линш опускаютъ перпендикуляръ на Ad, продолжая который, получаемъ центры р,р" npf, изъ коихъ первые два для боковыхъ кривыхъ, а р' для кривой, проходящей
черезъ вершину.
Другой способъ состоитъ въ томъ, что отъ А и В (чер. 313) откла-дываютъ величину AE=MD' и ли-
шю ЕМ дЪлятъ на 3 равныя части, изъ которыхъ одну ЕЕ наносятъ по направлешю МА. Построивъ изъ этихъ точекъ правильную стрелку, мы получимъ точку д, отъ которой черезъ F и Ff проведемъ прямыя GF и GF. Затемъ изъ точекъ F, д и F опишемъ дуги АН, HJ, JB.
Наконецъ, третш способъ на-черташя коробовой кривой делается слЪдующимъ образомъ (чер. .314). На АВ отъ точекъ А и В отклады-
ваемъ AFx BF' произвольной длины, однако, не больше высоты подъема MG. Эту же величину откладываемъ отъ С, по направлешю къ М такъ, что AF= BF = CD. Затемъ изъ средины прямой FD возставляемъ перпендикуляръ ЕН до пересЪчешя съ СМ въ точке Н, которая и будетъ центръ средней дуги кривой J СК, а точки F и F будутъ центры дугъ AJ и ВК.
При этомъ замЪтимъ, что чЪмъ меньше величина AF= BF', тЪмъ круче средняя дуга JСК и наоборотъ. Кстати замЪтимъ, что коробовыя кривыя применяются лишь въ томъ случаЪ, если подъемъ свода не менее 73 пролета.
Во всехъ видоизменешяхъ кривыхъ направляющихъ, разсмотренныхъ нами до сихъ поръ, начальный плоскости были на одной горизонтали. Tanie
225
своды и арки, если ихъ ось перпендикулярна къ плоскости щекъ, называются прямыми; если же ось не перпендикулярна къ плоскости щекъ, то косыми (чер. 315)- Если начальный точки кривой направляющей не на-ходится ня одной горизонтальной лиши, до арка получаетъ назваше п о л-зучей (чер. 316), при чемъ эта кривая очерчивается следующимъ образомъ: на А В, горизонтальной проекщи пролета очерчивается изъ N, какъ изъ центра, полукругъ АЕВ, на которомъ берутъ произвольное число то-
Чер. 316.
чекъ а', с' .. . и черезъ нихъ проводить вертикальный лиши аа’> ЬЪ\ сс\ NE . . . затЬмъ отъ точекъ й, к, I, М. . . перестЬчеши наклонной А С съ этими вертикальными лишями, откладываютъ на посл±днихъ величины lih' = аа!, кк' = ЪЪ', W = cd, MD — NE и т. д.; такимъ образомъ получимъ рядъ точекъ A, h\ к\ V, D и т. д., которыя соединяя кривой лишей отъ руки, получимъ требуемую кривую.
Форма ползучей направляющей въ большинства случаевъ употребляется при устройств^ сводовъ подъ каменныя лестницы. Если подъемъ Чер. 317.
маршей равенъ х/2 заложешя, что чаще *
всего практикуется, то черчеше кри- j
вой производится посредствомъ дугъ ; \
круга слЪдующимъ образомъ (чер.317). / g!____V
Дана горизонтальная АВУ назначаемъ / !
длину марша АС, при чемъ ВС = /
— BN = 72 АВ. Изъ F, середины NB, / I
возставляемъ перпендикуляръ FG и / ‘
изъ С проведемъ СЕ || АВ до пересЪ- / ;
чешя ея съ бгЕвъ точкЪ Е, тогда оче- ----------------'_____
видно СЕ = ВF = 72 BN = 74 АВ. Да- &
лЪе откладываемъ на GF величину
GE=CE и мы получимъ G вершину ползучей кривой. Тогда изъ точекъ F и Е, какъ изъ центровъ, описываемъ дуги AG и GC. Этотъ способъ представляетъ то удобство, что здЪсь имеются центры, которые даютъ 15
226
возможность, при возведены арокъ или свода, соблюдать надлежащее положеше сопрягающихъ швовъ.
Формы сводовъ. На чер. 318 изображенъ схематически правильный цилиндрическш сводъ въ томъ виде, въ какомъ представляется его внутренняя поверхность. Начальныя прямыя этого свода располагаются на двухъ опорныхъ стенахъ. Такой сводъ, не имЪющш щековыхъ стЪнъ, назыв. открытыми Если за кривую направляющую принять не полный полу-кругъ, а часть его, то мы получимъ плоскш цилиндрическш сводъ, назыв. лучковымъ.
Если мы полный цилиндрическш сводъ (чер. 318) пересЪчемъ двумя д!агональными вертикальными плоскостями, следы которыхъ обозначены на чертеже двумя взаимно пересекающимися кривыми, то получимъ четыре. срЪзка, изъ коихъ каждые два, расположенные другъ противъ друга, одинаковы; два же смежные различны по своей форме. Отрезки I и II называются лотка ми, а ШиГУ—ра — -
Пользуясь этими двумя формами отрезковъ цилиндрическаго свода и располагая ихъ различнымъ образомъ, мы можемъ комбинировать различные своды, изъ которыхъ главные: сводъ сомкнутый и крестовый и все ихъ видоизменешя. Сомкнутый сводъ (чер. 319) состоитъ изъ однихъ лот-ковъ, число которыхъ, смотря по форме перекрываемаго пространства, можетъ быть четыре и более; словомъ, сколько сторонъ имеетъ перекрываемое пространство, столько будетъ и лотковъ въ своде. Сводъ можетъ быть цилиндрическш, но не открытый, какъ на чер. 318, а заканчиваться лотками; въ такомъ случае онъ носитъ назваше лотковаго. Въ горизонтальной проекцш и въ вертикальномъ разрезе сомкнутый и лотковый своды представлены на чер. 320 и 321.
Если сводъ состоитъ изъ распалубо!(ъ, какъ это изображено на чер. 322, то онъ назыв. крестов^мъ и, хотя и происходитъ отъ цилиндрическаго свода, однако, рЪзко отличается отъ него и отъ предшествовавшихъ формъ. Отлич1е это заключается главнымъ образомъ въ томъ, что въ кре-стовомъ своде все давлеше передается, какъ это видно изъ чертежа, на четыре опорный точки. Въ горизонтальной и вертикальной проекцш этотъ сводъ изображенъ на чер. 323.
227
Принявъ за направляющую кривую не полукругъ, а стрЪлку, мы по-лучаемъ стр'Ьльчатыя распалубки, изъ которыхъ состоитъ стрельчатый или готическ!й крестовый сводъ (чер. 324).
Чер. 320.
Если мы въ простомъ крестовомъ сводЪ приподнимемъ шелыги такъ, что вершина о (чер. 325) будетъ расположена выше наивысшихъ точекъ I, 2, з и 4, лежащихъ на щековыхъ кривыхъ направляющихъ, то мы получимъ вспарушенный крестовый сводъ, который часть своего вЪса передаетъ и на щековыя стЪны, если таковыя имеются.
Преимущество крестоваго свода сравнительно съ сомкнутымъ состоитъ въ томъ, что въ щековыхъ стЪнахъ, его ограничивающихъ, очень легко и удобно устраиваются оконныя или дверныя отверспя. СтЪны эти или со-веЬмъ не принимаютъ учаспя въ сопротивлеши давлешю свода, которое передается исключительно на углы, или нагружены весьма мало; поэтому ихъ можно безопасно ослаблять отверспями. Сомкнутый сводъ, на-15*
228
противъ того, передаетъ все свое давлеше на опорный стЪны, при чемъ, по м-fcp-fc приближешя къ угламъ стЪнъ, вЪсъ свода уменьшается, а наибольшее давлеше проявляется въ серединЪ ст'Ьнъ,
именно въ Т'Ьхъ мЪстахъ, гдЪ обыкновенно устраиваются отверстия. Это неудобство сомкнутаго сво-
Чер. 325. о
да повело къ различнымъ его видоизмЪнешямъ, благодаря которымъ давлеше передается такъ же, какъ и въ крестовомъ своде, главнымъ образомъ, на углы. ПримЪромъ такого видоизмЪнешя можетъ служить такъ называемый парусно-сомкнутый сводъ, изображенный на чер., 326 въ плане (N), и въ разрезе (JW) вертикальной плоскостью, Онъ образуется отъ пересЪчешя сомкнутаго свода, расположеннаго надъ квадратнымъ пом'Ьщешемъ efgh четырьмя вертикальными плоскостями аЪ, Ъс, cd, da, параллельными д!агоналямъ означеннаго квадрата и представляющимъ изъ себя стены помещешя, перекры- чер. 326.
ваемаго //
сомкнуто-паруснымъ сводомъ; следовательно, этотъ сводъ можно разсматри-вать какъ часть сомкнутаго свода, у котораго отрезаны вертикальными плоскостями четыре срЪзки Л, В, С, D (чер. 326 N). При такой форме сводъ передаетъ главнымъ образомъ давлеше на 4 угла и лишь небольшую часть, наподоб!е вспару-шеннаго кростоваго свода, щеко-вымъ стенамъ.
Такъ какъ число сторонъ плана для сомкнутаго свода не ограничено, то можно себе представить число это безконечно великимъ и длину каждой изъ сторонъ принять за безконечно малую величину, такъ что начальная лишя его превратится въ сомкнутую кривую, ребра свода исчезнутъ и изъ сомкнутаго свода произойдетъ к у п о л ъ. На прак
тике такой сводъ, очень трудно вы-
вести, если начальная лишя не представляетъ круга, а какую-либо другую кривую. Если начальная кривая кругъ, то сводъ даетъ во всехъ верти-кальныхъ сечешяхъ, проведенныхъ черезъ его вершину, одинаковый кри-
229
выя и во всехъ вертикальныхъ стЬчешяхъ, проведенныхъ въ другихъ ка-
кихъ-либо мЪстахъ, различныхъ flia-метровъ круги. Куполъ можно еще себе представить происшедшимъ отъ вращешя четверти круга ао (чер. 327) около вертикальной оси хх или отъ вращешя полукруга аоЪ около горизонтальной оси уу. Все плоскости, проведенный черезъ ось, пересЪкаютъ этотъ шаровидный сводъ по кривымъ, равнымъ кривой направляющей. Сечешя, перпендикулярный къ оси, да-ютъ всегда круги. Вместо круга за образующую кривую можетъ быть принята 1/2 эллипса, параболы, гиперболы, коробовой лиши и т. д., тогда куполъ, вместо сферическаго или шаровиднаго, получаетъ назвашя, соотвЪтствуюшдя этимъ кривымъ.
Если мы представимъ себе, что части купольнаго свода срезаны вер-
Чер. 327.
тикальными плоскостями, соответ-
ственно размЪрамъ покрываемаго пом'Ьщешя, то мы получимъ парусный
сводъ (чер. 328 I, II и III). Положимъ, что намъ нужно покрыть пом^щеше,
имеющее въ планЪ форму четырехугольника (II) abed. Проведемъ д!агональ bd и начертимъ на ней въ совмЪщеши кривую bad, которую предполагается принять за направляющую паруснаго свода. Эта кривая, будучи поставлена въ вертикальное положеше и вращаясь около отвЪсной лиши (проходящей черезъ центръ О), какъ
около оси, образуетъ купольную поверхность, которая, встречаясь со стенами, получаетъ срезки: anb, agd, dBc и сгЪ.
230
Для изображешя свода въ разрЪзЪ по лиши пВ представимъ себе, что производящая приняла положеше, параллельное плоскости разреза; тогда она изобразится на вертикальной проекщи въ настоящей своей величине въ виде полукруга ADB (I), при чемъ части этой кривой срезываются, а надъ опорными стенами остается лишь часть ея eDf. Задняя срезка будетъ проектироваться въ виде полукруга Ъ'к'с. Для получения д!агональнаго разреза (III) очерчиваемъ полукругъ, соотвЪтствующш кривой направляющей, которая и изобразится въ настоящей своей величине, а боковыя срезки будутъ проектироваться въ виде 2-хъ полуэллипсовъ, вычерчиваемые по способу ординатъ, совм'Ьстивъ полукругъ асЪ (II) съ горизонтальной плоскостью.
Всяюй многоугольникъ, около котораго описывается окружность, можетъ быть принять за основаше паруснаго свода. Чер. 329 представляетъ такъ наз. полный парусный сводъ. Основаше ЧеР* 329* его—квадратъ, а не прямоугольникъ. Сводъ
|| этотъ опирается на подпружныя арки. Про-
ведя горизонтальную плоскость черезъ верх-арокъ, внутренняя поверхность свода разделится на 5 частей, изъ которыхъ 4, лежа-шдя подъ плоскостью, называются треугольными парусами или просто парусами, а круглая верхняя часть, имеющая форму сегмента,— ску-
фьею. Парусные
своды весьма употребительны въ постройкахъ по следующимъ причинамъ:
i) Своды эти передаютъ давлеше на все стены, въ особенности на углы, т.-е. именно на те части стенъ, которыя представляютъ наибольшее сопротивлеше.
2) По причине куполообразной формы эти своды производятъ весьма слабый горизонтальный распоръ.
3) Своды эти можно устраивать очень плоскими, напр., подъемъ ихъ направляющей можетъ быть до Vis ея отверсйя. Вследств1е этого они очень удобны для покрьтя невысокихъ пространствъ и даже могутъ употребляться вместо потолковъ. Полные парусные своды легко поддаются художественной обработке и въ натуре представляютъ очень красивый видъ.
На чертеже 330 представленъ бочарный сводъ, происходящей отъ движешя кривой направляющей cb по такой же начальной кривой cd.
231
Располагая бочарные своды на столбахъ, въ видЪ цЪлаго ряда от-крытыхъ сводовъ, мы получаемъ чрезвычайно красивое, плоское покрытие для галлерей, коридоровъ и т. п. Эти своды въ натурЪ красивее лучко-выхъ и передаютъ давлеше на углы.
§17.
Обшдя правила для устройства кружалъ для сводовъ.
Для того, чтобы поддержать кладку сводовъ во время производства работъ, пока еще не выведенъ замковый рядъ, устраиваются кружала, т.-е. досчатая поверхность, имеющая точную форму внутренней поверхности будущаго свода. Деревянная конструкщя, поддерживающая досчатый настилъ, можетъ быть или висячая или опираться на особый стойки.
Прочное и неизменяемое устройство кружалъ составляетъ необходимое услов!е при проектированы ихъ конструкщи; ня это слЪдуетъ обращать особое внимаше. Осадка или измйнен!е правильности до-счатой поверхности влекутъ за собой и неправильную кладку и неправильную форму свода, что можетъ нарушить его устойчивость.
Разсмотримъ кружала для цилиндрическаго свода, какъ болЪе типич-
наго. На чер. 331 изображенъ поперечный, а на чер. 332 продольный раз-рЪзъ свода.
Если полъ перекрываема™ помЪщешя представляетъ крЪпкш и надежный фундаментъ для стоекъ, поддерживающихъ кружала, и если заняпе этими стойками помЪщешя во время работъ не представляетъ неудобства,
232
то самое лучшее передать грузъ кружала на опорный стены и на промежуточный стойки (чер. 331). Первоначально приготовляютъ кружальныя ребра изъ двухъ рядовъ досокъ толщиною въ 2" и устанавливают ихъ вертикально, перпендикулярно къ оси свода, въ разстоянш отъ 0,5 до 1,0 саж. другъ отъ друга по длине свода. Кружальныя ребра ограничиваются сверху (чер. 331) кривой, соотвЪтсвующей кривой направляющей свода, но очерченной рад!усомъ меньшимъ на толщину опалубки, т.-е. до-счатой обшивки, обыкновенно делаемой изъ теса толщиною въ х". При незначительномъ разстоянш между кружальными ребрами (не болЪе х арш.) палуба можетъ быть сделана и изъ досокъ толщиною въ Уз д. (такъ наз. палубникъ).
Кружальныя ребра составляются изъ косяковъ (чер. 331), которые накладываются одинъ на другой въ перевязку, въ два ряда, сплачиваются гвоздями и такимъ образомъ составляютъ кружальную форму.
Согласно черт. 331-му, установка кружалъ производится сл'Ьдующимъ образомъ: вдоль опорныхъ стенъ, въ ихъ нижней части, на обезе фундамента или этажа, если сводъ не надъ подваломъ или первымъ этажомъ, располагаютъ горизонтальные брусья; таюе же брусья укладываются и въ средине пролета. Затемъ, на разстоянш отъ 0,5 до 1,0 саж. другъ отъ
Чер. 333.
друга устанавливаютъ вертикальный стойки, на которыя насаживаются насадки и прикрепляются скобами (чер 333). Насадки и служатъ опорами для кружальныхъ фермъ, при чемъ подъ каждое кружало, какъ въ кон-цахъ, такъ и посредине, подкладываются клинья, назначеше коимъ: во-первыхъ, дать возможность достигнуть правильной установки кружалъ такъ, чтобы шелыга была совершенно горизонтальна или съ неболыпимъ уклономъ, если это требуется по проекту; во-вторыхъ, чтобы достигнуть
233
постепеннаго, равномернаго, безъ сотрясешй раскружаливашя, т.-е. сняпя кружалъ.
Кружальное ребро, при пролете въ 3 саж., какъ мы видимъ на черт., подпирается въ 2-хъ точкахъ подкосами и вертикальной стойкой въ вершине. По длине свода все три ряда вертикальныхъ стоекъ, расположен-ныхъ ниже пятъ свода, для большей ихъ неподвижности расшиваются досками и схватками, какъ и показано на чертеже 331 и 332.
Висячая система кружала, показанная на черт. 334, состоитъ изъ такихъ же реберъ, стянутыхъ затяжкой и приведенныхъ въ неизменяемую связь 5-ю рад1альными подкосами и общей горизонтальной схваткой. Кроме сего въ продольномъ направлены все кружальныя ребра расшиваются досками или схватками.
На черт. зз5 представлено кружальное ребро висячей системы, укрепленное затяжкой,’двумя подкосами и тремя парами схватокъ, расположен-ныхъ по направлешю рад!усовъ. Конструкщя имеетъ видъ шпренгеля. Въ продольномъ направлены кружала связаны двумя брусками и наклонными схватками. Такая система, повидимому представляется вполне неизменной.
Висяч1я кружальныя фермы располагаются своими концами на продольные брусья, насаженные на вертикальный стойки, поставленный у стенъ перекрываемаго пространства. Для правильнаго раскружаливашя подъ нихъ подкладываютъ клинья (чер. 333), подбивая которые, мы заставляемъ кружала постепенно опускаться. Еще лучше для медленнаго и спокойнаго раскружаливашя употреблять железныя песчанныя коробки (чер. 336), состояния изъ железнаго цилиндра, въ который свободно входитъ деревянная пробка, стянутая внизу железнымъ бугелемъ, а вверху снабженная металлической накладкой, на которую и устанавливается конецъ кружальной фермы. Близъ дна цилиндра имеются узктя отверспя, заткну-тыя деревянными пробками. Раскружаливаше производится автоматически; стоитъ только, когда наступаетъ время раскружаливашя, открыть деревян-
234
ныя пробки; тогда песокъ, давимый грузомъ кружалъ, начинаетъ медленно вытекать и дальнейшее раскружаливаше не требуетъ никакого ухода.
ЗамЪтимъ, что песокъ, для этой цЪли употребляемый, долженъ быть совершенно сухой и мелкозернистый и плотно Ч набитъ въ металлическую коробку.
ер‘ ’ Но какъ бы тщательно ни были сделаны и
установлены кружала, все же нельзя избегнуть
некоторой ихъ осадки, которая является въ зависимости не только отъ толщины деревянныхъ частей и правильности работы, но и отъ ч • самой формы свода. Приблизительно можно при-
А gLTi wa нять, что при работе средняго качества кру-
жала даютъ осадку равную
“ X = 0,02 (D — А),
где D—отверспе свода, a h—подъемъ.
Но кроме осадки на кружалахъ сводъ даетъ осадку на швахъ, которая должна иметь место еще до полнаго раскружаливашя свода, такъ какъ швы должны быть сжаты до ихъ окончательна™ затвердевашя, этимъ увеличивается ихъ сопротивлеше. При вычерчиваши кривой, ограничивающей кружальныя ребра, подъемъ ея увеличиваютъ на величину осадки свода (около 0,005 Z), и откладываютъ этотъ запасъ на ординатахъ кривой, постоянно уменьшая его отъ вершины къ пятамъ до о, такъ какъ величина осадки постепенно уменьшается къ пятамъ. Для уменьшешя осадки свода надо при производстве кладки швы делать строго нормальными къ кривой направляющей; заполнять ихъ совершенно растворомъ, чтобы не оставлять пустотъ и прилаживать камни другъ къ другу какъ можно плотней. Въ этомъ случае цементные растворы имеютъ огромныя преимущества сравнительно съ известковымъ, въ особенности для кирпичныхъ сводовъ, которые, будучи сложены на цементномъ растворе, затвердеваютъ въ одну монолитную массу и тогда уже не производятъ распора на стены.
Что касается вообще осадки свода, то таковая можетъ быть безопасная (неминуемая вследъ за раскружаливашемъ) и вредная для устойчивости; последняя отличается отъ первой большей величиной раскрыта швовъ (трещинами) и большею степенью искажешя самой формы свода. При обнаружены такой осадки своды должны быть разобраны и сложены вновь, даже въ томъ случае, если бы они и сохранили равнове-cie по сняты кружалъ, ибо разрушеше такого свода можетъ произойти отъ временной или дополнительной нагрузки.
Величина осадки сводовъ увеличивается вместе съ увеличешемъ пролета свода и уменьшешемъ его подъема. Равнымъ образомъ осадка зависитъ и отъ качества раствора и тщательности работы и т. п. условы, ко-торыя трудно предвидеть, поэтому у насъ вообще нетъ определенныхъ данныхъ по этому вопросу. Приблизительно можно принять за величину осадки на каждую сажень пролета отъ 0,002 до 0,005 саж.
Вредная осадка сводовъ съ изменешемъ даже его формы можетъ об
235
наружиться и при несвоевременномъ раскружаливаши, поэтому весьма важно определить срокъ этого раскруживашя, которое во всякомъ случае не должно быть тотчасъ же по окончанш кладки и введешя замковаго ряда. Смотря по роду раствора, будетъ ли онъ обыкновенный известковый, це-мяночный, изъ гидравлической извести, романскаго или портландскаго цемента, необходимо дать своду некоторое время выстояться на кружалахъ. Исключеше можетъ быть сделано лишь для сводовъ изъ крупныхъ тесо-выхъ камней, для которыхъ растворъ имеетъ значеше лишь какъ матерь алъ, заполняющей промежутки между камнями.
Если сводъ кирпичный и сложенъ на известковомъ растворе, то рас-кружаливаше производится въ два npieMa: первоначально, черезъ несколько дней после его возведешя, кружала ослабляютъ на1 клиньяхъ, т.-е. ихъ несколько опускаютъ и сводъ даетъ осадку на швахъ, которые сжимаются, но не выдавливаются, а затемъ не ранее какъ черезъ 6 месяцевъ роня-ютъ кружала. Если же сводъ возводится на цементномъ растворе, то рас-кружаливаше можетъ быть допущено черезъ 28 дней. Вообще надо заметить, что для кладки кирпичныхъ сводовъ известковый растворъ почти не употребляется въ виду техъ удобствъ, которыя даетъ растворъ портландскаго цемента, превращающий весь сводъ въ монолитную массу и этимъ доводящш растворъ до минимума.
§ 18.
Краткое изложение теор!и сводовъ. Прежде чЬмъ переходить къ изу-чешю конструкщй наиболее употребительныхъ сводовъ и сводчатыхъ покры-тШ, разсмотримъ распределеше усилш, развивающихся въ своде подъ дей-ств!емъ его собственной тяжести, временной и постоянной нагрузки на немъ расположенной. Для этого возьмемъ правильный цилиндрическш сводъ, какъ наиболее типичный, состояний изъ тесанныхъ клиновидныхъ камней, ничемъ другъ съ другомъ не связанныхъ и находящихся въ равновесш только благодаря ихъ форме и взаимному расположена. При кладке сводовъ изъ большихъ камней такъ оно и есть. Картина меняется лишь въ томъ случае, если матер!аломъ для сводовъ служитъ обыкновенный кирпичъ, который имеетъ форму не клина, а параллелепипеда, поэтому и со-прягаюшде швы получаются значительной и неравномерной, по своей длине, толщины и необходимо требуютъ заполнешя растворомъ. Назначеше раствора въ этомъ случае, кроме заполнешя промежутковъ, заключается въ сглаживаши неровностей, на поверхности сопрягающихъ плоскостей, а после затвердевашя, въ передаче давлешя отъ одного камня къ другому. Это относится ко всякаго рода раствору, какъ известковому, такъ и цементному. Растворъ цементный несомненно будетъ служить и сцепляющимъ веществомъ, способнымъ, какъ уже было сказано выше, сплотить всю кладку въ одну монолитную массу, превративъ сводъ въ криволинейную балку, но въ виду изменяемости его состава и трудности контроля при производстве работъ, это сцеплеше, при расчете кирпичныхъ сводовъ, даже не принимается во внимаше и сводъ разсматривается какъ бы ело-
236
женнымъ насухо, но состоящемъ изъ клиновидныхъ камней, благодаря заполнена его сопрягающихъ швовъ растворомъ.
Паукеръ, по поводу вл!ян1я раствора при кладке сводовъ, говоритъ, что „это вл!яше на прочность и устойчивость сводовъ, даже при употреблены цементовъ, не такъ надежно, чтобы на него вообще можно было разсчитывать, во всякомъ случай, въ первое время. Сила связи раствора зависитъ не только отъ качества матер!ала и самаго раствора, но еще отъ многихъ обстоятельствъ, степень вл!яьпя которыхъ весьма трудно оценить, и едва ли возможно ввести въ вычислешя. Сила связи раствора зависитъ отъ густоты его и тщательности его смЪшешя, отъ давлешя, которому онъ подверженъ, отъ степени сухости и отвердЪшя во время снят!я кружалъ, когда отъ осадки свода частицы раствора перемещаются. Эта связь часто вовсе не существуетъ въ сводахъ, построенныхъ изъ камней, сильно втяги-ваюшихъ сырость, если при кладке въ сухую погоду камни были пыльны или недостаточно смочены водой. Она, наконецъ, легко можетъ уничтожиться отъ случайныхъ сильныхъ сотрясены при осадке или впоследствш, и именно въ слабейшихъ частяхъ свода, где сохранеше связи было бы более всего полезно
Итакъ, предположимъ, что мы имеемъ правильный цилиндрическш сводъ, несупцй некоторую постоянную нагрузку, симметрично на немъ расположенную. Разсматривая часть этого свода, мы видимъ (черт. 337), что каждый камень его передаетъ давлеше на два соседше камня, распределяя это давлеше по всей поверхности соприкасашя. Но это давлеше
можно себе представить и сосредоточеннымъ, въ виде равнодействующей,
которая имеетъ известную величину, направлеше и точку приложешя.
Кроме двухъ боковыхъ силъ Й и
Чер. 337.
JET1, действующихъ на камень а отъ сосед-нихъ камней, онъ подвергается действпо еще двухъ силъ Р и Р1, т.-е. собственному весу камня и той нагрузки, которая на немъ расположена. Усил1е, передающееся въ своде отъ одного камня соседнему (черт. 337), наприм., отъ камня а камню с, слагаются изъ собственнаго веса этого камня, груза, на немъ лежащаго, и изъ такового же груза и веса предшествовавшаго камня 6. Если мы, слагая действующая на камень усил!я въ равнодействующая (см. чер. 306 стр. 221), будемъ передавать ихъ отъ камня камню, начиная съ вершины свода и продол-
жая каждую наклонную равнодействующую до пересечешя съ вертикальными лишями грузовыхъ силъ, проходящими черезъ центръ тяжести камней, то мы получимъ ломанную лишю, которая изобразитъ веревочный много-
угольникъ этихъ силъ такъ наз. лин!ю давлешя въ своде. Точки пересечешя этого многоугольника съ сопрягающими швами назы-
ваются опорными точками или точками приложешя равнодейству-
237
ющихъ сжимающихъ усилш. Если эти точки соединить одной плавной кривой, то мы получимъ опорную лин!ю. Такимъ образомъ являются две лиши: кривая давлешя и опорная кривая; обе эти кривыя мало другъ отъ друга отличаются и могутъ настолько приближаться одна къ другой, что образуютъ одну общую кривую; поэтому обыкновенно ограничиваются построешемъ одной кривой давлешя.
Опорныя точки есть точки приложешя равнодЪйствующихъ давлешя на боковую поверхность каждаго камня. Это давлеше не должно превосходить прочное сопротивлеше камня на сжапе, при чемъ, такъ какъ опорная точка можетъ располагаться и не въ средине сопрягающей плоскости, а ближе къ внешнему или внутреннему ребру камня, то сжапе можетъ быть неравномерное и вызываемый имъ напряжешя матер!ала определяются на основашй законовъ неравномернаго сжапя телъ. Уже разсматривая неравномерное сжапе фундаментовъ, мы видели, что чемъ ближе проходить точка приложешя равнодействующей къ тому или другому краю фундамента, а въ данномъ случае лишя давлешя къ внутренней или внешней поверхности свода, темъ большему сжапю подвергаются ребра камней, выходяшдя на эти поверхности, тогда какъ въ то же время на противопо-ложныхъ ребрахъ напряжеше на сжапе можетъ доходить до о или же быть отрицательнымъ, т.-е. действовать на растяжеше. Иначе говоря тамъ, где кривая давлешя соприкасается или близко проходитъ къ внутренней или внешней поверхности свода—тамъ присходитъ сжапе, а въ местахъ, где эта кривая удаляется, можетъ иметь место растяжеше, т.-е. раскрыпе шва. Такъ, если сводъ возвышенный (черт. 338), то при его разрушеши,
Чер. 558.
Чер. 539.
кривая давлешя приближается къ внешней точке шва перелома, который и раскрывается во внутрь. Если же кривая направляющая полукругъ (чер. 339), то, наоборотъ, при самомъ невыгодномъ случае расположены кривой давлешя, шовъ перелома долженъ раскрыться въ наружу, что и подтверждается наблюдешями надъ разрушешемъ сводовъ. Части свода въ швахъ
238
перелома, т.-е. по лишямъ аЪ и ей, будутъ подвержены сжапю, а не перелому, только въ томъ случае, если кривая давлешя не выходитъ изъ пре-д'Ьловъ толщины свода; въ противномъ случае будетъ переломъ. Если все камни свода подвержены только сжапю (что и должно быть), то сводъ разрушается отъ раздавливашя камней, очевидно при условш, если давящая сила превосходитъ сопротивлеше матер!ала. Если же кривая давлешя выходитъ изъ пред'Ьловъ толщины свода, то онъ разрушается отъ п е-р е л о м а, при чемъ въ поперечномъ сЪчеши свода или арки, въ одномъ изъ реберъ, верхнемъ или нижнемъ, появляется растягивающее усил!е, которому камни и растворъ сопротивляются въ 10—15 Разъ меньше, чЪмъ сжапю, поэтому такая конструкщя должна быть признана опасной и допускаемой быть не можетъ. ЧЪмъ ближе кривая давлешя проходитъ къ средине камней, тЪмъ равном'Ьрн'Ье распределяется сжапе и, наоборотъ, если точка приложешя равнодействующей сжимаюшихъ усилш располагается у самаго края, т.-е. кривая давлешя касается внешней или внутренней поверхности свода, то все давлеше сосредоточивается на этомъ ребре, и если это ребро представить себе въ виде математической лиши безконечно малой ширины, то и давлеше на это ребро будетъ безконечно большое.
Расположеше кривой давлешя будетъ зависеть вообще отъ выбора точки приложен!я распора И въ швахъ замковаго ряда. Наибольшему по величине, распору будетъ соответствовать точка приложешя, взятая въ самой нижней части этого ряда; наименьший же распоръ получается, когда эта точка, какъ начальная кривой давлешя, берется въ наивысшей части того же ряда. Въ последнемъ случае для цилиндрическаго свода (чер. 339) кривая давлешя пересекаетъ шовъ перелома, почти касаясь внутренней поверхности свода, а следовательно сжимающее усил!е будетъ распределяться по поверхности, сопрягающей плоскости шва перелома, не равномерно и сосредоточиваться на внутренней его точке. При такихъ усло-в!яхъ сводъ можетъ разрушиться, т. к. действующее на край шва перелома усил!е (чер. 339) стремится не только сжать матер!алъ свода, но и опрокинуть или сдвинуть его нижнюю часть въ наружу.
Если же принять наиболышй распоръ, предполагая направлеше его въ замковомъ ряду, въ виде касательной лиши къ кривой направляющей, то кривая давлешя въ швахъ перелома будетъ соприкасаться съ наружной поверхностью свода.
Что касается положешя швовъ перелома, товъ этомъ отношенш целый рядъ наблюденш надъ разрушешемъ существующихъ сводовъ и опытовъ надъ моделями показываетъ, что шовъ перелома, раскрывается ли онъ въ наружу или внутрь (чер. 338 и 339), смотря по форме кривой направляющей, во всякомъ случае проходитъ черезъ толщину свода приблизительно по направлешю рад!уса, наклоненнаго подъ угломъ 30—350 къ горизонту (лиши аЪ и de, чер. 339).
Поэтому вследств!е черезмернаго давлешя на края камней въ швахъ перелома и въ вершине сводовъ, будетъ ли то цилиндрическш или возвышенный, во всякомъ случае сводъ распадается на четыре части (чер. 338 и 339), имея точки вращешя въ швахъ перелома, въ пятахъ и въ замковомъ шве.
239
Плосюе своды распадаются при разрушеши не на четыре, а только на две части, что видно изъ чер. 347.
Нижеследующая таблица указываетъ, насколько увеличивается давлеше р на ребро сопрягающей площади по M-fep-fe удалешя равнодействующей D сжимающихъ силъ отъ средины камня или, что то же, по мере при-ближешя ея къ внешнему краю его.
Величины, выраженный въ таблице, определены графически на черте жахъ К, L, М и N, въ которыхъ d представляетъ сжимающее усюпе на единицу поверхности камня при равномерномъ распределен^ давлешя, въ томъ случае если равнодействующая D этого давлешя проходить черезъ средину сопрягающаго шва Ъ.
Следовательно, взявъ элементъ свода длиною юо см., мы имеемъ:
й.юо
Таблица XVIII.
Г^зстояше т силы D отъ наружнаго ребра е. Давлеше р на ребро Разстояше п отъ ребра f до линш начала сжат!я.
наружное е внутрен. f
72 Ъ d \ d 1 С - поверхности.
Чъ Ъ 2 d 0 0
7* Ъ — 7« ъ
Чь Ъ 4 d — % ъ
При т — о, р = со, п=Ъ.
Примерь. Какой величины можетъ быть допущена равнодействующая D, при условш не превосходить 8 кг. давлешя на единицу поверхности, если точка приложешя этой равнодействующей отстоитъ отъ наруж-наго ребра на - Ъ, при чемъ длина сопрягающаго шва 6 = 50 см.?
240
Такъ какъ разстояше п, на протяженш котораго нЪтъ никакого сжапя, = Ъ, то площадь, подверженная давлешю, принимая длину элемента свода въ too см., выразится == ^50— —100=3750 кв. см. Поэтому для того, чтобы давлеше на единицу поверхности камня не превосходило коэффищента прочнаго сопротивлешя его на сжапе, т.-е. 8 кг. на кв. см.
8
375° Z27 = 11250 кг. /з
Въ виду изложеннаго необходимо для достижешя возможно большей устойчивости свода придавать ему такую толщину въ поперечномъ раз-р'ЬзЪ, чтобы кривая давлешя не выходила изъ пределовъ средней трети лиши Ъ.
Въ общемъ признается вполшЬ обезпечивак5щимъ устойчивость поло-жеше и форма кривой давления въ аркахтг или сводахъ различныхъ подъемовъ и формъ, которое определяется путемъ слЪдующаго построешя.
При лучковой или плоской кривой направляющей (чер. 340) задаютъ приблизительно или на основашй эмпирическихъ данныхъ (которыя будутъ приведены ниже) толщину свода d, описываютъ среднюю концентрическую
1 . (Р
кривую (пунктирная лишя) и на разстоянш, равномъ 73 —, отъ этой ли-Р
ши вверхъ намЪчаютъ точку приложешя горизонтальна™ усил!я или
Чер. 541.
Чер. 340.
распора. ЗатЪмъ на разстоянш 3/3 полупролета I отъ средины свода про-водятъ вертикальную лишю, продолжая ее до пересЪчешя со средней кривой въ (.) К. Кривая проведена черезъ точки К и, продолжая ее до пере-сЪчешя съ плоскостью пятъ свода, опредЪляютъ наивыгоднЪйшее поло-жеше кривой давлешя въ пред'Ьлахъ полосы средней трети поперечнаго сЪчешя свода *).
*) Wander ley. Die konstruktionen in Stein. Стр. 792.
241
При очень плоскихъ кривыхъ направляющихъ свода или арки, близко подходящихъ къ форме перемычки, кривая давлешя можетъ легко выходить изъ средней трети толщины свода и приближаться къ самому внутреннему краю пятъ, поэтому необходимо въ подобныхъ случаяхъ назначать такую кривую давлешя, которой конечный точки располагались бы въ средине толщины' свода, какъ въ замковомъ шве, такъ и на лиши пятъ. При увеличеши распора свода Н точка будетъ повышаться, а — понижаться, т.-е. кривая давлешя будетъ становиться более пологой, поэтому, для того чтобы въ подобныхъ сводахъ вызвать болышй распоръ, его необходимо какъ можно плотнее замыкать замковымъ рядомъ камней. Въ полныхъ цилиндрическихъ сводахъ (чер. 341) для начерташя кривой давлешя могутъ служить точки £0 и £, изъ которыхъ первая есть наивысшая точка въ средней трети толщины свода въ замке, вторая же—наинизшая въ той же трети по направлешю шва перелома, который въ цилиндрическихъ сводахъ помещается въ предЪлахъ угла отъ 30 до 350. Третья точка находится на лиши пятъ и определяется сама собой, при чемъ въ сильно на-груженныхъ сводахъ она можетъ выходить за пределы средней трети и этимъ увеличивать давлеше р на ребро въ 2 и даже въ 4 раза (см. таб.); что же касается до вращешя нижнихъ частей свода около наружныхъ пятовыхъ точекъ, какъ это показано на чер. 339, то этому весьма существенное препятств!е представляетъ забутка пазухъ по крайней мере на одну треть высоты свода или на половину. Кроме того, можно совершенно избегнуть вл!яшя перемещешя лиши давлешя устройствомъ выпускныхъ пятъ, т.-е. горизонтальной кладки (правая сторона черт. 341).
О значенш выпускныхъ пятъ въ аркахъ и сводахъ будетъ сказано ниже.
Чер. 342.
Вместе съ увеличешемъ или; уменьшешемъ нагрузки свода можетъ изменяться положеше и форма кривой давлешя въ пределахъ средней трети толщины свода (чер. 342). Такимъ образомъ можно допустить множество различныхъ формъ кривыхъ давлешя, изъ коихъ практическое значение имеютъ только две, а именно: при наименьшемъ понижены ея вершины (чер. 342), что соответствуетъ и меньшему распору и при наиболь-шемъ понижены, что соответствуетъ и наибольшему распору при одинаковой нагрузке.
Что касается швовъ перелома, то они очевидно будутъ находиться тамъ, где кривая давлешя доходитъ или касается предела средней трети
16
242
толщины свода; тамъ должны прежде всего проявляться признаки разру-шешя, такъ какъ здесь матер!алъ свода подвергнутъ наибольшему сжатдо и здесь же располагаются точки вращешя частей свода при его распадеши (см. чер. 339), при чемъ цилиндрическш сводъ и возвышенный (чер. 338 и 339) распадаются на 4 части, а плоскш сводъ (чер. 343) на две части. Каждый сводъ долженъ удовлетворять требовашямъ устойчивости и прочности какъ при максимальному такъ и при минимальномъ распоре; въ большинстве же случаевъ опред'Ьляютъ положеше кривой давлешя только при наибольшемъ распоре, хотя можно считать вполне достаточныму
Чер. 343.
если сводъ удовлетворяетъ и среднему положешю этой кривой, т.-е. именно такому, какое, надо полагать, чаще всего проявляется въ сво-дахъ при обыкновенныхъ услов!яхъ. Въ сводахъ, не несущихъ никакой нагрузки, или такихъ, въ которыхъ постоянная, незначительная
и равномерная нагрузка распределена симметрично по отношешю вертикальной оси, кривая давлешя можетъ проходить черезъ средины замковаго и пятоваго шва. Въ сводахъ же возвышенныхъ, которыхъ формы соответствуют кривой давлешя (напр., эллиптическихъ), эта последняя можетъ совершенно совпадать съ средней кривой направляющей.
Начерташе кривой давлешя въ своде.
Представимъ себе половину отъ цилиндрическаго свода, симметрично относительно его оси, нагруженнаго постоянной и временной нагрузкой, и разсмотримъ, какимъ внешнимъ силамъ подвергается эта половина. Очевидно, что для того, чтобы ее поддержать (чер. 344), необходимо приложить къ вершине свода по его длине рядъ горизонтальныхъ силъ Л, Л, Л..., которыя заменятъ отнятую половину. Силы эти могутъ быть выражены одной равнодействующей Н (чер. 344), называемой распором ъ, который и передается отъ камня къ камню, до самыхъ пятъ свода. Кроме того, каждый камень свода подвергается действш вертикальныхъ силъ—веса камней, временной и постоянной нагрузки, которыя въ связи съ распоромъ образуютъ рядъ равнодействующихъ. Пересекаясь другъ съ другому эти равнодействующая и составляютъ одну общую ломаную лишю, называемую л и Hi ей давле-н!я. Очевидно, что въ первомъ же камне свода вертикально направленный грузъ даетъ вместе съ горизонтально направленнымъ распоромъ Н равнодействующую, направленную наклонно къ горизонту; грузъ следую-щаго камня, сложенный съ этой равнодействующей, даетъ въ свою очередь равнодействующую еще более наклонную и т. д., до самыхъ пятъ свода, поэтому лишя давлешя получается въ виде многоугольника. Поло-
243
-жеше этой ломаной лиши будетъ зависать отъ расположешя ея начальной точки Zo, (чер. 344), точки приложешя распора Н въ вершине свода. Этихъ точекъ можетъ быть безчисленное множество по длине всей лиши d, изме-
ряющей толщину свода въ замке и для математическаго решешя, которая изъ нихъ будетъ точкой приложешя распора Н, мы пока не имеемъ точ-ныхъ данныхъ. Поэтому прибегаемъ къ даннымъ опыта. Известно, что своды оставались въ полномъ равновесы при расположены 4 лишй давлешя, а следовательно и искомой точки, въ пределахъ средней трети толщины свода, поэтому при проектированы сводовъ задаются эмпирическими размерами ихъ толщины и для начерташя кривой давлешя въ цилиндрическихъ сводахъ, для большей надежности, за точку приложешя распора принимаютъ или самую верхнюю точку лиши <7, или самую нижнюю, или же, наконецъ, среднюю, при чемъ последнее положеше даетъ наивыгоднейшую кривую давлешя, хотя сводъ будетъ достаточно проченъ и устойчивъ и въ томъ случае, если кривая давлешя не выходитъ изъ
средней трети толщины свода; разница лишь въ томъ, что при среднемъ положены опорной кривой, давлеше по всему камню распределяется равномерно и р = d (см. предшеств. таблицу XVIII); при пересечены же кривой давлешя крайнихъ точекъ средней трети, давлеше будетъ неравномерно и р — 2.d. Очевидно, что для того чтобы знать величину р для
каждаго камня, необходимо начертить и определить положеше кривой давлешя; для этого при цилиндрическихъ сводахъ, равномерно нагружен-ныхъ, поступаютъ следующимъ образомъ: берутъ половину свода (чер. 344)
и разсматриваютъ элементъ его, равный по длине i метру, какъ массивъ, состоящш изъ монолитной массы, который и разделяютъ (пунктирныя вертикали) вертикальными плоскостями на элементы, шириною отъ 30 до 50 см. (I, II, III, IV, V, VI). Такое разделеше вполне допустимо, такъ какъ
для определешя устойчивости намъ нужно знать положеше кривой давления, которая, какъ мы уже говорили, не только не должна выходить изъ пред'Ьловъ толщины свода, но даже оставаться въ пределахъ средней трети этой толщины. Кроме того, для того чтобы не было скоТьженГя"
камня по наклонной сопрягающей плоскости, необходимо соблюдеше юбщаго въ подобныхъ случаяхъ правила, т.-е. чтобы уголъ а (чер. 346) между нормальной аЪ къ поверхности камня тп и направлешемъ равнодействующей давлешя D, не превосходилъ угла трен!я *).
Въ этомъ отношены надо заметить, что хотя опытъ и показываетъ, что коэффищентъ трешя камня по камню редко бываетъ менее 0,75, что соответствуетъ углу трешя въ 370, однако въ виду того, что ко времени раскружаливашя растворъ въ швахъ свода можетъ быть такъ свежъ, что не только не затрудняетъ скольжешя, но даже ему можетъ способствовать, то обыкновенно для сводовъ уголъ трешя принимается въ 30°, что соответствуетъ коэффищенту трешя въ 0,57.
*) Доказательство отсутств!я скольжешя при такихъ услов!яхъ приведено на стр. 34 при разсмотр^ши положешя подошвы фундамента относительно направлешя дЪйствующихъ на нее усил!й.
16*
244
Очевидно, что при употреблеши раствора изъ портландъ-цемента опасность скольжешя доводится до минимума, такъ какъ растворъ этотъ черезъ 28 дней совершенно затвердЪваетъ; что же касается известковаго раствора, то посл-fe з атвер д’Ьвашя его уголъ трешя принимается отъ 40 до 6о°.
Въ смыслЪ сопротивлешя камней скольжешю, наиболее благопр!ятнымъ. услов!емъ является расположеше кривой давлешя параллельно (концен-трично) кривой направляющей свода, такъ какъ сопрягаюпце швы распо-
Чер. 345.
Чер. 344-
<3
С
%
__г__
Многоугольнике силъ.
веревочный многоуголъникъ.
5
лакаются нормально къ этой кривой. Впрочемъ, если лишя< давлешя не выходитъ изъ средней трети свода, то она вообше мало отклоняется отъ направ-лешя внутренней, концентричной кривой свода; поэтому углы между нормалями къ сопрягающимъ поверхностямъ и на-правлешями, дЪйствующихъ на эти плоскости усилш, всегда-бываютъ очень .малы и во всякомъ случае менЪе 30°. Все эти соображешя, главнымъ образомъ, относятся къ сводамъ изъ болыпихъ»
правильно отесанныхъ камней, для которыхъ растворъ не играетъ почти никакой роли.
Построеше кривой давлешя даетъ возможность для каждаго камня определить не только направлен! е, но и величину и точку приложешя сжимающаго усил!я, которое не дд^кно превосходить» коэффищента прочнаго сопротивлешя этого матер!ала на сжайе.
Итакъ, разделивъ весь сводъ или его половину (чер. 344) наравныя части, черезъ средины этихъ частей, т.-е. черезъ ихъ центры тяжести, проводятъ вертикальный лиши грузовъ камней вмЪстЪ съ постоянной и временной нагрузкой. Въ гражданскихъ здашяхъ постоянная нагрузка заключается въ щебне, песке или тощемъ бетоне, которыми заполняютъ пазухи, выравниваютъ верхнюю поверхность сводовъ и которыхъ весъ
245
почти равенъ весу кирпичной кладки, т.-е. 1600 кг. i куб. метръ; поэтому объемъ свода вместе съ расположенной на немъ постоянной нагрузкой принимается за одинъ массивъ. Равнымъ образомъ и временная нагрузка для упрощешя графическаго рЪшешя вопроса приводится къ объему той же плотности. Такъ, напримеръ, положимъ, что на каждый квадратный метръ поверхности свода распределяется 300 кг. временной нагрузки. Слой кирпичной кладки вЪсомъ въ 300 кг., распределенный на площади I кв. метра = J6^’===o>19 м- Такое приведете всего груза, действующаго на сводъ, къ объемамъ одинаковой плотности, даетъ возможность определять действуюшдя усил!я объемами, принимая для измерешя этихъ объемовъ особый масштабъ. Затемъ, согласно общимъ пр!емамъ
графической статики, принявъ какой-нибудь масштабъ Чер. 346. для грузовъ (напр., въ 2 см. юоо кг.), чертятъ мно-гоугольникъ силъ, который въ данномъ случае (чер. 345) /
будетъ состоять изъ горизонтальной лиши (распора JZ), /
пока еще неопределенной величины, и вертикильной * /
прямой = состоящей изъ суммы всехъ вертикаль- /
но действующихъ усилш на каждый элементъ свода, / t
т.-е. 21н-£2 + 53 + #4.... Затемъ, на лиши JET берутъ про- /
извольно полюсъ о и проводятъ къ нему отъ конца / у каждой изъ этихъ силъ лучи (пунктирныя лиши) I, 2, / г /
3, 4 и т. д., после чего строятъ первый веревоч- <v / ный многоугольникъ, располагая его подъ или
надъ разрезомъ свода, проводя линш iaf 2af за и т. д. параллельно лучамъ I, 2, з и т. д. до пересечешя съ направлешемъ силъз2, д3.... Продолжая направлеше крайнихъ двухъ силъ та и г]а до пересечешя ихъ въ /S^ мы полу-чаемъ точку, черезъ которую должна пройти равнодействующая 1силъ въ виде вертикальной лиши Q. Далее, принимая точки и Zr за^начало и конецъ лиши давлешя, проводимъ черезъ первую точку горизонтальную лишю распора Н (чер. 344) до пересечешя съ направлешемъ равнодействующей Q въ точке/? и соединяемъ эту точку съ точкою что даетъ намъ направлеше второй слагающей К и вместе съ темъ возможность определить величины какъ горизонтальнаго распора И, такъ и силы К, действующей на плоскость пятъ, путемъ обратнаго построешя, а именно: проведя черезъ точку Ct многоугольника силъ (чёр. 345) лишю параллельную 'Zt8 до пересечешя съ продолжешемъ лиши а О, мы получимъ второй полюсъ С, отъ котораго и проводимъ лучи т', 2', 3', 4'....; каждый изъ этихъ лучей, какъ это видно изъ чертежа, выражаетъ по величине и направлешю равнодействующую двухъ силъ, а именно: лучъ 2х-й есть равнодействующая силъ: Ли^; лучъ Згй—силъ 2гй и и т. д. Последшй лучъ 7П самый длинный или лишя есть равнодействующая силы 6гй и или, что все равно, силъ Л и Q и равна усилдо К, передающемуся на опоры и вызывающее равную этой силе реакщю опоръ R. Такимъ образомъ построеше второго .многоугольника силъ даетъ намъ направлеше и величину усилш действую-
246
щихъ на каждый камень свода въ отдельности. Точки приложешя этихъ. усилш найдутся построешемъ второго веревочнаго многоугольника силъ въ толщинЪ самаго свода, проведя параллельный лучамъ 2ь зь 41 и т. д., до пересЪчешя ихъ съ направлешемъ вертикальныхъ силъ & 2з““2в* Полученный многоугольникъ и есть л и н i я давлен!я. Сила И выражаетъ по величине и направлешю распоръ свода, а К есть равнодействующая слагающихъ Н и Q (черт. 345) и, какъ гипотенуза прямоугольнаго трехугольника сась К= j/
Изъ описаннаго построешя ясно, что положеше кривой давлешя бу
детъ въ зависимости отъ произвольно взятыхъ начальныхъ ея точекъ Zo и
Точки гтг и т. д. суть точки приложешя равнодействующихъ давлешя и, на основаши вышеприведенныхъ законовъ неравномернаго сжапя тЪлъ, должны находиться въ пределахъ средней трети поперечнаго сечешя свода, въ противномъ случае давлеше на некоторый части сопрягающихъ плоскостей будетъ черезмерное и сводъ можетъ разрушиться; следовательно, если существующш сводъ не разрушается, то только потому, что означенныя точки приложешя не выходятъ изъ пределовъ средней трети, что делаетъ его устойчивымъ и прочнымъ.
Такъ какъ по мере приближешя къ пятамъ давлеше на камни свода увеличивается, то площади этихъ камней должны соответственно уширяться, чтобы давлеше на единицу поверх-
ности сопрягающихъ плоскостей оставалось постояннымъ. Если мы (черт. 347) черезъ г назовемъ вообще величины угловъ между вертикальной лишей и направлешемъ швовъ^ то это требоваше будетъ соблюдено, если
cos. г
При этомъ получается постепенное утол-щеше къ пятамъ, такъ какъ уголъ г постепенно увеличивается, а сл'Ьдов. cos. его уменьшается.
Такое же утолщеше къ пятамъ получается и путемъ слЪдующаго построешя: на
J продолжены рад!уса кривой направляющей 1 t свода (чер. 347) откладываютъ величину ttif равную половинЪ рад!уса и изъ точки какъ изъ центра, рад!усомъ stx очерчиваютъ кривую, которая и даетъ утолщеше къ пятамъ.
Изъ наблюдаемыхъ деформащй сводовъ во время ихъ разрушешя, какъ это изображено на чертежахъ 339, 340 и 343 видно, что въ сводахъ полу-циркульныхъ (чер. 340) и пологихъ (чер. 343), соответственно перемЪщешя
247
кривой давлешя, точка Zo приложешя распора (горизонтальнаго усил!я) въ вершине свода должна быть взята въ верхней трети замковаго камня; въ сводахъ же возвышенныхъ (черт. 339) эта точка должна быть взята въ нижней трети.
§ 19.
Толщина свода въ замке. При проектироваши сводовъ, ихъ размеры, т.-е. главнымъ образомъ толщина въ замке, определяется на основашй эмпирическихъ данныхъ.
Такъ, Рондле для сводовъ изъ тесоваго камня даетъ таблицу, которой по большей части и пользуются при определены замковой толщины сводовъ при пролетахъ отъ i до 40 метровъ. При этомъ онъ разделяетъ своды на з категорш: i) своды сильно нагруженные, какъ, напримеръ, мостовые, 2) средше, которые выдерживаютъ покрьте этажа при обыкновенной временной нагрузке жилыхъ строенш (около 150 кг. на кв. м.) и 3) лете, т.-е. таюе, которые несутъ только свой собственный весъ.
Таблица эта выражена въ парижскихъ футахъ и составлена следую-щимъ образомъ: для мостовыхъ сводовъ i-й категорш толщина въ замке
принята = — пролета-)-1 футъ, для среднихъ сводовъ—половина отъ этой 24
величины и для легкихъ — четверть той же величины. При этомъ Рондле предполагаетъ тесаный камень средней твердости и толщину въ пятахъ вдвое больше толщины въ замке. Далее, для обыкновенныхъ кирпичныхъ сводовъ тотъ же ученый предлагаетъ для полукруглыхъ сводовъ при средней ихъ нагрузке (въ обыкновенныхъ гражданскихъ сооружешяхъ) тол-
¥ I .
щину свода въ замке = около -5 отверстхя, въ томъ предположены, что 46
сводъ забученъ до швовъ перелома и имеетъ въ этихъ швахъ толщину въ х1/^ раза большую, чемъ въ ключе. На этомъ основашй на практике
придерживаются правила: на каждую сажень отверст!я свода полагать I вершокъ на толщину въ замке. Толщина эта во всякомъ случае не делается менее 3 вершковъ, т.-е. 72 кирпича, и вообще все размеры кирпичныхъ сводовъ делаются кратными съ измерешемъ кирпича.
Забутка пазухъ свода (о чемъ будетъ сказано ниже) имеетъ огромное влхяше на его устойчивость, поэтому Рондле определяетъ толщину кирпичныхъ полукруглыхъ сводовъ въ замке въ зависимости отъ величины этой забутки. Такъ, i) когда сводъ выровненъ въ шелыге горизонтально,
то толщина его въ замке должна быть пролета; 2) если забутка сде-
лана только до половины высоты свода, а далее онъ ограничивается концентрической лишей, не утолщаясь къ швамъ перелома, то толщина въ
замке
принимается =
I
З6
пролета, наконецъ, 3) когда сводъ забученъ до
половины, а далее ограниченъ кривой не концентричною, а образующей
V I
утолщенхе къ швамъ перелома—толщина въ этихъ швахъ делается — про-
248
лета, а въ замке Для крестовыхъ сводовъ съ эллипсической или кру
говой направляющей, если сводъ сложенъ изъ кирпича на цементномъ растворе и выносить только свой собственный вЪсъ, то толщина его при пролешЬ не болЪе 3-хъ саженъ принимается въ х/2 кирпича (т.-е. въ х/48 пролета); при пролетЪ 4х/2 саж. — толщина въ замке остается въ х/2 кирпича, но въ раменахъ свода, т.-е. на разстоянш х/3 отъ пятъ, его толщина должна быть въ i кирпичъ. При пролете более 4,5 саж. до 6 саж.—сводъ делается толщиною въ замке въ i кирпичъ. Если своды нагружены, то толщина ихъ соответственно увеличивается.
Крестовые, сильно нагруженные, своды, коихъ распалубки сложены изъ тесанаго камня, въ замке делаются толщиною въ х/23 пролета.
Если лишя давлешя можетъ быть вписанна въ поперечный ^разрезъ свода такъ, что она близко совпадаетъ со средней концентричной кривой, то устойчивость свода вполне обезпечена и разрушеше его можетъ последовать только отъ раздроблешя камней, его составляющихъ, подобно тому, какъ разрушается отъ тяжести каменный столбъ или стена. Но и въ томъ случае, если кривая давлешя соответствуешь не среднему, а минимальному распору (черт. 348), т.-е. когда точка Zo приложешя распора въ самой вершине замковаго шва, а лишя давлешя пересекаешь пяту въ самой пониженной точке е, и при этихъ услов!яхъ сводъ можетъ признаваться устойчи-вымъ, ибо практичесюя наблюдешя показали, что вследств!е сжимаемости и некоторой упругости каменныхъ матер!аловъ и вяжущихъ веществъ, усшпя, развиваюпцяся въ своде, после раскружаливашя его, перемещаются несколько во внутрь толщины свода, т.-е. ближе къ средней, концентричной кривой и кривая давлешя принимаетъ более пологую форму; при этомъ распоръ, очевидно, увеличивается, а вместе съ шЬмъ увеличивается и давлеше на каждую сопрягающую плоскость, изъ которыхъ наибольшему дьвлешю будетъ подвергнута плоскость пятъ. Поэтому необходимо проверить сводъ при кривой давлешя, соответствующей минимальному
249
распору, и допустить только ту величину посл'Ьдняго, которая отвЪчаетъ каменному матер!алу, изъ котораго сложенъ сводъ. Для кирпичной кладки, какъ мы уже упоминали, допускается на сжапе отъ 8 до 12 кг.
До какой величины въ кирпичныхъ сводахъ различной толщины, при невполне затвердЪвшемъ растворе, можно допускать совершенно безопасный (минимальный) распоръ, а также, каюя этому распору соответствуют величины для К (чер. 348), т.-е. давлешя на пяты, показано въ нижеследующей таблице *): х
Таблица XIX.
1 При толщин^ свода II въ замкй. | 1/2 К11РП- 1 кирп. Р/2 кирп. 2 кирп. 2*/2 кирп. |
Горизонт, распоръ Н. 320 кг. 1.400 кг. 3.300 кг. 5.900 кг. 9.400 кг.
Давлеше на пяты К. . 960 кг. 4.200 кг. 9.800 кг. 17.700 кг. 28.200 кг.
Не приступая къ вычерчивашю кривой давлешя, можно приблизительно графически определитьЫеличину минимальнаго и средняго распора Н и давлены на пяты К (черт. 348). Задавъ масштабъ для силъ, посту-
свода и центръ
приблизительно проходить черезъ
паютъ следующимъ образомъ: для определешя минимальнаго распора за точку приложешя его принимаютъ наивысшую точку замковаго шва, черезъ которую и проводятъ горизонтальную лишю распора Н до пере-сечешя въ точке £ съ направлешемъ вертикальной силы Q веса его нагрузки. Сила Q должна тяжести нагрузки и веса свода, при чемъ разстояше а измеряется отъ вертикальной поверхности опоръ. Точку $ соединяютъ съ точкою е и строятъ по известному масштабу многоугольникъ силъ, при чемъ получаютъ величину Н и К.
£[ = -%- h
Точно такъ же посту-паютъ и при определены величины JBL и Ку выбравъ точку приложешя для гори
зонтальной силы распора не въ вершине замковаго шва, а на разстоянш */з толщины свода отъ внутренней шелыги его (черт. 349) и точку пересе-чешя силы К сгь лишей пяты, на такомъ же разстоянш отъ наружной по
*) Der Gewolbebau, Max Haase. Стр. 10.
250
верхности свода. При этомъ h принимается равнымъ вертикальному раз-стояшю между точкой е, пересечения силы К съ боковой поверхностью
опорныхъ стЪнъ, и точкою приложешя распора въ вершинЪ свода.
Изъ приведеннаго для И выражешя видно, что ч^мъ больше й, тЪмъ меньше распоръ свода и наоборотъ. Поэтому плоше своды и арки
произвол ят ъ б о льш 1~й~~рА-споръ при томъ же FpTy1 зЪ сравнительно съ полуциркульными ивозвышен-н ы м и.
Такъ какъ сила К, приложенная къ точкЪ е (черт. 349), есть равнодействующая силъ Н и L7, то для определения устойчивости опоръ весьма важно определить не только минимальный распоръ, но и распоръ при более пологой кривой давлешя.
Примерь повЪрочнаго расчета кирпичнаго цилин-дрическаго свода*).
Предположимъ, что мы имЪемъ сводъ (черт. 350) пролетомъ въ 6 метр., несущш грузъ въ 480 кг. на кв. метръ. Толщина свода равномерна
безъ уширешя къ пятамъ и принята равной въ U/2 кирпича или 0,38 метр.
Полезная нагрузка, редуцированная на объемъ кладки весомъ въ 1600 кг. 1 куб.
м., выразится слоемъ толщиною:
480
1600
3=0,30
м.
Вся толщина покрьтя въ его вершине будетъ:
Толщина въ замке......................0,38 м.
Песокъ и половыя лещадки..............0,10 м.
Слой полезной нагрузки................0,30 м.
Всего . . . 0,78 м.
Разстояше а центра тяжести, половины цилиндрическаго свода (черт. 350) отъ боковой вертикальной поверхности опоры при отношены высоты подъема къ отверстие какъ 1: 2 и при загруженныхъ кладкой пазухахъ принимается равнымъ а=0,16 /8 (где >8 пролетъ, въ нашемъ случае = 6 м).
Следовательно, моментъ вращешя всей массы свода относительно точки е выразится Q X 0,16 S.
Центръ тяжести груза, лежащаго на своде и приведеннаго къ объему прямоугольной формы, располагается на разстоянш = половине полупролета; поэтому моментъ вращешя груза G- относительно той же точки е равенъ 6гХ0,25 S.
') Примеры взяты изъ книжки Max. Haase „Der Gewolbebou“.
251
При подъемЬ свода, равномъ V2 Ф вертикальное разстояше Л точки е отъ точки приложешя распора равняется 0,4 X 8 *) поэтому на основаши предшествовавшаго п_ $Х0,16 S+ С?X0,25 5
“ 0,4 6’
Q = (з,32 X 3,0 — 13’144Х 32) X 1,6 = 4,63 ton.
Следовательно,
G = (0,78 — 0,32) 3X1,6 = 2,21 ton.
4,63 .0,16X6±2,21 Х_0^.-6=з,23 #« = 3230 кд
Согласно предшествовавшей таблицы XIX (стр.г249)., при толщине свода въ 0,38 м. или IV2 кирпича, горизонтальный распоръ можно допустить въ 3300 кг., следовательно принятые размеры въ этомъ отношены достаточны. ________
Величина давлешя на пяты выводится изъ формулы: + ф2, т.-е. въ данномъ
случае
К= i/H* + (Q+ ^)2=/3,232+(4,63+ 2,21) = 7560 кг.
А такъ какъ, согласно той же таблицы, величина К не должна превосходить 9800 кг., то следовательно въ этомъ отношены сводъ имеетъ значительный запасъ.
Другой примеръ. Данъ плосшй
кирпичный сводъ (чер. 350а) съ забуткой «.
пазухъ тощимъ бетономъ. ^ер* 550а-
Пролетъ $=3,0 м., подъемъ ^=0,40 м.
Толщина въ рамке=0,25 м. (1 кирпичъ).
„ „ пятахъ=0,25 м.
На своде расположенъ грузъ временный или постоянный въ 320 кг. на кв. м. перекрываемаго пространства. Весь куб. м. кладки = 1,6 t. Приводя нагрузку свода къ объему кирпичной кладки, получаемъ толщину для слоя, равную
А вся толщина d=0,25+0,05+ 0,20= 0,5 м. **).
Здесь 0,05—толщина цементнаго пола и подготовки подъ полъ.
Вертикальное разстояше лиши редуцированной нагрузки отъ начальной точки свода е равно
^о=б?+/*—0,90 м.
Задаваясь точкой приложешя распора Н въ вершине замковаго шва, величина 7г=0,40+0,25=0,65 м.
Чтобы упростить определеше площадей, можно принять направляющую кривую
>8 свода за параболу, ограждающую площадь съ основашемъ = и высотою /• пло-
щадь эта выразится = -а-Х-ъ~ Л
о 2
*) Согласно: Ungewitter, Gothische Constructionen.
**) На чер. 350а размеръ редуцированной нагрузки вписанъ не верно: вместо 0,20 написано 0,25.
252
Разстояше а' центра тяжести э«'ой параболической площади отъ точки е равно 3 S
Размеры всей прямоугольной площади: Э с
безъ вычита параболической площади — й°-|- =0,9X 1,5 = 1,35 кв. м.,
2 S 9
а за вычетомъ параболической = -y—f=^- х 1,5 X 0,4 =0,40 кв. м. с 2 о
Вычитая получаемъ величину площади...........0,95 кв. м.
Отсюда, принимая эллементъ свода по длинЪ равнымъ 1 м. получимъ вЪсъ
6г° = 1,35 X 1,6 = 2,16 t вычитая (Р = о,4 X 1,6 = 0,64 t получаемъ
Равнодействующей в'Ьсъ Р = 1,52 £.
Моментъ вращешя около точки е для силы G0 равенъ
чо зо
Л/0=6г°а0= 6г°-|- = 2,16 -^ = 1,62 tm. (тоннометровъ).
м, = G'a' = G' 4- X -f- = 0,64 х о,9 = 0,58 tm. Э Zu
Моментъ вращешя Ра, равнодействующей Р, выразится разностью моментовъ Жо и Мь т.-е.
1,62 — 0,58= 1,04 tm.
Ра
Распоръ Н=—^~, а т. к. Pa=Jf=l,04, а 7* = 0,65 м., то
1 04
Я=-^-=1,6 t = 1600 кг.
0,6э
Этотъ распоръ согласно таблицы XIX превосходитъ допускаемый на 200 кг., но въ виду значительнаго запаса въ коэффищентахъ, толщина свода можетъ оставаться безъ измЪнешя. _______ _____________
Давлеше на опоры, т.-е. 'сила W=V/P2 4- Н2 = |/ 1,522 н- 1,62 = 2,2 £ = 2200 кг.
Эта величина, наоборотъ, согласно той же XIX таблицы, получается съ боль-шимъ запасомъ (на 2000 кг.). Но все же толщина въ пятахъ должна оставаться въ 1 кирпичъ.
§ 20.
Соображения, на которыхъ основана проверка устойчивости опоръ сводовъ. Опоры должны быть проверены относительно ихъ устойчивости въ смысле сопротивлешя вращательному, около наружнаго ребра, и поступательному движешю, а также на сопротивлеше ихъ сжапю подъ вл!яшемъ вертикальной нагрузки.
Что касается до погружешя опоръ въ грунтъ или ихъ осадки, то пре-дупреждеше таковой относится къ устройству фундаментовъ и въ данномъ случае не разсматривается; иначе говоря, осадка не предполагается ни на швахъ, ни отъ сжапя грунта. На опоры передается два усил!я; одно наклонное К (черт. 351), какъ равнодействующая распора и вЪса свода, а другое — 6г—вертикальное, представляющее в^съ самой опоры вместе съ грузомъ, на ней лежащимъ. Усил1е G проходитъ черезъ центръ тяжести опоры и пересекая направлеше силы К въ точке О, вмЪстЪ съ последней даетъ равнодействующую -R, продолжеше которой встречаетъ поверхность
фундамента въ точке е. Если эта точка располагается въ предЪлахъ лиши АВ — опора будетъ устойчива, хотя давлеше на единицу поверхности въ наиболее сжатомъ ребре, въ точке Л, можетъ доходить до величины
въ 4 раза большей сравнительно съ давлешемъ, равномерно распредЪлен-нымъ. Здесь точно такъ же, согласно законовъ неравномерна™ сжапя, о которыхъ уже не разъ было упомянуто, можно устойчивость опоры считать обезпеченной, если точка е отстоитъ отъ точки В не далее какъ на
2/3 Ъ. Сила при встрече съ поверхностью фундамента, разложится на две составляюшдя: на горизонтальную и вертикальную D; первая будетъ стремиться сдвинуть опору по плоскости АВ, а вторая, наоборотъ, будетъ действовать въ пользу устойчивости ея и выражаетъ давящее усил!е. Очевидно, что скольжешя опоры по плоскости АВ опасаться нетъ основашя, такъ какъ этому будетъ препятствовать сила трешя, если уголъ iek меньше угла трешя, какъ это и есть въ нашемъ случае *).
Величина х (отъ е до В) можетъ быть определена графически или выведена изъ уравнешя моментовъ вращешя силъ Z7, G и Н относительно точки е\
Ux 4- G(x — д) = Нп.
Согласно черт. 351, U обозначаетъ весъ всей половины
свода и равно Q', G—весъ опоры, вместе съ ея"нагрузкой, JT—гори
зонтальный распоръ свода, д—разстояше центра тяжести опоръ отъ внутренней поверхности ихъ, п — плечо рычага для Н или вертикальное разстояше поверхности АВ отъ точки приложешя силы Н.
Вертикальная составляющая D. силы R выразится равной D = G-\- U.
Согласно таблицы XVIII, приведенной на стр. 239, если е находится посредине между Л и В, то давлеше будетъ распределено равномерно и
на единицу поверхности оно будетъ равно-у, принимая единицу длины
фундамента; если же точка е располагается отъ А на разстоянш х/а АВГ то давлеше въ точке В будетъ о, а по направлешю къ Л оно будетъ пропорцюнально увеличиваться и достигнетъ двойной величины, т.-е. бу-
*) Коэффищентъ трёнтя камня о камень принимается — 1д» 37°.= 0,75.
детъ =• 2 -у-; если х = 3/4 6, то на протяжеши */4 ширины фундамента давлеше будетъ равно о, а по направлешю къ А увеличится въ 22/3 раза.
Предположим^ что АВ = 100 см. и сила R встрЪчаетъ плоскость фундамента въ точкЪ е, отстоящей отъ В на 3/4 Ь. Возьмемъ элементъ длины фундамента = 100 см. и предположимъ, что давлеше на 1 кв. см. не должно превосходить 8 кг., какъ это и принято для кирпичей кладки. Следовательно 10% всей площади не будетъ испытывать давлеше, поэтому I) не должно быть более У
(100100 ~^- = 22500
Забутка пазухъ и приготовлеше пятъ свода. Картина разрушешя или, скорей, распадешя цилиндрическаго свода (черт. 352), наблюдаемая на
практик^, даетъ ука-заше на то, что части свода, расположенный ниже швовъ перелома [швовъ, со-ставляющихъ съ вер-тикальной лишей уголъ около 54°], стремятся опрокинуться наружу, вслЪдств!е чего ста
новится весьма важ-
нымъ съ помощью загрузки пазухъ воспрепятствовать этому стремлешю и Т'Ьмъ сдЪлать сводъ болЪе прочнымъ. Забутка боковъ свода дЪлается по меньшей мЪр'Ь въ уровень со швами перелома; но лучше ее поднять на вышину 2/з подъема свода, чтобы болЪе высокой разгрузкой препятство-
вать и верхнимъ частямъ свода У и (черт. 352) приподниматься въ концахъ, примыкающихъ къ шву перелома. Изъ этого чертежа (352) мы видимъ, что при разрушеши цилиндрическаго свода замковый рядъ па-даетъ вовнутрь пролета, а также и верхшя части N и до швовъ перелома; нижшя же части М и отъ шва перелома до пятъ, отва
ливаются наружу.
Что касается расположешя кирпича или рядовъ камня при производ-<твЪ забутки пазухъ, то это въ зависимости отъ того, устраиваютъ ли для свода пяты внутри опорныхъ стЬнъ (лЪвая сторона черт. 353) или выпускныя (правая сторона того же чертежа), т.-е. когда сводъ частью
или до швовъ перелома выложенъ изъ горизонтальныхъ рядовъ, безъ кру-
жалъ, наблюдая правильность внутренней поверхности съ помощью осо-
<5аго деревяннаго шаблона г (черт. 353), называемаго малькой; при этомъ
Чер. 354.
пяты выступаютъ съ поверхности опорныхъ стЬнъ. Что касается перваго способа устройства пятъ, то неудобства его очевидны изъ чертежа, такъ какъ здесь грузъ опорной ссЬны, расположенной выше пятъ, передается не на всю толщину ссЬны, а лишь на площадку, шириною а Ъ, что не можетъ считаться надежными Если же таюя пяты устроены на стене или на столбЪ, служащимъ опорою для двухъ арокъ или сво-
довъ, то грузъ кладки расположенной выше пятъ (черт. 354), благодаря своей форме, дЪй-ствуетъ какъ клинъ и можетъ раздвинуть концы арокъ. Въ подобныхъ случаяхъ необходимо устройство выпускныхъ пятъ, какъ это и показано на нашемъ чертеже (35J).
Забутка пазухъ при вы-
Чер. 355-
пускныхъ пятахъ устраивает
ся или просто горизонтальными рядами, или еще лучше такъ, какъ показано на чертеже 355. Здесь какъ бы утолщается самый сводъ къ пятамъ.
/* Графичесше пр!емы для опредЪлешя толщины опоръ сводовъ. Су-ществуетъ нисколько графическихъ способовъ для приблизительнаго опре-дЪлешя толщины опоръ въ зависимости отъ отношешя подъема свода къ его отверстпо, такъ какъ съ измЪнешемъ этого отношешя, какъ мы видели выше, изменяется и величина распора, а следовательно и толщина опоры. Такъ по Рондле эта толщина для полнаго полуциркульнаго свода должна быть равна 7s пролета; Деранъ принимаетъ ее въ 7* пролета; на практик^ же обыкновенно задаются толщиной опоръ для правильнаго ци-линдрическаго свода отъ 7s ДО 7« отверсся.
Принимая во внимаше эти данныя и назначивъ размеры опоръ для правильнаго цилиндрическаго свода, можно определить толщину опоръ и для сводовъ, при томъ же пролете, но съ плоской или возвышенной кривой направляющей. Для этого на даннбмъ пролете очерчиваютъ полукругъ (черт. 356) и определяюсь толщину опоръ, какъ бы для полуциркульнаго свода, т.-е. назначаютъ лишю Л2; затемъ проводятъ хорду АВ и продолжаюсь ее до пересечешя въ (.) а съ вертикальной лишей MN, ограничивающей опору и проходящей черезъ точку 2; после чего изъ точки А, какъ изъ центра, рад!усомъ Аа очерчиваютъ 7< круга, съ помощью кото-раго определяюсь толщину опоръ для кривыхъ различныхъ подъемовъ. Такъ, для стрельчатой кривой толщина опоръ найдется, если хорду С А продолжить до пересечешя съ 7< круга въ точке Ъ, проведя черезъ которую вертикальную лишю KL, мы получаемъ искомую толщину опоры. Для
256
плоской кривой проводятъ хорду AD и продолжаютъ ее до перес^четя Vi круга въ точке с\ вертикаль PQ, проведенная черезъ эту точку, огра-ничитъ толщину (Л3) опоры соответственно данной кривой направляющей.
Способъ Дерана заключается въ слЪдующемъ (черт. 357): онъ раз-д^ляетъ внутреннюю направляющую свода на 3 равный части, проводитъ хорду аЪ и на ея продолжены отъ а откладываемъ ея величину ас] проведя
Чер. 358.
черезъ точку с вертикальную, получимъ толшину опоры. Такимъ образомъ здесь толщина опоры определяется независимо отъ таковой же пол-наго цилиндрическаго свода, какъ это принято въ предшествующемъ способе. На черт. 358 и 359 показано то же построеше для плоской и возвышенной кривыхъ.
При возведены опоръ высотою более 12' на каждый погонный футъ по высоте опоры следуетъ прибавлять отъ i до I1// по ея ширине, смотря по тому, будетъ ли сводъ легкы или нагруженный.
Все описанные способы определешя толщины опоръ относятся къ
257
тому случаю, когда оне стоятъ свободно, что въ гражданской архитектуре встречается р^дко. Въ большинстве случаевъ въ пользу устойчивости опоръ служатъ услов!я, сопровождающая конструкщю самаго здания. Такъ напримеръ, опорный стены находятся въ связи съ другими стенами, часто на нихъ расположены стены другихъ этажей и т. п., что очевидно уве-личиваетъ устойчивость опоръ, отклоняя наклонную равнодействующую R (черт. 351) и этимъ уменьшая уголъ наклонешя ея къ вертикальной лиши.
§21.
Купольный сводъ. Купольный сводъ представляетъ поверхность вращешя, видъ которой зависитъ отъ формы кривой образующей. Такъ, если кривая х/4 круга, то при вращеши ея около вертикальной оси аЪ (черт. 360)
получается сферичесюй куполъ, самая типичная и наиболее распространенная форма купольнаго свода. Здесь (черт. 360) четверть круга ей, вращаясь около вертикальной оси а&, образуетъ сферическую поверхность, при чемъ какъ начальная точка <7, такъ и каждая точка этой кривой, напр.
е, опишетъ окружность. Если кривая будетъ часть дуги круга меньше четверти окружности, то получается возвышенный или стрельчатый куполъ;
если четверть эллипса, то эллипсическш и т. д. всякомъ случае начальная лишя куполь-ъаго свода должна быть кругъ, всякая другая кривая слишкомъ усложняетъ конструкщю.
Мы разсмотримъ только с ф е р и ч е с к i й куполъ и для того, чтобы выяснить его конструкщю и перейти къ способу проверки его размеровъ, остановимся сначала на разрезке купольнаго свода, состоящаго изъ тесовыхъ камней.
На черт. 361 изображенъ сводъ въ разрезе и плане, при чемъ въ верхней части плана В представленъ горизонтальныйразрезъ купольнаго свода въ плоскости пятъ, по лиши ef (видъ купольной кладки снизу); нижняя часть плана С представляетъ видъ купола сверху; надъ
планомъ расположенъ разрезъ купола вертикальной плоскостью по лиши e'f'.
Приступая къ разрезке, прежде всего разделяютъ кривую образующую свода ghk (вертик. разрезъ) на нечетное число камней и черезъ точки делешя, по направлешю рад!усовъ изъ центра а, проводятъ лиши сопрягающихъ швовъ amd, арк и т. д. При вращеши около вертикальной оси эти лиши опишутъ коничесюя поверхности съ вершиною въ точке а. Чемъ выше расположенъ сопрягаюшдй шовъ, темъ большее отклонеше имеетъ
сопрягающая коническая поверхность отъ горизонтальной плоскости. На вертикальномъ разрезе, пересечешя этихъ коническихъ поверхностей съ поверхностью купола, выразятся прямыми лишями тп, pz и т. д., а въ плане— концентрическими кругами. Такимъ образомъ, мы получаемъ рядъ гори-
17
258
зонтальныхъ колецъ, изъ которыхъ каждое снизу и сверху ограждено коническими поверхностями, а съ боковъ—внутренней и внешней поверхностями купола. Вторая система разрезки производится вертикальными мерщцанальными плоскостями, проходящими черезъ ось купола аЪ, разделяя каждое кольцо на отдельные клиновидные камни, съ двухъ сторонъ ограниченныхъ криволинейными плоскостями, а съ четырехъ — прямолинейными. Одинъ изъ такихъ клиньевъ представ-ленъ на черт. 362. Эта вторая система разрезки даетъ, следовательно, вертикальный сопрягаюшдя плоскости швовъ и должна быть сделана съ со-блюдешемъ строгой перевязки.
Въ вершине купола помещается ключъ, который, однако, не служитъ замкомъ, какъ это мы видели въ цилиндрическихъ сводахъ; если вынуть этотъ ключъ, то сводъ не разрушится, такъ какъ каждый законченный кольцевой рядъ вполне уравновешиваетъ купольный сводъ. Поэтому мы можемъ на любой высоте сферическаго свода, замкнувъ кольцо, остановиться дальнейшимъ производствомъ работъ и снять кру-Чер. 362. жала, такъ какъ это кольцо заменяетъ замокъ. Это обстоятельство позволяетъ въ вершине купола устраивать отвер-спя произвольныхъ размеровъ, не уменьшая нисколько его устойчивости.
При разрушены купольнаго свода, такъ же какъ и ци-линдрическаго (черт. 352 стр. 254), части его, расположенный выше швовъ перелома, опрокидываются внутрь, а расположенный ниже—стремятся раздвинуться и опрокинуться наружу, при чемъ онъ разделяется на части по направлешю мерщцанальныхъ плоскостей (черт.360 стр.257);по этимъ направлешямъ и появляются передъ разрушешемъ
259
вертикальный трещины. Следовательно, разрушеше купольнаго свода подобно, въ этомъ отношеши, цилиндрическому, поэтому для его устойчивости точно такъ же полезно забучивать и загружать кладкой пазухи.
При кладке кирпичныхъ купольныхъ сводовъ соблюдаютъ тЪ же самый правила разрезки, но при этомъ растворъ играетъ существенную роль, такъ какъ камни, составляющее кольцо купола, не имеютъ клиновидной формы и швы получаются неравномерной толщины. Въ настоящее время всЪ сводчатыя покрьтя, арки и перемычки выводятся только на растворе изъ портландъ-цемента.
Купольный сводъ надъ квад-ратнымъ помещен!емъ. Для покры-пя куполомъ помещешя квадратной формы въ плане необходимо перейти отъ квадрата къ кругу; это достигается съ помощью пару-совъ, т.-е. техъ отрезковъ купольнаго свода, о которыхъ было сказано выше при разсмотреши формы паруснаго свода. На черт. 363— въ плане и въ двухъ разрезахъ— поперечномъ (черт. 364) по лиши АВ ид!агональномъ по CD (черт. 365) представленъ въ общихъ чертахъ такой переходъ, при чемъ паруса обозначены какъ въ плане, такъ и
въ разрезахъ буквою w. Перекрываемое помещеше со всехъ четырехъ сторонъ окружено арками, такъ что весь грузъ покрьтя передается на четыре столба а, &, с, d (черт. 363).
17*
260
Чтобы перейти къ возведение купола, первоначально устраиваюсь
паруса, которые представляютъ не что иное, какъ отрезки купольнаго свода, производящая котораго есть четверть окружности ос (черт. 365). При
движеши этой производящей около вертикальной оси ея начальная точка
с образуетъ окружность, въ которую вписанъ (черт. 363) квадратный планъ помещешя abed. Построенный такимъ образомъ парусный сводъ срезается горизонтальною плоскостью на такой высоте, чтобы полученный отъ этого сечешя кругъ былъ вписанъ въ квадратъ плана и касался опорныхъ арокъ въ точкахъ е, /, д и h (черт. 363). Следовательно, рад!усъ R перваго, опи-саннаго круга равенъ половине д!агонали квадрата abed, а рад!усъ г второго вписаннаго круга равенъ половине стороны этого квадрата.
Такъ какъ мы можемъ, не
нарушая устойчивости купольнаго свода, на любой высоте его замкнуть кольцо и прекратить дальнейшее его возведете, то въ данномъ случае, для построешя свода мы выби-раемъ то кольцо, которое въ плане даетъ кругъ, касательный къ сторонамъ квадрата и принимаемъ этотъ кругъ за начальную лишю купольнаго свода.
Паруса выгоднее возводить изъ горизонтальной кладки, какъ это показано на черт. 366, при чемъ вертикальные швы этой кладки должны быть направлены къ центру купольнаго свода; такимъ образомъ, являются какъ бы вы-пускныя ПЯТЫ, весъ этихъ пятъ действуетъ въ пользу устойчивости свода, такъ какъ на-
правленъ вертикально, т.-е. во внутрь помещешя, тогда какъ распоръ свода действуетъ въ обратномъ направлеши, т.-е. наружу.
Распределение уеил!й въ купольномъ своде. Какъ видно изъ описа-шя, конструкщя и форма купольнаго свода существенно отличаются отъ цилиндрическаго, поэтому и распределеше усилш, действующихъ въ своде, представляетъ несколько иную картину. Для того,чтобы выяснить себе услойя равновейя этого свода и проверить его размеры, разделимъ его на отдель-ныя горизонтальныя кольца и разсечемъ (черт. 367) мерид!анальными плоскостями на равные элементы, изъ которыхъ каждый будетъ представлять, изъ себя вертикально поставленный отрезокъ шаровой поверхности.
261
Далее, представимъ себе (черт. 368) вертикальный разр'Ьзъ такого •элемента. Такъ какъ купольный сводъ состоитъ изъ отдЪльныхъ горизонтальныхъ колецъ, расположенныхъ другъ на друге, то взятый нами эле-
ментъ будетъ точно такъ же состоять изъ такого же числа отдЪльныхъ клиньевъ, форма которыхъ была уже указана (черт. 362).
Предположимъ, что сводъ возведенъ только до сопрягающей поверхности АА. Все камни купольнаго кольца, расположенные на этой плоскости, будутъ, благодаря силе трешя, вполне устойчивы, такъ какъ направлеше усил!я G, проходящее черезъ центръ тяжести этого камня, соста-вляетъ съ нормальной ас г^йлоскости АА уголъ Ъас менышй угла тргшя. Если каждый камень въ отдельности имеетъ устойчивое положеше, то такъ же устойчиво будетъ и все кольцо.
Если мы дал^е возведемъ сводъ до
высоты опорной или сопрягающей пло-
скости ВВ, имеющей значительно болышй уклонъ къ горизонту сравнительно съ плоскостью АА, и будемъ располагать на этой плоскости камни следующаго ряда, то ни одинъ изъ нихъ не можетъ удержаться на такой
наклонной поверхности и будетъ скатываться, такъ какъ лишя G направлешя силы тяжести камня, хотя и пересекаетъ опорный шовъ ВВ (постель камня), но съ перпендикуля ромъ on къ этой постели составляетъ уголъ гоп значительно болышй угла трешя. Чтобы воспрепятствовать этому скольжешю камня, необходимо приложить къ его центру тяжести силу В (ра-
споръ) такого раз-
мера, чтобы въ сложности съ силой G, она давала равнодействующую В, которая бы непременно встречала опорную плоскость ВВ и со
ставляла съ перпендикуляромъ аЪ уголъ Ъас меньшш угла трешя. Если, наконецъ, сводъ достигнетъ высоты опорной плоскости СС, то оказы-
262
вается, что вертикальное направлеше лиши вЪса камня на ней расположенная, не встрЪчаетъ плоскости СО, поэтому камень не только будетъ скользить, но и вращаться около наружнаго ребра /S'. Приложенная въ центре тяжести горизонтальная сила Л, действуя въ противоположную сторону, будетъ противодействовать такому опрокидывашю камня, если въ сложности съ силой тяжести камня даетъ равнодействующую, проходящую черезъ ребро /S'. Но для устойчивости камня и этого недостаточно, такъ какъ хотя этимъ избегается опрокидываше, но не устраняется сколь-жеше, ибо направлеше равнодействующей составляетъ съ перпендику-ляромъ SW уголъ VSW болышй угла трешя; поэтому необходимо силу И настолько увеличить, чтобы равнодействующая R не только пересекала, шовъ СО (въ нашемъ случае въ точке а), но и составляла бы съ нормальной къ этому шву уголъ Ъас менышй угла трешя.
Следовательно, каждый камень, лежащш на наклонной сопрягающей опорной поверхности, будетъ удерживаться отъ скольжешя и опрокиды-вашя действ!емъ силы И, которая есть не что иное, какъ распоръ, т.-е. тоже, въ свою очередь, равнодействующая двухъ сжимающихъ камень (чер. 369), силъ, обнаруживающихся съ того момента, какъ осадка после раскружаливашя свода прекра-Чер тилась. Обе силы действуют^
э * перпендикулярно къ плоско-
стямъ вертикальныхъ швовъг т.-е. мерид!анальныхъ плоскостей, сжимая камень съ двухъ-боковъ.
На чертэже 369 предста-т, влена горизонтальная проекщя камня, лежащаго на опорной плоскости СС (чер. 368). Сила Л, необходимая для удержашя камня въ равновесш показана стрелкой по направлешю /е, и можетъ быть’, разложена на две боковыя силы Р и Р, ле-жапця въ горизонтальной плоскости и направленный перпендикулярно къ вертикальнымъ сопрягающимъ плоскостямъ клиньевъ свода. Таюя силы вызываются въ каждомъ камне купольнаго кольца и будучи обозначены лишями, продолженными до взаимнаго ихъ пересечешя, состав-ляютъ одну общую ломаную лишю — лишю сжат in купольнаго кольца.
Когда купольный сводъ законченъ, раскружаленъ и нагруженъ, то весъ каждаго камня увеличивается еще и расположенной на немъ нагрузкой; равнодействующая, составленный изъ этихъ сложныхъ гру-зовъ и распоровъ И, необходимыхъ для удержашя камней въ равновесш, соединенный въ одну Ломанную лишю, даютъ лин!ю давлешя въ мерид!альномъ разрезе свода. Для устойчивости купола
263
необходимо, чтобы эта лишя давлешя не выходила изъ предЪловъ толщины свода.
На чер. 370 указано построеше линш давлешя, проходящей въ средине толщины свода. Такое построеше вполне возможно, такъ какъ силы Нх и т. д. могутъ быть такихъ размеровъ, при которыхъ равнодействующая будутъ иметь требуемое направлеше, т.-е. будутъ пересГкать средины сопрягающихъ швовъ.
Черт. 370 представляетъ половину поперечнаго разреза свода мери-д!альной плоскостью съ разд^лешемъ на 8 клиньевъ или камней. Грузы клиньевъ, ширина коихъ равна одному элементу свода, взятому между двумя мерщцанальными с'Ьчешями, о бсъжочены вертикальными стрелками т, 2, з ... 8, проходящими черезъ центръ тяжести этихъ камней.
Для опредЪлешя прочности свода и проверки его размеровъ намъ необходимо определить величины: г) горизонтально направленныхъ и сжи-мающихъ камни съ боковъ усилш, которыя проявляются въ каждомъ кольце раскружаленнаго и загруженнаго свода и удерживаютъ камень отъ опро-кидывашя и скольжешя, и 2) силъ, дГйствующихъ по кривой давлешя, сжи-мающихъ камень со стороны опорныхъ плоскостей. Оба эти давлешя не должны превосходить прочное сопротивлеше камня или кирпичной кладки на раздроблеше.
Для рЪшешя этихъ вопросовъ строимъ многоугольникъ силъ (чер. 371), т.-е., задавшись извЪстнымъ масштабомъ силъ, первоначально наносимъ на вертикальную Ох въ послЪдовательномъ порядке величины грузовъ i, 2, 3, 4 ... 8. Далее, изъ чертежа 370 видно, что равнодействующая, проходящая черезъ центръ тяжести перваго камня и составленная изъ вертикально направленнаго груза перваго камня и горизонтальной силы /7^ (черт. 370), необходимой для удержашя этого камня въ равновесш, должна по задашю пройти черезъ средину опорнаго шва КК, Имея такимъ образомъ направлеше этихъ трехъ силъ, изъ коихъ одна сила известна по своей величине, мы можемъ построить треугольникъ силъ 0ал i (черт. 3?i), котораго гипотенуза 0аг определяетъ величину давлешя на опорный шовъ КК, а катетъ at 1—распоръ, т.-е. необходимое для равновеИя камня горизонтальное усилеше Следовательно, лишя 0ах выражаетъ величину сжимающаго усил!я. Силу эту слагаютъ съ весомъ второго клина въ общую равнодействующую, при чемъ направлеше ея должно быть таково, чтобы оно пересекало средину опорнаго шва щ когда это направлеше определено, на черт. 370 (построеше на чер. не показано), то является возможность въ многоугольнике силъ построить трехугольникъ 2 котораго гипотенуза 0а2 представитъ по величине и направлешю силу^давлешя на шовъ ц а вертикальный катетъ О2 сумму весовъ i-ro и 2-го камней. Горизонтальный же катетъ, т.-е. горизонтальное разстояше точки а2 отъ вертикальной лиши Ох, за вычетомъ величины даетъ величину Н2, ту горизонтальную силу или распоръ, который необходимъ для удержашя въ равновесш второго камня.
Такимъ же способомъ, для определешя давлешя на опорный шовъ hh, равнодействующая давлешя на шовъ и слагается съ весомъ третьяго
264
камня и полученная равнодействующая проводится такъ, чтобы она проходила черезъ средину шва 7г7г, что определяетъ ее направлеше и даетъ возможность построить въ многоугольнике силъ (черт. 371) трепй треуголь-никъ зоа3, въ которомъ 0а3 выражаетъ по величине и направлешю давлеше на шовъ hh, при чемъ мы видимъ, что точка а3 отстоитъ далее отъ вертикальной лиши Ох, чемъ точка а2, что служитъ указашемъ, что для равнове^я тротьяго камня тоже нужна горизонтальная сила, равная 7Г3.
При дальнейшемъ построены лиши давлешя оказывается, что для того, чтобы эта лишя, по принятому задашю, проходила черезъ средины опор-ныхъ швовъ ее, dd и се, является необходимость, начиная съ камня 6 (чер. 370 и 371) и далее для камней 7 и 8, въ приложены горизонтальныхъ силъ Ze, Z7 и Z8J направленныхъ, по отношешю къ силамъ и т. д.,
въ противоположную сторону. Поэтому одновременно съ действ!емъ этихъ последнихъ силъ на сжапе верхнихъ кольцъ купола и вызывающихъ ре-акщю, соответствующую сопротивлешю матер!ала на сжапе, силы Z6 Z-и Z8, направленныя обратно, вызываютъ и обратную реакщю, т.-е- растяжек! е кольцъ, расположенныхъ ниже швовъ перелома; это стре-млеше наружу нижнихъ частей купола можетъ быть уничтожено устрой-ствомъ забутки пазухъ, или железнымъ кольцомъ, которое и будетъ противодействовать сдвигашю или опрокидывашю этихъ частей свода наружу (см. чер. 352 стр. 254).
Чтобы выяснить себе положеше лиши давлешя (чер. 370), не имея въ виду укреплешя железнымъ кольцомъ, или, иначе говоря, не расчитывая на силы Z6, Z7 и Z8, то следуетъ, не изменяя всего построешя линш давлешя, продолжать ея вычерчинаше во многоугольнике силъ (чер. 371), не вводя означенныхъ горизонтальныхъ силъ въ эпюру, а принимая давлеше па опорные швы ее, dd и сс равными равнодействующимъ о&6, о&7 иой8,по-лученныхъ изъ слагаемыхъ оа$, оЪ8 и obn съ весами 6, 7 и 8. Вследств!е этого нижшй конецъ линш давлешя, хотя и будетъ несколько отходить отъ средины камня, однако далеко не выходя еще изъ пределовъ поперечнаго сечешя свода.
Заметимъ, между прочимъ, что уголъ наклонешя шва, отделяющаго скользящая кольца купольнаго свода отъ неподвижныхъ (иначе говоря, уголъ, равный углу трешя), носитъ назваше угла перелома.
Величины горизонтальныхъ силъ НА, Н2 и т. д., а въ связи съ ними и величины давлешя на опорные швы, въ прйведенномъ построены вызываются заданнымъ положешемъ лиши давлешя; изъ этого можно заключить, что въ одномъ и томъ же купольномъ покрыты при увеличены нагрузки, равновес1е возстановляется изменешемъ величины кольцевого давлешя, т.-е. силъ Н}, Н2 и т. д. При изменены нагрузки лишя давлешя на опорные швы въ зависимости отъ изменешя силъ, сжимающихъ кольцо, получаетъ сама собой направлеше, соответствующее равновебю свода; поэтому купольный сводъ имеетъ по отношешю къ устойчивости преимущество сравнительно съ цилиндрическимъ сводомъ, въ которомъ уве-личеше нагрузки требуетъ тотчасъ же и увеличешя толщины свода для того, чтобы опустить кривую давлешя.
265
изъ
предЪловъ
толщины свода;
если
уголъ между
Чер. 370.
О
З/i- а
Итакъ, если мершцанальная лишя давлешя можетъ быть вычерчена такъ, что она не выходитъ нормальной къ опорному шву и направлешемъ лиши давлешя нигде не превосхо-дитъ угла трешя (что, впрочемъ, при средней лиши давлешя иначе и быть не можетъ) и, наконецъ, если давлеше на швы соответствуетъ прочному сопро-тивлешю MaTepia-ла на сжапе, то можно быть увЪ-р е н н ы м ъ, что сводъ обладаетъ достаточной надежностью.
Размеры опоръ купольнаго свода. Что касается опоръ купольныхъ сводовъ, то для про-
верки ихъ устойчивости разсматриваютъ одинъ мерщцальный отрезокъ и тотъ распоръ и грузъ, который отъ одного этого отрезка передается соответствующей части криволинейной опоры. Такъ, напримеръ, въ приведенномъ построены (чер. 371), если не прибегать къ железному кольцевому скрепленпо и допустить уклонеше кривой давлешя, т.-е. удалеше ея отъ средины и приближеше къг внешней поверхности опоръ, то вся величина распора, опрокидывающая эту часть опоры, выразится лишей Ъ3х, Если же предположить действующими усил!я Z^ и Z3, то распоръ, согласно того же чертежа, уменьшается до величины а^х. Въ обоихъ случаяхъ вертикальный грузъ остается одинъ и тотъ же,
т.-е. 0х\ меняется лишь равнодействующая; въ первомъ случае она равна лиши а во второмъ 0as.
Чер.
266
Такое же точно дЪйств!е распора и вертикальнаго давлешя будутъ-испытывать и все остальные элементы опоры свода, по всей ея криволинейной поверхности. Следовательно, распоръ въ куполе, если онъ поставлен^ положимъ, на церковный барабанъ, стремится растянуть или разорвать барабанъ на нисколько вертикальныхъ частей и опрокинуть ихъ, вращая около наружнаго, криволинейнаго ребра, а вертикально действую -щш грузъ сжимаетъ барабанъ параллельно его оси. Следовательно, при разрушены барабана отъ дгййств!я распора, въ немъ должны получиться вертикальный трещины, раскрывающаяся наружу.
Какое же направлеше должна избрать себе лишя давлешя въ цилинд-рическомъ или въ купольномъ своде? Очевидно, что начало давлешя должно быть въ обоихъ случаяхъ въ вершине свода, т.-е. въ цилиндрическомъ своде во всехъ точкахъ шелыги, а въ куполе въ одной наивысшей; затемъ, давлеше должно распространяться во все части свода, при чемъ оно не соответствуетъ направлешю швовъ кладки, а выбираетъ себе самую кратчайшую и крутую лишю, по которой и следуем. Въ цилиндрическомъ сводЪ это направлеше получается пересечешемъ свода вертикальной плоскостью, перпендикулярной къ его оси, а въ куполе—мерщцанальнымъ се~ чешемъ. Вообще, если разсматривать сводъ какъ крышу, то направлеше струи, стекающей по его поверхности воды, и будутъ направлешя сжи-мающихъ сводъ усилш.
Небольшая осадка на швахъ сводовъ, сложенныхъ изъ естественнаго камня, не только не вредна, но даже полезна, такъ какъ при этомъ лишя давлешя располагается соответственно форме свода, поэтому желательно раскружаливать таюе своды, не дожидаясь полнаго затвердевашя раствора. Наоборотъ, въ сводахъ кирпичныхъ, въ которыхъ главнымъ образомъ разсчитываютъ на сцеплеше между камнями и на превращеше всей массы свода въ одинъ монолитъ, а также, если расчитываютъ еще и на то, что опоры не вполне надежны и могутъ дать неравномерную осадку, раскру-лишь въ то время, когда растворъ совершенно затвердеетъ и сводъ превратился въ монолитную опрокинутую чашу. Это одинаково относится какъ къ купольнымъ, такъ и ко всемъ другимъ сводамъ различныхъ формъ.
Парусный сводъ. Переходя отъ купола къ его видоизменешю, парусному своду (чер. 372), заметимъ, что онъ принадлежим къ числу наиболее распростра-ненныхъ сводовъ, такъ какъ представляетъ
следующая выгоды: bo-i-хъ, не отнимая много места по высоте помещешя (подъемъ его не более % отверспя), онъ имеетъ очень красивый видъ; во-2-хъ, онъ передаем какъ свой весъ, такъ и грузъ на немъ лежащш, посредствомъ опорныхъ арокъ (черт. 372) на угловые столбы; поэтому стены, окружаюшця помещешя, не несум никакого посторонняго груза
жаливаше должно происходить
Чер. 372.
267
кромЪ собственной тяжести и могутъ быть снабжены оконными и дверными отверспями какого угодно размера; въ-3-хъ, наконецъ, происходя отъ купольнаго свода, какъ это было уже объяснено, парусный сводъ даетъ возможность въ своей вершинЪ оставлять отверспя крчэдой формы, нисколько этимъ не уменьшая своей устойчивости. &
Парусный сводъ можетъ быть со вЫЬхъ четырехъ сторонъ открытымъ, т.-е. располагаться на четырехъ опорныхъ аркахъ (черт. 372) тогда онъ называется открытымъ, или же имЪть щековыя стЪны.
Если парусный сводъ перекрываетъ квадратное пространство, то для построе-шя его въ планЪ (чер. 375) и въ разр'Ь-захъ поперечномъ (чер. 373) и д!агональ-номъ (чер. 374), изъ точки ЛГ (черт. 375), какъ изъ центра, рад!усомъ г описыва-ютъ кругъ, который касается угловъ квадрата въ точкахъ abed и представляетъ въ план'Ь начальную кривую того купола, изъ котораго произошелъ вычерчиваемый парусный сводъ. Этимъ же рад!усомъ, для начерташя вертикальнаго поперечнаго разреза свода, изъ точки М описываютъ полукруги (черт. 373), котораго лишь верхняя часть, соеди-
няющая точку т съ точкою п, удерживается паруснымъ сводомъ. Горизонтальная лишя хх на томъ же чер-теж'Ь изображаетъ вертикальную проекщю начальной лиши купола. Если изъ той же точки М опишемъ полуокружность, соединяющую между собой точки а и &, то мы получимъ на щековой поверхности одну изъ
четырехъ щековыхъ кривыхъ паруснаго свода въ настоящую величину. Дал^е, пересЪчемъ этотъ сводъ горизонтальной плоскостью, слЪдъ которой въ вертикальной проекщи выразится лишей уу. Плоскость эта
268
коснется вершинъ щековыхъ кривыхъ въ 4-хъ точкахъ, изъ которыхъ •будум видимы на чертеже 373 точки отп, и разделим весь сводъ на пять отр'Ьзковъ; четыре отрезка, расположенные ниже этой плоскости, назыв. парусами ZZ (черт. 373, 374 и 375), а пятый, сферическш отр'Ьзокъ, расположенный надъ плоскостью—скуфьей (5). Въ плане лишя пересечешя купольнаго свода съ горизонтальной плоскостью уу выразится кругомъ, касательнымъ къ опорнымъ аркамъ въ точкахъ п1 и изображаем начальную лишю скуфьи. Четыре отрезка въ углахъ квадрата представляютъ паруса въ горизонтальной проекши ZZ. Въ вершине паруснаго свода показано круглое световое отверспе. Проведя изъ точки М на вер-тикальномъ разрезе полукругъ рад!усомъ МЪ, уменьшеннымъ на длину одного кирпича, мы получаемъ толщину опорныхъ (щековыхъ) арокъ, которыя не делаются меньше V2 кирпича.
Для составлешя д!агональнаго разрЪза свода (черт. 374) по лиши GD (черт. 375) очерчиваютъ изъ точки М" рад!усомъ г полный полукругъ, такъ какъ въ этомъ сеченш парусный сводъ удерживаем полностью всю кривую производящую того купола, изъ котораго онъ произошелъ; опорныя же арки получаются эллиптической формы и могутъ быть начерчены по ординаТамъ, взятымъ со щековой кривой поперечнаго разреза. Задавъ себЪ толщину свода и ширину опорныхъ арокъ, разрезы являются въ совершенно законченномъ виде. Въ данномъ случае толщина арокъ взята въ I кирпичъ, а ширина—въ i1/^ кирпича; толщина свода въ */2 кирпича, при чемъ паруса сделаны выпускные, т.-е. выложены изъ горизонтальныхъ рядовъ кирпичной кладки постепенно свешивающимися рядами. Такая кладка вполне предупреждаем распоръ свода ниже угла перелома и заменяем забутку пазухъ.
Статическое преимущество выпускныхъ парусовъ изъ горизонтальныхъ рядовъ кладки заключается въ томъ, что весъ выступающей части Р (черт. 374, правая сторона) направленъ внутрь помещешя, а следовательно противодействуем распору проявляемому скуфьей и направленному наружу. Такая конструкщя даетъ возможность уменьшить несколько толщину опоръ.
Относительно определена толщины купольныхъ и парус-ныхъ сводовъ въ замке и пятахъ мы имеемъ следующая эмпиричесюя данныя, выведенныя изъ наблюдешй надъ существующими постройками”):
Таблица XX.
При пролетй въ мстрахъ. Толщин а свода.
Въ замк'к. Въ пятахъ.
До 5,0 Отъ 5,0 до 8,0 Отъ 8,0 до 12,0 у2 кирпича V2 » 1 У2 кирпича. 1 iv2 .
*) G. Wanderley. Die Konstruktion in Stein., стр. 420.
269
Куполъ Пантеона въ РимЪ перекрываетъ пролетъ въ 43,4 м. и имЪетъ въ замкЪ толщину, равную 1/30, а въ пятахъ 7? пролета; въ Софшскомъ собора въ КонстантинополЪ при пролетЪ въ 31,5 м. толщина купола въ замкЪ равна x/w а толщина опоръ 7s пролета. Толщина опоръ вообще дЪлается отъ 7в до х/6 пролета.
По Рондле, толщина опоръ купольнаго свода въ виду меньшаго распора, имъ проявляема™, можетъ быть наполовину меньше, ч'Ьмъ для цилиндрическаго свода того же д!аметра.
Пилоны церкви Св. Петра въ РимЪ им'Ьютъ толщину, равную 7и пролета; въ Софшскомъ соборЪ въ КонстантинополЪ 7в? а въ Римскомъ Пантеон'Ь—77 пролета.
§ 22.
По высотЪ помЪгцешя крестовый сводъ
Крестовый сводъ. Говоря о наиболее распространенныхъ на практик^ конструкщяхъ сводовъ, необходимо указать на крестовый сводъ, который, благодаря простотЪ его выполнешя въ натура, красиваго вида и свойству передавать грузъ исключительно на угловые столбы, а не на ст'Ьны, даетъ возможность перекрывать неограниченныхъ размЪровъ по-мЪщешя, назначеше которыхъ допускаетъ устройство опорныхъ столбовъ каменныхъ йли металлическихъ. отнимаетъ меньше м^ста, чЪмъ парусный.
Мы указали выше, что крестовый сводъ состоитъ изъ от-р Ъ з к о в ъ отъ цилиндрическаго, называемыхъ распалубками. На черт. 376 представлена одна изъ такихъ распалубокъ въ изометрической проекцш М. Какъ видно изъ чертежа, она удержи-ваетъ отъ цилиндрическаго свода всю щековую кривую acb, отъ начальныхъ линш только дв'Ь точки а и & и всю шелыгу со, равную той части цилиндрическаго свода,, которая срЪзана. Следовательно, мы имЪемъ въ горизонтальной проекцш (черт. 376 N) изогнутый трехугольникъ,
ограниченный тремя прямыми сторонами поэтому распалубки кресто-ваго свода, перекрывающаго квадратное помЪщеше въ планЪ, будутъ имЪть видъ равнобедренныхъ трехугольниковъ. Сколько сторонъ у перекрываема™ пространства, столько будетъ и распалубокъ въ кресто-вомъ сводЪ, такъ какъ этимъ сводомъ можно перекрыть какое угодно мно-
270
гоугольное помЪщеше, при чемъ, однако, наиболее красивая и констуктив-
ная форма свода, съ равномерной передачей давлешя на опоры, получается при покрыли квадратнаго помЪщешя. На черт. 377 изображенъ схематически такой крестовый сводъ изъ четырехъ распадубокъ MMr NNV Четыре проекши этихъ распалубокъ на горизонтальной плоскости выражаются
трехугольниками аоЪ> Ъое, cod и doa.
Если перекрываемое пространство не ограничено стенами, а лишь угловыми столбами, на которые и передается весь грузъ свода, то онъ называется открытымъ. На черт. 378 представлено въ плане пространство abed, огражденное стенами и покрытое 12-ю открытыми крестовыми сводами, которыхъ ребра изображаются д!агоналями квад-ратовъ. Грузъ этого покрьтя передается на столбы, расположенные
внутри помещешя, и на пилястры, у стенъ его. Примеромъ такого перекрьтя целой системой крестовыхъ
еводовъ могутъ служить огромный помещешя петербургскихъ фильтровъ. Надъ каждымъ изъ нихъ было устроено до 230 к^адратныхъ крестовыхъ сводовъ (см. „Техническш Сборникъ“ 1893 г. К°№ 7 и 8).
Соображешя относительно поверки размеровъ крестоваго свода. Что касается размеровъ крестоваго свода, то они проверяются на основашй техъ же соображешй, каюя были приведены для цилиндрическаго свода, такъ какъ распалубки, изъ которыхъ состоитъ этотъ сводъ, составляютъ лишь отрезки цилиндрическаго свода.
Предположимъ, что мы имеемъ прямоугольное пространство abed (черт. 379, хну), перекрытое крестовымъ сводомъ, состоящимъ изъ четырехъ распалубокъ ММ и NN, при чемъ, такъ какъ крестовый сводъ можно разематривать какъ пересечеше двухъ цилиндровъ, то распалубки ММ будутъ принадлежать одному цилиндру и будутъ по размерамъ совершенно одинаковы; точно такъ же, какъ распалубки NN\ принадлежащая другому цилиндру, будутъ также одинаковы. Следовательно, если сводъ нагруженъ равномерно, то намъ нетъ надобности проверять весь сводъ, а можно ограничиваться лишь проверкой размеровъ двухъ смежныхъ распалубокъ, т.-е. М и N", имеющихъ разную величину, такъ какъ сторона cd меньше стороны ас. Далее, разделимъ весь сводъ вертикальными плоскостями, параллельными щековымъ его поверхностямъ, на отдельные узюе элементы (черт. 379, х) cefd, eghf и т. д. Каждый изъ этихъ элемен-товъ представляетъ часть распалубки по ея длине, или арку, которой пяты располагаются на гуртахъ (т.-е. особыхъ д!агональныхъ аркахъ) или же встречаются съ такими же пятами арокъ смежныхъ распалубокъ. Отверспе
271
и подъемъ этихъ арокъ [I, II, III и т. д., черт. 379, я] постепенно уменьшается, и онЪ делаются все болЪе плоскими по мере приближешя къ средине свода, къ (•) t Очевидно, что если сводъ равномерно нагруженъ, то достаточно проверить устойчивость и размеры двухъ смежныхъ распа-лубокъ, а для квадратнаго свода одной распалубки и одной д!агональной арки или гурта, чтобы быть увЪреннымъ въ устойчивости всего свода. Наконецъ, если проверена пер-
вая арка (I, черт. 379) съ наи- Чер. 379.
большимъ отверслемъ и вы- J
черчена, согласно вышеуказан-нымъ пр!емамъ, ея кривая давлешя, то нетъ надобности производить это построеше для остальныхъ элементовъ свода (II, III, IV и т. д. чер. 379), такъ какъ эти элементы можно разсматривать какъ части пер-ваго элемента (I), и кривыя давлешя въ нихъ будутъ соответствовать частямъ кривой давлешя наиболынаго элемента.
Такимъ образомъ, мы сразу будемъ иметь проверку всехъ частей свода, за исклю-чешемъ д!агональныхъ реберъ или гуртовъ, если таковые устроены, такъ какъ крестовые своды могутъ быть и съ гуртами, и безъ нихъ.
Если кладка ведется д!а-гональными рядами, какъ это показано на чертеже 384 въ плане и разрезе, т.-е. ряды камней расположены подъ уг-ломъ 45° къ щековымъ поверх-ностямъ свода, то для опреде-
лешя распора и лиши давлешя сводъ разделяется на элементы вертикаль-
ными плоскостями, поставленными подъ прямымъ угломъ къ разсекаемой д!агонали свода. Тогда каждый элементъ представляетъ изъ себя две ползуч!я арки или две полуарки, у которыхъ пяты находятся въ разныхъ уровняхъ. На черт. 384 представлено такое сечеше свода плоскостью
хх, изъ котораго мы видимъ, что эти полуарки одной пятой упираются на д!агональный гуртъ К, а другимъ — на щековыя арки г,г. Такъ какъ таюе своды делаются или закрытыми, со щековыми стенами, или открытыми въ виде целой системы сводовъ, какъ это было, напримеръ, при покрыли петербургскихъ фильтровъ, то распоръ, передающейся на щеко-
272
выя арки открытаго свода, уравновешивается такимъ же распоромъ отъ сосЪдняго свода и т. д.
Итакъ, для опредЪлеьпя распора свода и лиши давлешя въ соста-вляющихъ его распалубкахъ, возьмемъ половину наиболыиаго т.-е. перваго элемента cefd въ распалубке N (черт. 379 х) и половину примыкающаго къ нему такого же соседняго элемента Г въ распалубке М, и разделимъ каждую изъ этихъ половишь, какъ при расчете обыкновенна™ цилиндрическаго свода (см. черт. 344 и 345), на6 отрез-ковъ вертикальными плоскостями. Определяемъ весъ каждаго отрезка вместе съ грузомъ, на немъ лежащимъ. Затемъ, строимъ многоугольники силъ на черт. 380 для элемента I распалубки N (черт. 379а;) и черт. 381 для элемента Г распалубки М. На первомъ чертеже (380) откладываемъ вертикальный силы I, 2, з и т. д., а на второмъ — i', 2', 3' и т. д. *). Задаваясь въ обоихъ случаяхъ точкой приложешя распора въ вершине арки и принимая направлеше его горизонтальнымъ, определяемъ полюсное разстояше оо и оо' и получаемъ наибольшш распоръ Н и и наибольшее давлеше w и w' на опорные швы; словомъ, проделываютъ все то, что было указано для расчета цилиндрическаго свода (черт. 344 и 345). Когда, та-кимъ образомъ, найдены рас
поры и давлешя, передаваемые на д!агональное ребро отъ всехъ элементовъ обеихъ распалубокъ, остается определить давлеше на опоры и распоръ отъ этого д!агональнаго ребра свода или его гурта. Очевидно, что распоръ этотъ будетъ равнодействующая двухъ распоровъ (на черт. 379 показаны стрелками) отъ распалубки N и М и равенъ гипотенузе прямоугольнаго трехугольника, у котораго одинъ катетъ равенъ Н, а другой Нг (черт. 382) • Получивъ величину общаго распора Н" мы переходимъ къ определешю
*) Построеше кривой давлешя не приведено и величины силъ 1, 2, 3 и т. д. на много-угольникахъ силъ (черт. 380 и 381) взяты произвольно.
273
по величин^ и направлешю давлешя до", производимаго д!агональными арками на опоры; для сего строимъ многоугольникъ силъ, при чемъ, такъ какъ на д!агональное ребро свода передается давлеше отъ двухъ распалубокъ, расположенныхъ съ двухъ его боковъ, то и грузы, переходягще на каждый элементъ этого ребра, будутъ равняться суммЪ грузовъ отъ двухъ распа-
Чер. 382.
лубокъ М и 2V, т.-е. будутъ равны i + Л 2 + 2', 34"3' и т* что и изображено схематически на черт. 383. Соединивъ точку о" съ точкой ж", мы получимъ направлеше и величину давлешя, w” на опорные столбы отъ д1агональныхъ арокъ свода.
Такимъ образомъ, въ крестовомъ сводЪ, состоящемъ изъ распалубокъ цилиндра, будетъ ли этотъ сводъ перекрывать прямоугольное или много-
18
274
Чер. 38$.
угольное пространство, давлеше располагается такъ, какъ показано въ планЪ на черт. 379 стрелками, или, еще яснЪе, какъ на чертежЪ 385, изо-бражающемъ схематически въ планЪ и въ разрЪзЪ по лиши JEF крестовый сводъ, перекрываюпцй шестиугольное пространство. Все давлеше, передающееся отъ распалубокъ, принимаютъ на себя д!агональ-ные гурты или ребра и передаютъ на углы перекрываемаго помЪщешя, следовательно, наибольшее сопротивлеше должны испытывать гурты или д!агональныя ребра, которыя поэтому и делаются толще. Но если мы раз-смотримъ форму пятъ д!агональныхъ реберъ въ точкахъ abed (черт. 379), то увидимъ, что здЪсь сходятся концы трехъ кривыхъ; на-примЪръ, въ точкЪ а—концы д!агональной кривой da и двухъ щековыхъ са и Ъа. Поэтому каждая пята д!агональнаго ребра оканчивается острой пирамидой (черт. 386), что, конечно, представляетъ большое неудобство, такъ какъ, во i-хъ, сводитъ поверхность пяты д!агональнаго ребра къ незначительной трехугольной площадк'Ь, а во 2-хъ, усложняетъ выполнеше свода трудной притеской камней.
На этомъ основашй вполшЬ ц'Ьлесообразнымъ является пятовыя части делать изъ тесоваго камня (черт. 387) или приготовлять выпускныя пяты.
Утолщеше д!агональныхъ реберъ показано въ разрЪзЪ плоскостью, нормальной къ ребру на черт. 388, изображающемъ ряды д!агональной
Чер. 386.
Чер. 387.
кладки крестоваго свода толщиною въ % кирпича, при чемъ д!агональныя ребра на черт, а показаны толщиною и шириною въ i кирпичъ, а на черт. Ъ> при той же толщин^, ширина ребра взята въ i72 кирпича. Пунктирныя лиши показываютъ расположеше кирпичей предшествовавшаго ряда, коего
275
швы для соблюдешя перевязки не должны совпадать со швами последующего.
Шелыги крестоваго свода на практике никогда не делаются горизонтальными, а всегда несколько приподнятыми къ средине свода. Это делается для того, чтобы дать некоторый запасъ на осадку средины и кроме того, даже если осадки и не последуетъ, то сводъ съ совершенно горизонтальными шелыгами кажется въ натуре какъ бы съ продавленной срединой. Поэтому предпочитаютъ устраивать, вместо свода съ горизонтальными шелыгами, такъ назыв. вспарушенный крестовый сводъ (листъ 8, черт, i), у котораго средины д!агональныхъ реберъ приподняты, вследств!е чего шелыги получаются наклонными. Правая часть чертежа изображаетъ кладку Чер> ^8.
крестоваго свода и устройство кружалъ въ плане, а левая—построеше д!агональныхъ кривыхъ. —
Для определеюя формы такого свода достаточно знать величину возвышешя вершины свода или наклонешя шелыгъ распалубокъ. Предположимъ, что мы имеемъ квадратное помещеше a1b1c1d1 (черт. I, л. 8), которое должно быть покрыто спарушеннымъ крестовымъ сводомъ. Отложивъ величину возвышешя точ ки, пересечешя д!агональныхъ реберъ, т.-е. величину of (взятую произвольно) на плане отъ центра фигуры ег до и соединивъ эту точку съ однимъ изъ угловъ, напримеръ, съ угломъ а1У для получешя д!агональной кривой въ совмещеши достаточно соответственныя ординаты даннаго полукруга agb, изображеннаго на вертикальной проекцш свода, откладывать въ плане не отъ линш aieif а отъ линш Имея кривую въ совмещеши, этимъ же
путемъ легко построить ее въ разрезе, причемъ она обозначитъ д!аго-нальныя ребра ае и бе, который въ сводахъ не вспарушенныхъ совпадаютъ со щековой кривой, здесь же оне получаются относительно этихъ кривыхъ приподнятыми.
Переходя къ описашю производства работъ при возведеши кресто-выхъ сводовъ, заметимъ, что для этого свода необходимы кружала, такъ какъ пока не выведены замковые ряды въ шелыгахъ всехъ распалубокъ сводъ держаться не мюжетъ.
Для устройства кружалъ первоначально, такъ же какъ и для цилиндрическаго свода, устанавливаютъ кружальныя ребра, располагая ихъ по двумъ д!агоналямъ axdt и (черт, i л. 8); эти ребра имеютъ формы эллиптическихъ кривыхъ и сколачиваются изъ двухъ рядовъ дощатыхъ косяковъ. Кроме того, устанавливаются четыре круговыхъ ребра у щековыхъ стенъ ai6i, d^Ci и ад, а затемъ, если сводъ значительныхъ размеровъ, то еще и промежуточный ребра kl, опирающаяся концами на д!агональныя ребра.
Въ средине для поддержашя вершины кружалъ ставится стойка.
Когда кружала установлены, то ихъ обшиваютъ съ поверхности, какъ это показано на правой стороне черт, i л. 8, тонкими досками (палубни-комъ). Такимъ образомъ образуется платформа, строго соответствующая форме внутренней поверхности свода.
18*
276
На этомъ же чертеже представлена часть кирпичной кладки свода толщиною въ 7г кирпича, при чемъ для избЪжашя д!агональнаго непре-рывнаго шва ряды кирпичей одной распалубки входятъ въ ряды смежной, вслЪдств!е чего по д!агонали образуется зигзагообразная лишя.
Следуешь заметить, что при крестовыхъ сводахъ, несущихъ значительную нагрузку, необходимо устраивать гурты или д!агональныя утол-щешя. Нередко гуртовыя арки делаются изъ тесоваго камня, а распалубки изъ кирпича.
Если кладка ведется елочнымъ способомъ. то въ устройстве опалубки нЪтъ надобности. Сначала выводятся д!агональныя и щековыя ребра, а затемъ распалубки заполняются кладкой отъ руки.
§ 23.
Устройство арокъ и перемычекъ. Если сплошные кирпичные своды за последнее время стали [применяться сравнительно редко, благодаря распространена бетонныхъ и бетонно-желЪзныхъ покрыты, которыя бу-
дутъ описаны ниже, то этого нельзя сказать о перемычкахъ и аркахъ изъ кирпича и тесоваго камня; онЪ имЪютъ огромное практическое значеше и находятъ себе применеше по-Чер. 389. чти въ каждомъ каменномъ
зданш для перекрыпя окон-ныхъ, дверныхъ и всякихъ дру-гихъ отверсты въ каменныхъ стенахъ. Разсматривая части арки (черт. 389), мы видимъ, что въ ней, такъ же какъ и въ сводахъ, толщина измеряется по длине сопрягающихъ швовъ аЪ (черт. 389), выхо-дящихъ на щековую поверхность; глубиною же арки или ея шириною называется измереше по направлешю оси
ас. Последшй размеръ обыкновенно соответствуешь толщине стены. Оба эти измерешя, точно такъ же какъ и въ стенахъ, выражаются длиною кирпича, т.-е. говорятъ: арка толщиною въ 7г кирпича и глубиною
въ 2 или з кирпича и т. д.
Въ аркахъ, такъ же какъ и въ сводахъ, рядомъ камней называется рядъ клиньевъ, заключенныхъ между двумя смежными сопрягающими плоскостями, а швы, разделяющее два смежные ряда,—с спрягающими швами. Швы, разделяющее отдельные камни каждаго ряда, носятъ на-зваше вертикальныхъ или нормальныхъ швовъ.
Совершенно такъ же, какъ и каменный столбъ, арка подвержена сжа-тто, поэтому при ея устройстве правильная перевязка и разрезка камней, играешь такую же важную роль. Главный правила для перевязки заклю
277
чаются въ слЪдующемъ: i) сопрягаюиця плоскости должны проходить черезъ всю глубину арки и, следовательно, на щеке представлять центральный лиши, а на внутренней поверхности арки—лиши, параллельный оси, и
2) вертикальные швы, напротивъ того, никогда не должны приходиться одинъ надъ другимъ въ одной плоскости ни на щеке, ни на внутренней поверхности арки. Поэтому для правильной перевязки необходимо такъ
расположить камни, чтобы было по крайней мере два ряда неодинаковаго размещешя кирпичей (камней), и эти два ряда должны постоянно чередоваться. На черт. 390 показана перевязка для арокъ толщиною въ i и НД
кирпича при различной глубине въ зависимости отъ ширины стены. Для соблюдешя перевязки необходимы трехчетверочные и полукирпичи (на черт. 390 заштрихованные). Кладка арки толщиною въ НД кирпича и глубиною въ 2 кирпича показана двумя способами (а, Ъ и а", &'), изъ которыхъ одинъ, при соблюдены строгой перевязки, требу-етъ, однако, почти все однихъ трехчетверочныхъ, —- другой же способъ совсемъ не требуетъ притески (а", V) и вся арка складывается изъ цельныхъ кирпичей.
При кладке кирпичныхъ арокъ растворъ имеетъ еще большее значеше, чемъ при кладке столбовъ (см. статью „Каменные столбы“), въ особенности при аркахъ значительной толщины и маломъ рад!усе кривой направляющей. Какъ видно изъ черт. 391, въ подобныхъ случаяхъ, если арка сложена изъ обыкновенна™,
Чер. 390.-
неклинчатаго кирпича, то швы по
своей длине имеютъ неравномерную толщину, и если они изъ цемента, то, быстро затвердевая (черезъ 28 дней) и превращаясь въ камень, представляютъ какъ бы клинья, введенные между кирпичами, вследстае чего кривая давлешя располагается правильно и не будетъ выходить изъ средней трети толщины арки. Если же растворъ известковый, затвердеваюшдй, какъ известно, почти неопределенно долгое время, то кирпичи въ арке действу-ютъ другъ на друга только своими нижними концами, при которыхъ швы утоняются до минимума, кривая давлешя опускается, выходитъ изъ средней трети, и является неравномерное сжапе, при которомъ возможно раз-дроблеше кирпича близъ внутренней поверхности арки.
278
Для избЪжашя толстыхъ швовъ ту же арку, какъ это показано на черт. 392, можно возводить изъ отдЪльныхъ колецъ, толщиною въ 72 кирпича.
При такомъ устройстве каждое кольцо, очевидно, будетъ работать отдельно, независимо одно отъ другого (черт. 393), при чемъ такъ какъ величина осадки арки прямо пропорщональна числу сопрягающихъ швовъ,
Чер. 391.
то верхняя арка, какъ заключающая въ себе наибольшее число швовъ, даетъ и соответственно большую осадку, вторая арка еще большую, чемъ первая; но такъ какъ окончательной осадке, а следовательно и сжатно швовъ, будетъ препятствовать 3-я арка, то весь грузъ и будетъ переданъ на эту послЪднюю (конечно, въ томъ предположены, что кладка ведется на известковомъ растворе). Такимъ образомъ польза отъ кольцевой кладки является сомнительной, въ особенности при малыхъ пролетахъ. Недоста-токъ этотъ устраняется, bo-i-хъ, темъ, что пяты делаются выпускныя (черт. 394); тогда число швовъ является одинаковымъ, а следовательно и осадка всехъ трехъ колецъ равномерной. Во-2-хъ, для того чтобы при
влечь къ одновременной работе все кольца арки, въ нее местами вводятся прокладныя плиты (черт. 394 а&); этимъ достигается большее сопротивлеше арки и избегаются вредныя внутреншя напряжешя отдельныхъ колецъ. При значительныхъ пролетахъ и значительной толщине арокъ, кольцевая кладка съ введешемъ прокладныхъ плитъ имеетъ несомненный преимущества сравнительно съ сплошной кладкой.
279
Что касается устройства пятъ арокъ, то онЪ делаются совершенно такъ же, какъ и для сводовъ. Оне должны быть непременно нормальны къ кривой арке и располагаться по направлешю рад!уса этой кривой.
Во многихъ случаяхъ устраиваютъ впускныя пяты; оне, при опо-рахъ въ виде столбовъ или узкихъ простЪнковъ, ширина которыхъ менЪе двойной толщины арокъ, неизбежны (черт. 395 и 396). При этомъ вместо горизонтальной кладки изъ кирпича, для равномерной передачи давлешя на столбы, пятовыя части полезно делать цельными изъ тесоваго камня <(черт. 396 а).
Арки и перемычки устраиваются на кружалахъ изъ ребръ, имЪющихъ наружную поверхность, соответствующую форме кривой направляющей; кружала обшиваются съ поверхности палубникомъ.
Если толщина стены, въ коей перекрывается оконное или дверное
ютверспе, не более двухъ кирпичей, то достаточно только кружальныхъ реберъ, безъ всякой палубы. На черт. 397 показано такое устройство для лучковой арки, толщиною въ i кирпичъ при пролете въ ix/2 аршина. Здесь, по сторонамъ пролета, стоймя ставятся доски &, Ъ (толщиною отъ I до ix/2 верш.) и для большей устойчивости распираются распоркой с, заклиненной клиномъ К. На вершине досокъ располагаются кружальныя ребра а, и такъ какъ толщина стены незначительна, то опалубки не требуется.
Вместо вертикально поставленныхъ досокъ ЪЬ могутъ быть сделаны выступы (черт. 398), на которые располагаются клинья К, а на нихъ концы кружальныхъ реберъ. По окончаши работъ, после [раскружаливашя, эти выступы обрубаются.
Если арки имеютъ полуциркульную форму или перекрываютъ пролетъ значительныхъ размеровъ (брлее 2-хъ арш.), то кружала делаются точно такъ же, какъ и для цилиндрическихъ сводовъ, т.-е. ребра сколачиваются изъ косяковъ ж, т (черт. 2 лист. 8) и устанавливаются на клинья, распо
280
ложенные на прогоны, которые въ свою очередь опираются на вертикальный стойки, поставленный по сторонамъ пролета. Нижше концы кружальной фермы, въ предупреждеше распора, расшиваются брускомъ а. Смотря по глубине арки, такихъ кружалъ ставится 2, 3 или 4, а поверхъ ихъ прибивается опалубка. На правой стороне чертежа 2 л. 8 представлена выпускная пята, которая применяется въ случай узкихъ простЪнковъ или столбовъ.
При производстве каменной кладки, арки возводятся одновременно съ двухъ концовъ, двумя каменщиками (а иногда и четырьмя) и ведутся до замка, который плотно вгоняется, что вызываетъ надлежащш распоръ, необходимый для устойчивости перекрыпя. Для соблюдешя правильности въ направлеши сопрягающихъ швовъ и клиновидной формы рядовъ, поль-
Чер. 397. Чер. 398.
I
। , / зуются причалкой (бечевкой)
\ । / cd (черт. 2, листъ 8), укреп-
X. 1 ленной къ гвоздю, вбитому
v въ центре кривой d. Чтобы
не замедлять работу, не каждый рядъ подтесывается для образовашя клина, а черезъ рядъ, т.-е. одинъ рядъ подтесывается, а следующш кладется изъ цельнаго кирпича.
Въ последнее время, въ виду удешевлешя и повсеместнаго распро-странешя портландъ-цемента, арки не устраиваются на известковомъ растворе, а на растворе изъ i ч. п.-ц. и 4 ч. песку. При такомъ растворе клиновидная форма рядовъ не играетъ роли. Цементный растворъ имеетъ особое значеше для перемычекъ, которыхъ прочность главнымъ образомъ зависитъ отъ качества работы и раствора. Несмотря на горизонтальность нижней, а въ большинстве случаевъ и верхней поверхности последняго рода перекрыпя, сопрягаюшде швы делаются по направлешю рад!уса лучковой арки, вписанной въ перемычку и центръ этой кривой берется на разстоя-нш, равномъ ширине или полуторной ширине отверспя (черт. 399). Вместо кружалъ располагаются только доски а (черт. 399) на клиньяхъ, поддер-живаемыхъ или выпускными пятами, какъ показано на' чертеже, или вертикально поставленными и распертыми досками (черт. 397).
Въ томъ случае, если перемычка должна нести значительный грузъ,, не соответствующей ея сопротивлешю на переломъ, надъ ней располагается
281
разгрузная арка (черт. 400), которая воспринимаешь и передаетъ грузъ на опоры, а на перемычку переходить лишь незначительный вЪсъ объема
кладки находящейся въ промежутка между аркой и перемычкой. Если разстояше между перемычками или плоскими арками и разгрузной аркой незначительно и въ этомъ промежутке
неудобно устроить кружала, то ихъ за-мЪняютъ влажнымъ пескомъ, который располагается такъ, чтобы его верхняя поверхность представляла точно форму нижней поверхности разгрузной арки. На черт. 401 представлена разгрузная арка надъ двумя плоскими арочками. Такая конструкция не только применяется при плоскихъ перекрыпяхъ пролетовъ, но и въ случаЪ недостаточной толщины промежуточныхъ простенковъ и столбовъ.
Матер1аломъ для арокъ и перемы-чекъ вообще долженъ служить лучшш
Чер. 399.
кирпичъ, правильной формы съ
хорошимъ кантомъ и поддающейся теске; при этомъ, такъ какъ работа ведется на цементе, то следуешь особенно наблюдать, чтобы кирпичъ хо-
рошо смачивался. Сопрягаюшде швы должны быть возможно тоньше и
правильнее.
Чер. 400.
Чер. 401.
При устройств-fe совершенно плоскихъ перемычекъ надо принять во. внимаше, что нагрузка, располагаемая на нихъ, не должна превышать той, которую можетъ выдержать вписанная въ нее лучковая арка съ подъ-емомъ отъ \0 до */« пролета.
Предполагая прочное сопротивлеше кирпичной кладки на цементномъ раствор'Ь 2о кг. на см.2, проф. Крейтеръ даетъ следующее отношеше между
282
толщиною D (чер. 402) перемычки и величиною w перекрываемаго пролета, въ зависимости отъ высоты h каменной кладки, расположенной надъ пе-
ремычкою: В i/й w iTh
— = -—, откуда D —-----------.
W IO J 10
НапримЪръ, положимъ, что h = 2 м., w — 1,6 метр., то п 1,6/2 1,6 X 1,4
JJ =-------=-----------= 0,244 м.,
ТП ТП ’ *т ’
Чер. 402.
т.-е. можно принять D ~ i кирпичу.
Вообще что касается до раз-мЪровъ арокъ, то если онЪ значительной величины, то прочность и устойчивость ихъ должны быть проверены на основашй теоре-тическихъ данныхъ, указанныхъ для сводовъ. При аркахъ же не значительныхъ измЪрешй, [т.-е. такихъ, каюя обыкновенно встречаются въ гражданскихъ соору-жешяхъ и безъ которыхъ не строится ни одно каменное здаше, — достаточно примЪнешя извест-ныхъ, уже выработанныхъ практикой эмпирическихъ данныхъ.
Такъ для арокъ, сложенныхъ
изъ кирпича перекрывающихъ оконные и дверные пролеты каменныхъ городскихъ з-хъ и 4~хъ этажныхъ здашй или фабричныхъ строенш, могутъ быть приняты слЪдуюпце размЪры въ замкЪ *):
Таблица XXL
При пролетк. Толщина арки въ замкк.
Полуциркульный арки. Возвышенный арки. Плоскдя арки съ подъемомъ отъ У10 до у8 продета.
Въ 1у2 арш У2 кирпича. У2 кирпича. 1 кирпичъ.
До 3 арш Отъ 1 до 1у2кирп. 1 IV2 кирпича.
Отъ 3 до 5 арш. . . 0тъ1у2до2 „ Отъ 1 до 1У2 кирп. У2 кирп. въ замк'Ь и 2 въ пятахъ.
Отъ 5 до 8 арш. . . Отъ 2 до 21/2 « Отъ 1 до 2 „ 1У2 кирп. въ замк'Ь и 2J/2 въ пятахъ.
Отъ 8 до 12 арш. . . 2 кирп. Отъ 2 до 2V2 „ 2*/2 кирп. въ замкЪ и 3 въ пятахъ.
*) Руководствуясь таблицей, приведенной у Wanderley. Die Konstruktionen in Stein. Стр. 272 и 273.
283
Размеры опоръ или столбовъ при аркахъ, несущихъ известную нагрузку, приблизительно могутъ быть слЪдуюшде:
При возвышенныхъ и стртЬльчатыхъ аркахъ тол-
щина опоръ должна быть.............. отъ х/в Д° Vs>3
При полуциркульныхъ аркахъ .................. ‘/!|5 до ‘Д
При аркахъ, коихъ подъемъ не менЪе ‘/4 прелета . „ 1/l,i до х/4 При плоскихъ аркахъ съ подъемомъ не менЪе
У8 пролета................................ */4 до У,,,
Для перемычекъ...............................„ У4 до уз
пролета.
»
п
Если опорные столбы выше зх/2 аршинъ, то эти толщины слЪдуетъ увеличить еще на Уб отъ высоты; если же опоры сильно нагружены или пяты сделаны выпускными, то приведенный величины могутъ быть нисколько уменьшены.
При бол'Ье сложныхъ и значительныхъ постройкахъ, а также въ случай, если опоры подвергнуты дЪйствпо сильнаго распора,—толщина ихъ должна быть определена на основаши графическихъ пр!емовъ, указанныхъ выше для сводовъ.
Арки изъ тесовыхъ камней. Несмотря на дороговизну и малое распространеше естественнаго камня въ нашемъ отечестве, онъ однако за последнее время сталъ все более и более применяться не только для монументальныхъ построекъ, но и въ обыкновенныхъ случаяхъ какъ облицовка фасадовъ, обрамлеше оконъ и дверей, цоколя и пр. Причина этого заключается главнымъ образомъ въ непрочности штукатурки, посредствомъ которой стараются придать фасадамъ формы, какъ бы сделанныя изъ те-санаго камня. Постоянный ремонтъ штукатурки, неопрятность и неприглядность фасадовъ съ облетевшей штукатуркой отнимаютъ всякую охоту заботиться объ ихъ художественной обработке, темъ более, что починка штукатурныхъ тягъ и обрамлешй очень затруднительна и никогда не даетъ того отчетливаго и правильна™ рисунка, какой мы видимъ при употреблены естественнаго камня.
При устройстве болыпихъ арокъ изъ естественнйхъ камней, приго-товленныхъ и обтесанныхъ по шаблонамъ, наблюдаются те же правила разрезки, какъ и для кирпичныхъ арокъ т.-е. чтобы сопрягаюшде швы между камнями проходили въ одной плоскости чрезъ всю глубину арки и чтобы въ каждомъ ряду были камни одинаковой толщины. Существенная разница между аркой изъ кирпич^ и изъ тесанаго камня заключается въ томъ, что въ первомъ случае растворъ, какъ было уже замечено, играетъ главную роль, а правильная и клиновидная форма камней стоитъ на вто-ромъ плане; во второмъ же случае, наоборотъ, крепость и устойчивость зависитъ преимущественно отъ правильности формы и взаимнаго расположена отдельныхъ камней; растворъ же служитъ лишь заполняющимъ матер!аломъ.
Наибольшая устойчивость каменной арки достигается въ томъ случае, если лишя давлешя совпадаетъ со средней лишей арки. Чтобы способствовать этому совпадешю и по возможности устранить чрезмерное сжат!е
284
нижнихъ или верхнихъ кромокъ камней, ихъ сопрягаюпця поверхности притесываются съ небольшой выпуклостью къ средине (черт. 403), чтобы усил!е отъ одного камня передавалось бы другому ближе къ средине. Но такая обделка мЪшкотна и затруднительна, поэтому она редко применяется на практике. Той же самой цели можно достигнуть и при прямо-линейныхъ, ровныхъ сопрягающихъ по-Чер. 403. верхностяхъ, но съ введешемъ въ сред-
нюю часть промежутка между камнями,, взаменъ выпуклости, свинцовой прокладки.
Наиболее удобная кривая направляющая для каменныхъ арокъ—это полукругъ или вообще часть окружности. Такая форма даетъ возможность приго-
товлять все клинья одинаковаго вида, вытесанныхъ по одному шаблону; наоборотъ, при эллиптическихъ, параболическихъ или какихъ-либо иныхъ кривыхъ направляющихъ дело усложняется, такъ какъ для каждаго клина необходимы особые шаблоны.
Плоская форма перекрьтя, въ виде перемычки, безъ всякаго подъема (чертежъ 404), является не конструктивной изъ тесанаго камня такъ же какъ и изъ кирпича, даже еще въ большей степени въ виду слабаго сце~ плешя камня съ растворомъ. При перемычке сопрягаюшде швы делаются
по направлешю рад!усовъ лучковой кривой, принятой за направляющую для арки вписанной въ перемычку, съ подъемомъ отъ 710 до У8 пролета.
Чтобы предупредить скольжеше камней по плоскости сопрягающихъ швовъ, употребляютъ железныя скреплешя въ виде пироновъ, скобъ и т. п.; но применеше въ кладке железа вообще не рекомендуется, такъ какъ железо, даже будучи покрыто масляной краской или асфальтовой смолой, все же постепенно ржавеетъ, переходя въ окись железа, которая, какъ известно, увеличивается въ объеме и можетъ вызвать опасный внутренныя напряжешя кладки. Поэтому лучше самымъ камнямъ придавать
285
форму, скрепляющую ихъ другъ съ другомъ и обусловливающую большую ихъ неподвижность, какъ это показано, напр., на черт. 405. Зд^сь камнямъ а, &, с, d придана форма крючковъ.
Недостатокъ такого перекрьтя заключается въ томъ, что почти вертикально поставленные камни получаются слишкомъ высоки и затрудняютъ
Чер. 407.
осадку строешя на швахъ, что можетъ вызвать перегрузъ перемычки и ея разрушеше. При кладкЪ ст^нъ на растворЪ изъ портландскаго цемента этотъ недостатокъ отпадаетъ.
286
Чтобы избежать острыхъ угловъ камней, составляющихъ перемычку, и выкрашивашя ихъ кромокъ, разрезку ведутъ слЪдующимъ образомъ: отъ нижней и верхней поверхностей перемычки, на разстоянш х/8 всей ея высоты, проводятъ линш аЪ и cd (черт. 406) и изъ точекъ пересЪчешя этихъ линш съ направлешемъ сопрягающихъ швовъ опускаютъ перпендикуляры на линш ef и gh. Хотя такая разрезка и усложняетъ работу, но несомненно ращональнЪе обыкновенной.
Если камни служатъ только какъ облицовка перемычки или плоской арки, сложенной изъ кирпича, то эта облицовка выкладывается совершенно независимо, безъ всякой связи съ кирпичной кладкой, даже иногда съ оставлешемъ промежутка.
При облицовке обрамлешя естественнымъ камнемъ неболыпихъ отверстш въ стенахъ и устройстве при этомъ плоскаго покрьтя, последнее можетъ быть сложено такъ, какъ показано на чертеже 407. Здесь отверспе въ 1V2 аршина перекрыто двумя камнями, лежащими на опорахъ, и тре-тьимъ, замыкающимъ камнемъ, сопрягаюпце швы котораго направлены къ центру о.
Ст. 5. Потолочный покрытая.
§ 24.
Въ предшествовавшей статье были изложены кратшя свЪдЪшя о сводахъ вообще и приведены некоторый подробности о конструкцш тЬхъ изъ нихъ, которые имеютъ наибольшее применеше на практике. Но при вс'Ьхъ несомн'Ьнныхъ достоинствахъ этого рода покрытш, оно во всЪхъ случаяхъ •слишкомъ грузно, а при значительныхъ пролетахъ отнимаетъ много места по высоте помЪщешя или требуетъ многочисленныхъ и сильныхъ опоръ, -зат'Ьсняющихъ перекрываемое пространство. Кроме того, это самая дорогая конструкщя, требующая къ тому же совершенно неподвижныхъ устой-чивыхъ опоръ, такъ какъ малЪйщее ихъ движеше или осадка неизбежно вызываютъ трещины въ сводахъ. Даже осадка на швахъ имЪетъ при этомъ значеше; поэтому своды сл^дуетъ устраивать лишь тогда, когда осадка здашя, какъ на швахъ, такъ и отъ сжапя грунта, совершенно окончилась, а осадка эта, какъ было сказано выше въ статье объ основашяхъ, неизбежна въ каждомъ зданш и при всякаго рода грунтахъ. Когда строеше возведено, покрыто крышей и возстановилось равновЪие между сопроти-влешемъ грунта и вЪсомъ строешя и окончилась осадка на швахъ,—тогда только можно приступать къ устройству сводовъ; а для этого необходимо продлить перюдъ стройки по крайней мЪр^ на 6—8 мЪсяцевъ. Наконецъ, применяя своды, приходится считаться съ горизонтальнымъ усил!емъ или распоромъ, вызывающимъ утолщеше стЪнъ, уширеше фундамента, распо-ложеше связей и проч., что иногда влечетъ за собой значительные расходы.
Вотъ почему своды въ гражданскихъ строешяхъ применяются довольно редко, главнымъ образомъ при возведеши наиболее важныхъ мо-нументальныхъ построекъ, какъ, напр., церквей, общественныхъ здашй, музеевъ, дворцовъ и т. п., а также въ техъ частяхъ фабричныхъ и завод-скихъ строешй, въ которыхъ требовашя прочности и несгораемости стоятъ на первомъ плане, такъ, напримеръ, при постройке подвальныхъ этажей для складовъ, при устройстве подземныхъ галлерей, переходовъ и т. п.
Применеше сплошныхъ сводовъ въ особенности уменьшилось съ техъ поръ, какъ появился целый рядъ новыхъ конструкцш, такъ называемыхъ 19
290
несгораемыхъ потолочныхъ покрытий изъ железа и бетона,, а также изъ кирпича и железа. Этотъ родъ покрыты, заменяя сплошные своды, благодаря удешевлешю за последнее время цемента и железа, обходится значительно дешевле и во многихъ отношешяхъ представляется более выгоднымъ.
Скажемъ сперва вообще о потолочныхъ покрыпяхъ.
Потолочный покрьтя служатъ для раздЪлешя здашя на части по его* высоте и устраиваются вчерне одновременно съ возведешемъ этажей, такъ какъ служатъ вместе съ тЪмъ подмостями для каменщиковъ.
Покрьте можетъ быть чердачное и междуэтажное; отъ этого -зависитъ его конструкщя. Во всякомъ случае оно должно удовлетворять не только общимъ требовашямъ въ смысла прочности и устойчивости, но обладать еще и другими, более спещальными свойствами, какъ-то: легкостью, несгораемостью и неразрушимостью отъ дЪйств!я высокой температуры во время пожара, наименьшей зву-ко-и теплопроводностью, отсутств!емъ сотрясешй и коле-бан!й, наконецъ покрьте должно занимать по возможности меньшую толщину, такъ какъ вместе съ этимъ уменьшается и безполезная высота здашя.
По матер!алу мы раздЪляемъ потолочный покрьтя на сгораемый и несгораемый; первыя устраиваются главнымъ образомъ изъ дерева, а вторыя изъ кирпича, бетона, железа и проч. ЗамЪтимъ, что въ жилыхъ строешяхъ почти всегда принимаются мЪры для предупреждешя воспламе-нешя сгораемыхъ покрыты, чЪмъ и уменьшается въ известной степени опасность ихъ въ пожарномъ отношенш. Точно такъ же и несгораемый покрьтя хотя и не воспламеняются, но отъ непосредственнаго дЪйств1я сильнаго пожара, могутъ разрушаться, поэтому некоторый ихъ части тоже предохраняются отъ непосредственнаго дЪйствтя пламени особыми способами.
§ 25.
А. Несгораемыя потолочныя покрьтя. По конструкщи могутъ быть разделены на два типа: первый, самый разнообразный и наиболее применяемый на практике, состоитъ изъ металлическихъ балокъ, располагаемыхъ на известныхъ разстояшяхъ другъ отъ друга, и изъ заполнены проме-жутковъ между этими балками различными несгораемыми матер!аламиг какъ-то:ф кирпичомъ, бетономъ, волнистымъ железомъ, алебастровыми плитами и т. п. По своему внешнему виду эти заполнешя между балками могутъ быть или криволинейными, въ виде сводчатой поверхности, или совершенно горизонтальными.
Второй типъ покрьтя, устраиваемый безъ металлическихъ балокъ, представляетъ изъ себя сплошное покрьте, расположенное надъ пролетомъ между стенами и состоитъ изъ цементнаго бетона, съ введе-шемъ въ него железныхъ полосъ различнаго поперечнаго сечешя, въ большинстве случаевъ круглаго. Такую конструкщю французы называютъ ciment апле, то-есть цементный бетонъ, вооруженный железомъ.
Сначала мы разсмотримъ первый типъ несгораемыхъ покрьтй и
291
начнемъ съ металлическихъ балокъ: металличесюя балки бываютъ
чугунный и железныя, послЪдшя могутъ быть прокатныя и клепанный. Сюда же относятся железнодорожные рельсы, какъ балки.
а. Чугунный балки. Изъ теорш сопротивлешя матер!аловъ известно, что при изгибе нагруженной балки, имеющей прямоугольное поперечное сечеше (черт. 408) abed, прежде всего достигаетъ предела упругости матер!ала напряжете въ крайнихъ верхнихъ и нижнихъ волокнахъ ab и cd, такъ что если нагружать постепенно балку до того момента, когда она сломается, то разрушеше начнется съ того, что верхшя волокна сомнутся, а нижшя разорвутся; стало быть въ поперечномъ сечеши балки подверженной изгибу, напряжете распределяется не равномерно, и весьма возможно, что въ крайнихъ волокнахъ пределъ упругости будетъ превзой-
дешь уже тогда, когда въ волокнахъ, смежныхъ съ нейтральнымъ слоемъ, напряжешя будутъ самыя незначительный. Последнее обстоятельство резче
всего обнаруживается въ прямоугольномъ сечеши abed (черт. 408), которое
даютъ почти исключительно деревяннымъ балкамъ. Въ виду этого, при замене дерева чугуномъ, какъ более дорогимъ матер!аломъ, естественно явилась мысль изменить прямоугольное поперечное сечеше балки такъ, чтобы оно соответствовало какъ изме-нешю внутреннихъ напряжены въ поперечномъ сечеши, такъ и свойствамъ матер!ала, то-есть изъ прямоугольнаго сечешя оставили лишь верхнюю и нижнюю полосы ab и cd (черт. 408) и соединили ихъ стенкой е/, служащей связью между этими
Чер. 408.
двумя полосами и вместе съ темъ, при изгибе, сопротивляющейся раз-слаивающимъ и скалывающимъ усщпемъ. Такимъ образомъ явился типъ двутавровой чугунной балки (черт. 409) лит. А. Этимъ достигалось: i) уве-личеше сопротивлешя балки более рашональнымъ распределешемъ мате-р!ала въ ея попереч-
номъ сечеши И2)умень-шеше собственнаго веса балки.
Отъ перемещешя стенки и поясовъ получились затемъ сечешя: трубчатое (В), корытообразное или швеллерное (С) и Z-об-разное (В).
2г
Позднее изеледовашя свойствъ чугуна показали, что
его сопротивле-
ше на сжапе значительно больше, чемъ на разрывъ; поэтому симметричное сечеше балки съ одинаковыми поясами было признано неращональнымъ. Сопротивлеше чугуна на сжапе и растяжеше выражаются следующими коэффищентами, взятыми изъ таблицы Ландсберга [Handbuch der Archi-tectur, Statik, стр. 23].
19*
292
Таблица XXII.
Временное сопротивлеше растяжешю отъ 1250 до 1450, въ среднемъ . 1350 Kg. на см.2
Тоже, сжатно: отъ 7500 до 8000, въ среднемъ.................... 7800 „ „ „
Пред'Ьлъ упругости при растяжеши................................ 660 „ „
Тоже, при сжатш................................................ 1800 „ „ „
Прочное сопротивлеше при вытягиванш............................ 250 „ „ „
Тоже, при сжатш . . . .......................................... 500 ,, „ „
Годкинсонъ, съ цЪлью определить наивыгоднЪйиие размеры нижняго и верхняго поясовъ чугунной балки производилъ рядъ опытовъ надъ балками различной формы поперечнаго сЪчешя и пришелъ къ заключешю, что одновременное разрушеше верхняго и нижняго поясовъ балки про-исходитъ въ томъ случае, если отношеше площадей этихъ поясовъ какъ 1:6, что соответствуешь отношешю вышеприведенныхъ коэффищентовъ на временное сопротивлеше чугуна разрыву и раздроблешю. Такимъ образомъ, по Годкинсону, нужно признать, что наивыгоднейшее поперечное сЪчеше чугунной балки такое, въ коемъ размеры поясовъ относятся другъ къ другу какъ i : 6. ВпослЪдствш Стефенсонъ и Бруннель доказали, что такой выводъ на практике неудобоприменимъ, такъ какъ отливка съ такой неравномерной толщиной поясовъ даетъ балки весьма неопределенныхъ и ненадежныхъ сопротивленш. Дело въ томъ, что вслЪдств!е неодновре-меннаго остывашя нижняго и верхняго поясовъ балки, является и неодновременное ихъ сжайе (уменьшеше въ объеме), что влечешь за собой вредный внутреншя напряжешя. Поэтому отношеше между размерами поясовъ, для балки съ поперечнымъ сЪчешемъ равнаго сопротивлешя, было принято не какъ 6 : х, а какъ 2:1, то-есть то отношеше, которое имеютъ коэффи-щенты прочнаго сопротивлешя на сжайе и растяжеше (см. таб.). При та-комъ поперечномъ сЬчеши хотя и уменьшаются недостатки, являюнцеся при отливке, но все же не вполне устраняются.
Профессорь L. Debo въ своей брошюрка „Die Lage der neutralen Schichte bei gebogenen K6rpern“ доказываеть вычислениями и опытами, произведенными имъ надъ пробными чугунными балками, что нЪтъ надобности въ отливке несимметричнаго с'Ьче-шя чугунныхъ балокъ, имея въ виду то обстоятельство, что при изгибе вместе съ увеличешемъ нагрузки отъ нуля и до полнаго разрушешя нейтральный слой перемещается отъ центра тяжести по направлешю къ поясу, подвергнутому сжатно, вслЬд-ств1е чего моменты сопротивлешя внутреннихъ мр-лекулярныхъ силъ, взятые относительно этого слоя на сжаНе и растяжеше, уравниваются, и разрушеше при переломе балки какъ нижняго, такъ и верхняго пояса происходить одновременно.
Профессоръ L. Debo производилъ свои опыты надъ двумя балками длиною 200 сантиметровъ, попе-
речный сечешя коихъ изображены па чертеже 410 литерами А и В, располагая балки свободно на двухъ опорахъ и загружая ихъ посредине грузомъ. Площади поперечныхъ сечешй обеихъ балокъ равняются 13,76 см.2. Результаты получились следующее:
293
а) Чугунная балка профиля А, съ поясами нижнимъ и верхнимъ различныхъ разм'Ьровъ, при отношены площадей какъ 2,25:7,05, подвергались нагрузкЪ: собственнаго в1зса балки при длин’Ь въ 200 см. равенъ 22 Kg, изъ коихъ на средину дЪйствуетъ
половина................................ .... 11,0 Kg.
ВЪса рычага и чашки вЪсовъ........................46,0 „
Всего.............57,0 Kg.
Отъ этого груза получится прогибъ.....................
„ нагрузки въ 365 кг. прогибъ........................
» » » 673 » » .................. . . . .
» а 08 п }} ......... ...............
п » » ^35 » „ ..................... . . .
0,4 мм.
2,9 „
5,6 „
5,8 „
ОД »
По сняты груза и оставлены лишь 365 кг. прогибъ остался въ . 3,5 „ По сняты всего груза съ чашки вЪсовъ прогибъ остался......0,85 „
Допускаемая нагрузка, соответствующая коэффищентамъ прочнаго сопротивлешя (на растяжеше 250 кг., на сжат!е 500 кг.) . . 242 кг.
Нагрузка до предела упругости чугуна (при растяжены 660, при сжаты 1800 кг.)........................................... 700 „
в) Чугунная балка литера В.
При одинаковой ширине поясовъ толщина ихъ, а также и толщина стенки, приняты — 0,8 см., при чемъ собственный весь балки при длине ея 200 см. равенъ 22,7 кг., изъ коихъ на средину
действуетъ............................................И,4 кг.
Весъ рычага и чашки весовъ............................ . 46,0 „
Всего . . • . . 57,4 кг.
Отъ этой нагрузки прогибъ оказался...................................0,4 ihvaa
При нагрузке въ 327 кг. прогибъ......................................2,1 „
„ „ ,, 694 „ „ ................................4,4 „
726 ... 47
Я Я „ * » Я ........................... . . • -X, « „
• После сняпя груза и оставлены лишь 327 кг.......................2,2 „
После снят!я всего груза.....................................0,7 „
Допускаемая нагрузка, соответствующая коэффищентамъ прочнаго сопротивлешя................................................ 257 „
Нагрузка до предела упругости............................... 750 „
Такимъ образомъ оказывается, что балка литера В дала несколько менышй прогибъ при той же нагрузке, поэтому за ней надо признать и большее сопротивлеше сравнительно съ балкой литера А.
Этотъ результатъ испытаны профессора L. Debo подтверждаютъ тео-ретичесюе его выводы и приводятъ къ заключенно, что нiтъ никакой надобности придавать чугуннымъ балкамъ несимметричную форму поперечнаго сЪчен!я; толщина и размеры вс'Ьхъ частей могутъ быть совершенно одинаковы, этимъ не только почти избегаются те недостатки въ отливке, о которыхъ было сказано выше, но и выигрывается въ степени сопротивлешя балки.
Къ числу недостатковъ чугунныхъ балокъ принадлежит^ во-х-хъ, ихъ о''
значительный весъ, такъ какъ стенка балки толщиною въ -g- (х см.) уже по хрупкости чугуна не представляетъ достаточно прочности, а потому приходится ее делать значительно толще, вследств!е этого увеличивается
294
весъ балокъ, а вместе съ Т'Ьмъ и трудность по перевозке и установив ихъ. Во-2-хъ, въ массе чугуна вслгЬдств!е неодновременнаго остывашя
внутри и снаружи образуются пустоты или чугунъ разнаго строешя. Такъ, наприм'Ьръ, внутри более толстыхъ поясовъ чугунъ иногда имЪетъ пустоту (чер. 411), окруженную крупнозернистой массой, какъ это обнару-
Чер. 411.
жилось при испытаны напереломъ двухъ чугунныхъ балокъ гановерской прядильной фабрики (L. Debo, стр. 21). Въ-3-хъ, длина чугунныхъ балокъ, вслЪдств1е трудности отливки весьма ограничена, и при перекрыли широкихъ строенш, не имЪю-щихъ продольныхъ стЪнъ, приходится ставить подпоры, разстояше между которыми не должно превосходить ю или 12 футъ. Эти опоры, число которыхъ можетъ быть очень значительно, crfc-сняютъ внутреннее помЪщеше.
Такъ какъ внЪшшй изгибаюнцй
моментъ равномерно нагруженной балки, лежащей свободно на опорахъ, достигаетъ своего максимума въ средине балки, а къ концамъ ея уменьшается до нуля, то для уменьшешя безполезнаго вЪса балки слЪдуетъ, по мЪрЪ увеличешя момента, увеличивать высоту балки; это достигается тЪмъ, что верхшй поясъ располагается или по параболЪ, или по двумъ прямымъ, поднимающимся къ средине балки (чертежъ 412).
Чер. 412.
Къ достоинствамъ чугунныхъ балокъ следуетъ отнести ихъ большую, сравнительно съ железными, жестокость, то-есть потолочное покрыпе, основанное на нихъ, меньше подвергается сотрясенпо, что часто имеетъ большое значеше въ фабричномъ деле.
/ Въ фабричныхъ строешяхъ, въ которыхъ разстояше между поддерживающими чугунныя балки колоннами не свыше и или 12 ф. (3,35 м.), весъ междубалочныхъ кирпичныхъ сводовъ въ 7а кирпича и лежащаго на нихъ пола почти постояненъ, около 5 пудовъ на кв. ф., т.-е. около 245 пудовъ на кв. сажень (около 865 кг. на кв. м.), временная же нагрузка вместе съ весомъ машинъ и товара можетъ быть принята какъ толпа людей въ числе 9 человекъ на i кв. саж. 36 пуд. (126 кг. на кв. м.), вся нагрузка, следовательно, на I кв. саж. принимается = 245 -f- 36 = 281 пудъ (около т.ооокг.} на кв. м.).
295
За последнее время, какъ мы увидимъ ниже, примФнеше легкихъ бе-тонно - желтЬзныхъ сводиковъ, какъ заполнешя млжду балками, сократило постоянный грузъ, дЪйствующш на балки еще бо.тЬе, и довело его до 140 пуд. на кв. саж. (около 500 кг. на кв. метръ).
Практически для опред'йлешя разм'Ьровъ чугунныхъ балокъ можно принять ихъ высоту стЬчешя отъ Vie до Vio, среднее въ V12 пролета.
По Годкинсону, моментъ (Ж), ломаюпцй чугунную балку, если А площадь сЪчетя растягиваемаго пояса въ кв. см., h высота сЪчешя балки на срединЪ въ см., то М= 10,23 килограмметрамъ.
Или, для балки подпертой въ двухъ концахъ, при пролетЪ L въ ме-трахъ (чер. 412), ломаюпцй грузъ Р въ килограмм., сосредоточенный на ея
PL
средин^, когда максимальный моментъ М — будетъ круглымъ числомъ
т, 10,23. Ah. 4 Ah
Р = —~^т-----~ = 41 ~~г~ килограм.
Ju
Для балки, равномерно нагруженной и лежащей свободно на двухъ Р1
опорахъ при М=—g—, имеемъ
_ 10.2Q . Ah . 8 о Ah
Р —___V________— Ко_____
Ь) Железныя балки. Железныя балки представляютъ сравнительно съ чугуномъ весьма важныя преимущества, поэтому даже въ то время, когда железо было значительно дороже, оне все более и более применялись на практике, и въ настоящее время при значительномъ удешевлены ценъ на железо вообще, а на балочное въ особенности, оно применяется почти исключительно какъ матер!алъ для устройства несгораемыхъ покрыты. Даже при устройстве деревянныхъ потолковъ есть расчетъ вместо деревянныхъ балокъ употреблять железныя въ виду ихъ долговечности и прочности при незначительной разнице въ стоимости.
Железо представляетъ матер!алъ значительно более однородный сравнительно съ чугуномъ, такъ какъ различные процессы, проковки и прокатки, которымъ оно подвергается, если не совершенно уничтожаютъ, то по крайней мере делаютъ безвредными те пузыри и раковины, которые неустранимы въ чугуне при отливке. Вообще, по своимъ свойствамъ сопротивлешя, железо сходно съ деревомъ, а чугунъ—-съ камнемъ. По причине необыкновенной вязкости железа, изъ него приготовляютъ широте и длинные листы, изъ которыхъ легко составить балки, обладаюшдя весьма значительнымъ сопротивлешемъ и неболыиимъ сравнительно весомъ, что даетъ возможность придать железнымъ балкамъ гораздо большую длину, чемъ чугуннымъ.
f Есть два способа приготовлешя железа. ^Первый—путемъ разуглероживашя чугуна плавлешемъ ^го до температуры ниже точки плавлешя железа (въ пудлинго-выхъ печахъ), при ^емъ получается полужидкая, тестообразная масса, подвергаемая дальнейшей механической обработке проковкой, прокаткой и т. д. Такое железо называется сварочнымъ; это железо и идетъ преимущественно для балокъ.
296
Другой способъ приготовлешя железа, такъ называемаго литого, состоитъ въ удалены углерода изъ чугуна плавлешемъ его при весьма высокой температур^, при которой плавится и желйзо (способъ Бессимера). Такой способъ болйе благопръ ятствуетъ удалешю шлаковъ, желйзо получается лучшаго качества и употребляется главнымъ образомъ для приготовлешя желйзнодорожныхъ рельсовъ.
На основаны техническихъ условШ министерства путей сообщешя хорошее сварочное желйзо должно быть мягкое, какъ въ*холодномъ, такъ и въ нагрЪтомъ состояли; въ изломй представлять сложеше волокнистое, должно быть хорошо прокатано, по направлешю тйхъ усил!й, которымъ будетъ подвержено въ стройка (для балокъ по направленно поясовъ). Железо должно быть безъ пленъ и углублешй съ поверхности, чистое, безъ какихъ бы то ни было слйдовъ сварки, ржавчины или окалины.
Испыташе желйза обыкновенно ограничивается опредйлешемъ разрывающаго груза В и удлинешя У при растяжеши. Эти опыты наиболее характеризуютъ качество металла.
Удлинешемъ называется выраженное въ процен-тахъ отношеше величины, на которую образецъ, при его разрыв^, увеличился по длинй, къ его первоначальной длинй. Такъ, положимъ, что брусокъ длиною въ 20 см., вслйдств!е растягивашя, удлинится на 3 см. (чер. 413). Въ такомъ случай удлинеше N будетъ:
N=х 100 = 4=15%-
Лучппй сортъ металла будетъ тотъ, который, обладая болыпимъ сопротивлешемъ на разрывъ, даетъ вмйстй съ тймъ наибольшую величину удлинешя; такое свойство служитъ указашемъ мягкости желйза. Наоборотъ, если при значительномъ сопротивлеши его на разрывъ получается ничтожное удлинеше, это доказываете, что испытуемый матер!алъ не желйзо, а сталь.
На основаны техническихъ кондищй м. п. с. при длинй образца въ 200 мм. хорошее желйзо должно удовлетворять слйдующимъ требовашямъ:
Таблица XXIII.
j| Сопротивл. В разрыву. Удлинеше Ж
1 1 I Листы литого желйза толщ, въ 4—8 мм. . Сварочнаго желйза вдоль прокатки . . . „ „ поперекъ прокатки . Сварочн. фасонн. желйза 1-й сортъ . . . * ^-й । 35—45 кл. кв. мм. 34 кл. на кв. мм. 28 „ » ,, „ 34 36 „ „ „ п 32-34 „ „ „ „ 20 — 15% 12% 3% 14-18% 10—12%
По Max Forster, сопротивлеше (В) образца разрыву по его длинй и удлинешю (2V), выраженное въ процентахъ отъ его первоначальной длины, должны удовлетворять следующей таблицй:
297
Таблица XXIV.
При толщин^.
> 10 мм...........
10 —15 „ .........
15 — 35 „ .........
36 кг. на кв. мм.
1 кубичесюй метръ сварочнаго железа вЪситъ .... 7.800 кг.
1 кубичесюй метръ литого железа вЪситъ......... 7.850 кг.
Въ присутствш кислорода воздуха, воды и углекислоты жел'Ьзо, нич'Ьмъ не защищенное, быстро покрывается ржавчиной, которая легко смывается водой и даже сдувается вЪтромъ, открывая снова доступъ къ дальнейшему окисленпо. Такой про-цессъ окислешя железа происходитъ довольно быстро, и если не принять меры про-тивъ этого самаго важнаго недостатка железа, то оно постепенно разрушится. Меры эти заключаются въ окраске железа масляной краской, оцинковании его, покрытш асфальтовой смолой и т. п. Самый распространенный и самый верный способъ заключается въ окраске, которая производится следующимъ образомъ. Первоначально железную поверхность очищаютъ металлическими щетками; затемъ, для удалешя окис-ловъ, промываютъ известковымъ молокомъ и по просушке поверхности покрываютъ ее грунтомъ. Последшй состоитъ изъ смеси вареной олифы съ красной свинцовой окисью (сурикомъ); эти два вещества вступаютъ въ химическое соединеше, крепко сцепляются съ железомъ и даютъ очень прочную загрунтовку. Грунтовке подвер-гаютъ все поверхности железа открытый и закрытый; окраска же производится, когда железная конструкщя уже закончена, только видимыхъ частей различными колерами масляной краски, состоящей, обыкновенно изъ свинцовыхъ или цинковыхъ белилъ съ, прибавлетемъ для получешя требуемаго колера какой-нибудь минеральной краски»/
ЖелЪзо хотя и принадлежишь къ матер!аламъ несгораемымъ, однако, при д'Ьйствш высокой температуры, напр., во время пожара, оно теряетъ свою крепость, прогибается подъ тяжестью нагрузки, что и влечетъ за собой или провисан1е, или падеше всей потолочной конструкщи.
Для предохранешя желЪза отъ непосредственнаго дЪйств!я пламени его съ поверхности обдЪлываютъ дурнопроводящимъ тепло и несгораемымъ матер!аломъ такъ, напр., цементомъ, обожженной глиной и т. п. или же всему потолочному покрьтю придаютъ такую конструкщю, при которой железныя поверхности нигдЪ не оголены, а покрыты цементно-бетонной массой или обожженной глиной.
Есть опытныя данныя, на основашй которыхъ можно вывести заклю-чешя, что при температур^ около 500° С. железо обладаетъ коэффищен-томъ на растяжеше, равнымъ 25% отъ величины таковаго же коэффищента при обыкновенной температур^. Следовательно, если при расчетЪ конструкщи коэффищентъ надежности принятъ равнымъ 4 и температура на-гр^таго желЪза не достигаетъ 500°, то конструкщя будетъ держаться и не окажетъ никакихъ с^^овъ TOinnin на нее высокой температуры.
Съ другой стороны, опыты X а й т т а надъ тек^пературой, загражденныхъ штукатуркой жел'Ьзныхъ балокъ, при непосредственномъ на нихъ щЬйствш пламени въ течете 12 naco^j, и при различной толщинЪ ограждешя ихъ
298
бетоннымъслоемъ изъ смеси i части цемента и 2 частей кирпичнаго шамота дали слЪдуюице результаты:
При заграждеши толщиною въ 2" — / = 480°. „ » » « 3 425 •
п „ п п 4 -- 287°.
Такимъ образомъ оказывается, что заграждеюе железа бетон н ы м ъ слоемъ отъ 3 до 4" толщины можетъ считаться вполн'Ь надежнымъ, если коэффищентъ надежности при-нятъ равнымъ 4 (обыкновенно же берутъ больше 5 и даже 6). Теплопроводимость бетона, изъ смеси цемента и песка больше чЪмъ изъ цемента и шамота; поэтому лучше для изолящи железа приготовлять смесь изъ I ч. ц. и 2 ч. шамота. Слой изъ гончарной массы будетъ, несомненно, еще надежнее.
Приведенныя данныя показываютъ, насколько необходимо несгорае-мымъ потолочнымъ покрыпямъ придавать такую конструкщю, при которой все внешшя поверхности железа были бы ограждены слоемъ цементнаго бетона или гончарной массой на толщину отъ 2 до 4 дюймовъ.
Въ строительной практике употребляются главнымъ образомъ три вида железныхъ балокъ:
i) Железнодорожные рельсы какъ балки.
2) Прокатныя балки различныхъ поперечныхъ сеченш.
3) Клепаныя балки или составныя, состояния изъ листовъ, полосъ и угольниковъ вместе склепанныхъ.
§ 26.
i) Железнодорожные рельсы. При настоящей низкой цене прокатныхъ балокъ железнодорожные рельсы употребляются редко какъ балки; разве только на железныхъ дорогахъ, где этотъ матер!алъ, отслу-жившш известный срокъ на пути, является въ избытке. Еели рельсы, несмотря на ихъ малое сопротивлеше изгибу, применялись, а иногда применяются и теперь, то это происходитъ главнымъ образомъ отъ двухъ при-чинъ: i) рельсы имеютъ сравнительно небольшой весъ, а потому и укладка ихъ на место не затруднительна и 2) рельсы по дешевизне превосходятъ все друйе виды металлическихъ балокъ. Последнее обстоятельство въ особенности способствовало вънедалекомъ прошломъ применешю рельсовъ; а между темъ они только въ редкихъ случаяхъ представляютъ такую степень прочности) которую отъ нихъ въ праве требовать. Такъ, безопасная равномерная нагрузка, которая можетъ быть допущена на i погонный футъ обыкновенна™ виньолевскаго рельса, высотою 5", равна 1442,8 пуда. Следовательно, при двухсаженномъ пролете на рельсъ можетъ быть безопасно передана нагрузка въ юо пудовъ; но по многимъ причинамъ отъ такой нагрузки рельса приходится воздержаться.
Для нормальнаго профиля рельса, съ шириной подошвы 105 мм. и высотой 134 мм., моментъ инерщи сйчешя J = 0,032 №, моментъ сопротивлешя W = 0,064 №, площадь сйчешя hF = 0,238 7*2 и вйсъ 1 пог. метра = 0,785 F Въ этихъ выражешяхъ h обозначаетъ высоту рельса. При расчетЪ рекомендуется, въ случай примйнешя
299
старыхъ рельсъ, уменьшать вышеприведенный величины сообразно съ изнашивашемъ ихъ; по большей мйр'Ь ихъ слЪдуетъ принимать равнымъ:
J= 0,03 7г‘, = 0,06 №, F = 0,225 №.
Чер. 414.
'•-I
Для увеличешя сопротивлешя рельсъ ихъ часто употребляютъ взаимно склепанными подошвами (чер. 414). Такая двойная рельсовая балка несравненно выгодн-fce, чЪмъ расположеше двухъ рельсовъ рядомъ, такъ какъ моментъ инерщи (Л), сЬчешя такихъ склепанныхъ рельсъ относительно лиши, проходящей черезъ центръ тяжести сЬчешя, определяется по формуле:
J1 = 2 (<74- е2F),
где F—площадь сечешя одного рельса, J моментъ инерщи этого сечешя относительно его центра тяжести, е разстояше центра тяжести отъ подошвы. Заклепки или болты, соединяющее подошвы, располагаются въ шахматномъ порядке на разстоянш отъ 6 до 8 дюймовъ другъ отъ друга. Безопасная равномерная нагрузка на I гюгонн. футъ подобной балки—4337 пуд., т>-е. въ 3 раза больше, чемъ при одномъ рельсЪу/
Примкнете рельсъ вообще целесообразно тамъ, где они при благо-пр!ятныхъ услов!яхъ нагрузки должны служить для горизонтальныхъ пере-крыпй оконныхъ и дверныхъ пролетовъ въ каменныхъ стенахъ.
Если перекрываемое оконное отверспе находится въ первомъ этаже, то при обыкновенной ширине отверспя въ 4' и при высоте здашя въ 2 или з этажа для покрьтя достаточно употреблять 3 рельса, здесь они
заменяютъ столь употребительную въ подобныхъ случаяхъ плоскую арку или перемычку, которая вообще не конструктивна. Рельсы укладываются по ватерпасу и заделываются концами въ стену на 6 или 7 вершковъ.
Если рельсы перекрываютъ отверст!е больше 4-хъ футъ, необходимо располагать 4 рельса, а также выше покрьтя устраивать разгрузную арку; таюя же арки следуетъ выводить и во всехъ верхнихъ этажахъ.
Въ настоящее время, впрочемъ, почти повсюду даже старые железнодорожные рельсы выгоднее заменять двутавровыми балочками въ 6" вышиной, имеющими одинаковое сопротивлеше съ рельсомъ.
§ 27.
. 2) Двутавровый прокатиыя железныя балки. Двутавровый прокатныя балки имеютъ уже то громадное преимущество передъ рельсами, что ихъ профиль спещально выработанъ для сопротивлешя изгибу и можетъ иметь размеры по ^ысоте ^цо 55 см. включительно и длину балокъ до 12 м. Кроме того, можно быть уверенными», что вследств!е незначительной толщины металла въ стенкахъ и поясахъ балокъ, железо въ нихъ обладаетъ одинаковой во всеть частяхъ балки плотностью и однородностью и не имеетъ пороковъ, чего нельзя сказать про железо въ рельсахъ, въ особенности про железо въ головке рельса.
300
Наиболее распространенная форма поперечнаго сечешя прокатныхъ балокъ обусловливается исключительно тЪмъ положешемъ, что предЪлъ
упругости железа на сжапе и растяжеше почти одинаковъ. Поэтому, если
въ чугунныхъ балкахъ симметричнаго поперечнаго сечешя, нейтральная ось, по мере нагрузки балки, должна перемещаться, а при несимметричномъ профиле поперечнаго сечешя находится на разстоянш 7з высоты отъ наиболее вытянутыхъ волоконъ, то въ желез-ныхъ балкахъ нейтральная ось должна постоянно находиться на половине высоты, на этомъ основашй поперечныя сечешя двутавровыхъ железныхъ балокъ делаются всегда симметричными относительно центра тяжести.
Однотавровое сечеше, целесообразное для чугунныхъ балокъ, совершенно не пригодно для железныхъ; если же и находитъ применеше, то только въ исключительныхъ случаяхъ, какъ, напр., въ косоурахъ, для каменныхъ лестницъ и т. п.
Размеры поперечныхъ сечешй двутавровыхъ балокъ, будучи вообше весьма разнообразны, заключаются, однако, въ известныхъ границахъ, обусловливаемыхъ трудностями прокатки. Такъ, чемъ больше весъ прокатываемой балки, темъ больше трудностей пред-
ставляетъ прокатка. Двутавров ыя балки изготовляются на заводахъ опре-
деленныхъ размеровъ въ попереч ныхъ сечешяхъ, въ виде нормальныхъ про-
филей. На чер. 415 представленъ нормальный немец, профиль двутавровой железной балки. При высоте балки 1г до 250 мм. i=o,4./?-|-io мм. мм- При
^>250 мм. 5=о,5^4“35 мм- ^=0,036. Л; средняя толщина пояса i=i,4 d.
Кроме тавроваго сечешя, прокатный балки употребляются и иныхъ профилей, изъ коихъ въ строительной практике имеютъ применеше: швеллеръ (черт. 416 Л) и зетовое железо (черт. 416 j?). Нормальнаго профиля швеллеръ имеетъ следуюице размеры: Ъ = 0,251г 4~ 25 мм. d = = 0,025 5 4“ 4 мм.—при Лдоюо мм. При большой величине /г, d = 0,025 й 4~ 3,5 мм- Что касается зетоваго се
чешя, то оно употребляется лишь для балокъ незначительныхъ размеровъ. Для двутавровыхъ и швеллерныхъ балокъ, выделываемыхъ на нашихъ.
301
и заграничныхъ заводахъ, составлены таблицы, въ которыхъ для каждаго номера балки или профиля поперечнаго сечешя, начиная отъ высоты въ 8 см. до 55 см., указаны?"моментъ инерщи (J) относительно горизонтальной оси, проходящей черезъ центръ тяжести поперечнаго сечешя, моментъ сопротивлешя (Ж), вЪсъ погоннаго метра въ кг., площадь поперечнаго ct-чешя въ см. и стрелка прогиба, предполагая равномерную нагрузку и длину балки въ i м. Следовательно, чтобы подыскать требуемую балку, стоитъ только определить W.
Такъ, мы знаемъ, что для балки, равномерно нагруженной и свободно
лежащей на двухъ опорахъ, оезопасная нагрузка Р =-------7--, где Л —
и
прочное сопротивлеше железа, принимаемое равнымъ 12кл.,9кл. или 7,2 кл. на кв. мм., смотря по тому, какую степень надежности желаютъ придать . д TJZ Pl
балке: з-хъ, 4>хъ или 5-тикратную, отсюда W—
Обыкновенно R принимаютъ равнымъ 1.000 кг. на см.2
II р и м р ъ. При длинЪ балки I = 6 м. и равномерно распределенной нагрузке
р— ю.ООО кг.
Р1 __ 10000.600 82?“ 8.1000
750 ст.3
Этому моменту сопротивлешя соответствуетъ по таблице, приведенной въ конце книги, балка № 32, высота которой h = 320 мм„ [ширина пояса 131 мм. и толщина стенки d = 11,5 мм. Площадь поперечнаго сечешя F=77f7 кв. см. и весъ одного погоннаго метра 60,6 кг. у
' § 28.
3) Железныя клепаныя балки. Двутавровый прокатныя балки хотя и имеютъ огромное распространеше въ строительной практике, но все же въ виду ихъ ограниченной длины (12 м.) и высоты (55 см.) не везде могутъ быть применимы. Обширныя залы и заводсшя помещешя приходится иногда перекрывать несгораемыми покрьтями, при условш не затеснять помещешя отдельными подпорами. Въ такихъ случаяхъ употребляютъ не прокатныя балки, а составныя изъ несколькихъ частей, соединенныхъ въ одно целое заклепками.
Смотря по виду и взаимному расположена частей, составныя балки носятъ наименоваше или балокъ б о сплошною стенкою, или фермъ р'Ьшетчатыхъ, раскосныхъ, параболическихъ. По-следшя весьма редко употребляются при постройке "здашй, и объ нихъ мы говорить не будемъ, а остановимся лишь на клепаныхъ балкахъ съ сплошными стенками, который имеютъ то преимущество передъ решетчатыми, что оне по конструкщи проще, а, следовательно, и дешевле, хотя сравнительно съ прокатными балками оне все же значительно дороже, такъ какъ состоять изъ более дорогого железа и требуютъ весьма тщательной работы по склепке. Вообще при постройке здашй составныя балки употребляются въ техъ случаяхъ, когда прокатныя не могутъ быть применены вследсте слишкомъ значительнаго пролета и сильной нагрузки, и когда толщина покрьтя можетъ быть увеличена, не вызывая значительныхъ рас-ходовъ (напр., чердачное покрьте).
302
Балка со сплошною стЪнкою состоитъ изъ двухъ главныхъ частей: изъ вертикальнаго листа (чер. 417), или стЪнки, и изъ поясовъ, верхняго и нижняго. Каждый изъ поясовъ составляется изъ двухъ угольниковъ (поясные уголки), приклепанныхъ вдоль верхней и нижней части станки. Если высоту балки по мЪстнымъ услов!ямъ нельзя увеличить, и моментъ сопротивлешя является такимъ образомъ недостаточнымъ, то приходится пояса усиливать накладками (по-
Чер. 417.
ясныя накладки), какъ это показано на чертеж^ 418. Число на-кладокъ не делается бол'Ье трехъ, при чемъ ширина ихъ берется minimum такая, чтобы края накладки были вровень съ краями горизонтальныхъ полокъ угольниковъ или же выступали съ каждой стороны не бол^е какъ на 3 S, гд'Ь 5 — толщина накладки. Составныя части балки связыва
ются въ одно цЪлое заклепками; заклепки съ горизонтальною осью соединяютъ стЪнку съ уголками, а заклепки съ вертикальною осью — уголки съ поясными накладками. На черт. 419 представленъ фасадъ балки, показанной въ разр'Ьз'Ь на черт. 418.
Чер. 420.
Назначеше станки заключается главнымъ образомъ въ томъ, чтобы составлять прочную связь между обоими поясами и въ то же время сопротивляться вертикальнымъ перерЪзывающимъ усил!ямъ, д'Ьйствующимъ въ каждомъ поперечномъ сЪчеши балки. Пояса же сопротивляются исключительно продольнымъ (сжимающимъ или растягивающимъ) силамъ, действу ющимъ въ балк'Ь при изгибЪ. Величина поперечнаго сЪчешя обоихъ поясовъ въ связи съ высотою балки обусловливаем величину (JF) момента сопротивлешя балки.
Балка со сплошною стЪнкою обыкновенно имЪетъ два равные пояса, такъ что поперечное сЪчеше ея симметричное. Однако несимметричное сЪчеше балки является ращональнымъ главнымъ образомъ потому, что при вычислеши момента сопротивлешя необходимо принимать во внимаше
303
ослаблеше поясовъ отверстиями для заклепокъ. Такъ какъ обыкновенно предполагается, что только въ сжатомъ поясе отверстия не ослабляютъ еЬчешя, въ вытягиваемомъ же ослабляютъ, то поэтому приходится давать нижнему поясу нисколько большее сечеше, чЪмъ верхнему, или уширяя поясныя накладки, или увеличивая число ихъ (чер. 420).
Прим'Ьчан1е. Въ конце книги имеется таблица моментовъ сопротивлешя и вЪса погон, метра наиболее употребительныхъ клепаныхъ железныхъ балокъ; при чемъ: w0—моментъ сопротивлешя въ куб. сант. поперечнаго сЬчешя балокъ безъ накладокъ; </0 —в.есъ погоннаго метра для тЪхъ же балокъ; и w2 — моментъ сопротивлешя для балокъ съ одной и съ двумя накладками.
Веса (дх и <j2) погонн. метра послЪднихъ балокъ въ таблице не показаны, но ихъ легко получить изъ слЪдующихъ формулъ:
91 = 9» + 28>! кг. и & = gt + 56,2 кг.
§ 29.
Расположеше металличеекихъ балокъ. Потолочный балки устанавливаются по ватерпасу, располагаются параллельно другъ другу и, такъ какъ сопротивлеше ихъ изгибу обратно пропорцюнально длине, то ихъ укла-дываютъ концами на тЪ стены перекрываемаго помещешя, между которыми наименьшее разстояше.
Разстояше между балками зависитъ отъ: i) временной или постоянной нагрузки цредполагаемаго покрьтя, 2) разм^щешл оконныхъ и дверныхъ отверстш, а также различныхъ каналовъ въ сгЬнахъ, на которые опираются концы балокъ, и 3) конструкщи и вЪса заполнешя промежутковъ между балками. При этомъ, однако, следуетъ руководствоваться и общими правилами, какъ-то: размещать балки по возможности равномерно, не располагая концы ихъ на перемычкахъ; не вводить балки въ дымовыя трубы или въ каюе-либо друпе каналы и не располагать на стЪнки толщиною менее I кирпича.
Нередко, въ особенности при возведены фабричныхъ и ^аводскихъ здашй, приходится перекрывать помещеше весьма значительной ширины, въ такомъ случае выгоднее устанавливать вдоль помещешя*г(черт. 421} ряды колоннъ, на нихъ располагать вдоль или поперекъ здашя главныя балки Л, А..., а на главныя у^ржить второстепенный а, а,... Первыя располагаются на разстоянш до 4-хъ метровъ одна отъ другой, а между вторыми оставляются промежутки отъ 0,70 до 1,00 м.
Подкладки. Подъ каждый конецъ балки должна быть положена подкладка; это существенно необходимо: bo-i-хъ, для того, чтобы грузъ, передающейся балкой на стену, действовалъ по возможности на большую площадь каменной кладки и имелъ бы определенную ^точку приложешя. Нагрузка балки всегда вызываетъ некоторый изгибъ, при чемъ отъ постоянной нагрузки получается и постоянный прогибъ (стрелка прогиба), вследствие чего концы балки несколько приподымаются (чер. 422), и весь грузъ передается только на ребро стены а, которое безъ подкладки, оче
304
видно, должно выкрошиться и самая кладка разрушиться. Во-2-хъ, подкладка должна служить для передачи давлешя на бдльшую плоскость и составлять переходъ отъ желЪза къ камню, имеющему значительно меньшее сопротивлеше на сжапе. Въ-3-хъ, чтобы дать возможность балкЪ свободно двигаться при удлинеши
Чер. 421.
отъ температуры.
Подкладки быва-ютъ подвижный и неподвижный. При устройстве городскихъ и фабричныхъ строешй приходится иметь д±ло съ балками сравнительно небольшой длины, постоянно пребывающими почти при одной и той же температуре и удлинеше ихъ является незначительным^ поэтому въ большинства случаевъ ограничиваются расположеш-емъ неподвижныхъ под-
кладокъ. Напротивъ, для мостовыхъ и стропильныхъ фермъ значительной длины и вЪса — подкладки делаются подвижныя, съ роликами; ихъ мы разсмотримъ въ статье о железныхъ стропилахъ.
Для кирпичныхъ строешй при небольшихъ балкахъ и нагрузкахъ, самой простой подкладкой, способной передать грузъ на уширенную по
Чер. 423.
верхность кирпичной кладки, является камень (а) (чер. 423) какой - нибудь крепкой породы. На него опирается конецъ балки, подлитый на цементе, чтобы сгладить шероховатости камня; самый камень тоже подливаютъ на цементе. Разм^ръ постели камня долженъ соответствовать грузу, передаваемому балкой и прочному сопротивлешю кирпичной кладки на сжапе. Если это сопротивлеше R равно 8 кг., что принято для кирпичной кладки
305
Р Р
на известковомъ растворе, то площадь камня F = При этомъ
О
ютношеше длины къ ширине камня будетъ въ зависимости отъ размЪровъ и формы, въ которой онъ имеется въ продаже. Сопротивлеше самаго камня на сжапе принимается въ среднемъ = 2о кг. на ст.2
Если грузъ, передаваемый балкой превосходитъ сопротивлеше камня
на сжапе, то необходимо его заменить чугунной или железной подкладкой, или же употребить въ дЪло и то и другое, какъ это показано на черт. 424 въ вертикальномъ разрезе и въ плане. Здесь железная подкладка Ъ расположена на камне а. И подкладка, и камень подливаются на цементномъ растворе, при чемъ, чтобы не обивался край стены, ихъ отодвигаютъ отъ края на 2—з см. Верхняя плоскость подкладки имЪетъ форму выпуклой поверхности, коей рад!усъ кривизны берется отъ 2,5 до 3 м. Такимъ образомъ являются совершенно определенный точки приложешя груза тамъ, где балка прикасается къ подкладке. При увеличентй длины балки отъ температуры — она можетъ скользить по под-кладкамъ, для чего сзади балки, въ каменной кладке, необходимо оставить небольшой' промежуток^ соответственно длине балки.
Чугунныя подкладки болЪе удобны; имъ легче придать необходимую выпуклость и приспособить къ воспр!ятпо и передаче грузовъ,какъ
Чер. 424.
неболыпихъ, такъ и значительныхъ, при чемъ подкладка, выступающимъ на 2—з см. гребнемъ, входитъ въ камень, для противодейств!я сдвигу (чер. 425).
Если Р обозначаетъ грузъ, передаваемый на опоры, г—допускаемое напряжете кирпичной кладки, /’—площадь
подкладки, то
Ширина (&) подкладки определяется, прибавляя къ ширине (&t) нижняго пояса балки отъ 5 до 10 сайт.
Определивъ ширину и зная площадь, не трудно получить и длину подкладки а.
Толщина подкладки 3 определяется на переломъ и, если выразить Р въ тоннахъ, а Р приравнять 250 кг', (для чугуна), то
8 = l/3P(b-&1)
У 4а
Чер. 425.
на опоры
кв. см. Въ
II р и м е р ъ. Предположимъ, что балка № 30 (см. табл.) передаетъ грузъ Р — 4.900 кг. Катя измеретя д. б. приданы чугунной подкадке?
Предположимъ, что г для хорошей] кирпичной кладки = 10 кг. на такомъ случае
. 4900
Т — —^—=490 кв. см.
20
306
Ширина нижняго пояса двутавровой балки № 30 = 12,5 см. = bv Если ширину Ъ подкладки принять равною 22 см., т.-е. = 12,5 + 9,5, то длина подкладки
Такимъ образомъ намъ известны Р, Ъ, Ъг и а, поэтому на основашй вышеуказанной формулы, мы получимъ для 8
s __ 1/з X 4,9 (22 — 12,5) а - у-------22----------- 1,3 см.
Въ виду того, что подкладки вообще имеютъ большое конструктивное значеше, необходимо размеры ихъ определять более точно, при чемъ можно руководствоваться следующими формулами: если Р (черт. 426) иаиболышй грузъ, передаваемый на подкладку, г — допускаемая нагрузка на 1 кв. см. кладки, Р — коэффищентъ проч-наго сопротивлешя чугуна на растяжеше, Ъг—ширина нижняго пояса балки, 8 — толщина подкладки въ сре-8
дине, а въ концахъ =, а—длина подкладки, Ъ—ея ши-z
рина, то, принимая все меры въ см., измерешя подкладки определяются изъ уравнешя*):
Чер. 426.
& (Ь-Ь1) = 0,66 (1)
а= 1,23]/ b(b — bt)........(2)
i = 0,775|/2A..............<3>
Изъ этихъ уравнещй определяется первоначально Ь по приближешямъ, что можетъ быть облегчено, определяя наименьшее приближеше отъ выражешя:
.................(4)
по остальнымъ двумъ формуламъ определяютъ а и 8. что Р =30.00о кг., г = 8 кг. на см.2, R (для чугуна)
250 кг., задается и можетъ быть принята не более 20 см., тогда получимъ:
Когда Ъ определено, то Напримеръ: положимъ,
4 > 0,91/ ' о
Точная мера для Ъ, получаемая изъ уравнешя (1), будетъ = 61 см.
Далее по уравнение (2) имеемъ:
а = 1,23 У 61(61—20) — 61,5 см.
а изъ уравнешя (3)
. 30000 X 61,5 оо
8 = 0’7751/ -йОХбГ~ = 8’3см-
Толщина краевъ подкладки
*) Handbuch der Architectur. Constructions - Elemente in Eisen. III. Th., 1. Band, № 4, стр. 246.
307
Разстояше отъ точки приложешя усшпя до конца балки не должно быть мен-fee 5 см.
Если поверхность подкладки ограничивается не криволинейно, а двумя прямыми наклонными плоскостями (какъ это показано на чер. 426), что легче выполнить, то наклонъ этихъ плоскостей принимается въ 1/10.
§ 30.
Практически данный для разсчета жел1зныхъ балокъ. Что касается разсчета самыхъ балокъ, то онъ сводится къ тому, чтобы дать ихъ попе-речнымъ с’Ьчешямъ таюе размеры, при которыхъ сопротивлеше матер!ала на сжапе и растяжеше нигд-Ь не превышало щринятыхъ для этихъ цЪлей коэффищентовъ. ~
Напряжешя, вызываемый нагрузкой балки, лежащей на двухъ опорахъ, въ любомъ ея поперечномъ с'Ьчеши, зависятъ отъ длины ея, т.-е. отъ величины изгибающаго балку момента (Л£) внЪшнихъ силъ, (Ж)—момента сопротивлешя внутреннихъ молекулярныхъ силъ и (jR) коэффициента прочнаго сопротивлешя самаго металла; эта зависимость выражается такъ:
При чемъ для желЪза В въ среднемъ можетъ быть принятъ=гооо кг. на кв. см.
***
Но внЪшн!й моментъ изгиба М по длине балки изменяется, при чемъ для одного изъ поперечныхъ сечешй этотъ моментъ является наибольшимъ (М max) и самое сЪчеше носитъ назваше опаснаго, такъ какъ если балка при чрезмерной нагрузке переломится, то именно въ этомъ сечеши. Величина напряжешя матер!ала ;:въ этомъ сечеши при максимальномъ моменте внешнихъ силъ не должна быть больше 1.000 кг. на см.2 и определяется изъ выражешя
т, Мтах
в=-~йг-
Моментъ сопротивлешя внутреннихъ молекулярныхъ силъ зависитъ отъ формы и размеровъ поперечнаго сечешя балки и получается отъ разделешя момента инерщи (J) относительно горизонтальной лиши, проходящей черезъ центръ тяжести поперечнаго сечешя (чер. 415), на разстояше (а) отъ этой лиши до наиболее растянутыхъ или сжатыхъ волоконъ:
Въ симметричномъ сечеши балокъ, обыкновенно употребляемыхъ въ строитель-номъ деле, нейтральная ось проходить черезъ центръ тяжести поперечнаго сечешя h следовательно а = если 7г—высота балки. Поэтому мы получаемъ:
Моменты инерщи (J) и моменты сопротивлешй (Ж) для наиболее употреби-тельныхъ формъ поперечныхъ сечешй, въ которыхъ нейтральная ось проходить черезъ центръ тяжести, разъ навсегда определены алгебраическими выражешями и имеются во всехъ памятныхъ книжкахъ, а также и цифровыя данныя для некото-рыхъ более употребительныхъ размеровъ балокъ.
Нижеследующая таблица даетъ алгебраичесшя выражешя моментовъ инерщи и моментовъ сопротивлешя для наиболее употребительныхъ поперечныхъ сечешй:
20*
308
Таблица XXV.
Поперечныя сйченш.
Разстояшя (а) наиболее удаленныхъ отъ центра тяжести волоконъ.
Моментъ инерщи J.
Моментъ сопроти-влешя
Прямоуго льникъ.
12
Ъ№
6
Тавръ.
Швеллеръ.
h
\W/^7/A\
W///7/Z
ВН* — Ъ№ 6Я
т к
1' 11
i) «=2
2) а = О,7О77а
л*
12
1) */6 №
2) 0,118 Л3
Кругъ и кольцо.
1)-^ •
64
04:
<32 •
„ * D-&
32 D
Обыкновенно приходится определять размеры поперечныхъ сечен!й при дан-ныхъ нагрузкахъ и пролете, при чемъ прежде всего определяютъ величину грузовъ, передающихся на опоры, а затемъ максимальный сгибаюпцй балку моментъ (Мmax.). Изъ полученныхъ данныхъ определяютъ моментъ сопротивлешя W внутреннихъ молекулярныхъ силъ, пользуясь формулой:
т„ JM max
Здесь В есть сопротивлеше матер!ала на изгибъ, отнесенное на 1 кв. см. попереч. сечешя балки.
Балки, заделанный однимъ крн-цомъ въ стену. Разсмотромъ первоначально балку, заделанную однимъ концомъ въ стену. Такая балка при черезмерной нагрузке переломится въ месте заделки ея конца при чемъ однако, этотъ переломъ произойдетъ не у самаго края стены, а на некоторомъ отъ него разстоянш; следовательно здесь и будетъ опасное сечеше.
Если мы на разстоянш около 15 см. отъ на
ружной поверхности стены (чер. 427) расположимъ выпуклой формы подкладки надъ (•) В и подъ (.) А конца балки, то можемъ принять, что давлеше на опоры будетъ передаваться въ точкахъ А и В. Предположимъ, что балка несетъ известные-грузы, равнодействующая которыхъ В проходитъ на разстоянш I метровъ отъ точки А.
Состояше равновес!я балки нисколько не изменится, если къ точке А будутъ приложены две вертикальный, взаимно противоположный силы Bt и В2 равный силе В;
309
при этомъ мы замечаемъ, что сила Ri непосредственно давитъ на опору въ точке А и уничтожается ея сопротивлешемъ, а силы R% и R составляютъ пару, которая будетъ вращать конецъ балки слева направо (по направлешю часовой стрелки) и выразится моментомъ
М max — Rl.
Для того чтобы нагруженная балка оставалась въ равновесш, необходимо щЬй-ств1е противоположной пары силъ, которая бы вращала конецъ балки около той же точки А, но справа налево и уравновешивала бы пару т.-е. чтобы алгебраическая сумма обоихъ моментовъ была равна 0. Это достигается загрузкой конца балки кладкой, расположенной надъ балкой и действующей своимъ весомъ въ точке В. По-ложимъ, что этотъ грузъ будетъ Pv Если мы приложимъ въ точке А две взаимно противоположный силы Р2 и -Рз> равныя по величине Рь то мы видимъ, что Р2 будетъ производить вертикальное давлеше въ точке Л, поэтому на подкладку А будетъ действовать сумма двухъ силъ + Р2, а силы Рх и Р3 составятъ пару, вращающую конецъ балки справа налево, и моментъ этой пары = Рх (d — 0,3), если черезъ d назовемъ толщину стены (см. чер. 427).
Такъ какъ должно равняться М шах, то
Рх (tf — 0,3) = Rl — М max.
Откуда неизвестная р________________________ RI _____М max____„
d — 0fi “ d —0,3 —
Все вертикальное давлеше Т, действующее на подкадку Л, будетъ равно:
- + =
Величины R и S даютъ возможность расчитать размеры подкладокъ А и В, которыя, впрочемъ, на практике делаютъ всегда одинаковыми.
Величина груза, расположеннаго надъ подкладкой В (грузъ Рх) должна по крайней мере равняться этимъ достигается только равновеше'загруженной балки. Обыкновенно требуется, чтобы грузъ каменной кладки, действующей на конецъ балки, былъ не менее, чемъ въ 2 раза больше груза 8. Если весъ кладки надъ балкой оказывается менее, то необходимо прибегнуть къ закреплешю конца съ помощью железной полосы и горизонтальна™ пирона, который бы захватывалъ часть кладки, равной по по своему весу недостающему грузу.
Что касается определешя максимальныхъ моментовъ внешнихъ силъ (М max) то величина ихъ зависитъ отъ расположешя груза.
На практике наиболее встречаются два случая:
1-й, когда балка загружена равномерно по всей своей длине и,
2-й, когда, кроме равномерной нагрузки, на конецъ балки действуетъ сосредоточенный грузъ.
Для этихъ двухъ случаевъ въ нижеследующей таблице показаны выражешя для Jf max, 8 и Т.
Таблица XXVI.
310
Таблица XXVI.
max.
Грузъ T (на А).
Грузъ S (па В).
P^i ~Fjp^2
Р\ + • ^2
Примеръ 1-й. Предположимъ, что намъ нужно двумя железными балками, заделанными однимъ концомъ въ каменную стену, поддержать балконъ (чер. 428), выступающей со стены на 1,40 м.
Ширина балкона, какъ видно изъ плана, = 1,80 м., а вышина барьерной стенки— 0,80 м., при толщине ея = 0,25 м.
Не вдаваясь въ подробный объяснешя конструкщи пола балкона, такъ какъ объ этомъ будетъ сказано при разсмотреши всякаго рода половъ и потолковъ, примемъ, что весъ одного кв. метра несгораемаго покрьтя, вместе съ поломъ и собственнымъ весомъ балокъ = 340 кг., временная нагрузка, 400 кг. *и весъ одного куб. метра кирпичной кладки—1.600 кг. Нагрузка каждой изъ двухъ балокъ состоитъ, во-1-хъ изъ груза равномерно распределеннаго по длине балки и состоящаго изъ кирпичной кладки барьерной стенки, толщиною въ 1 кирпичъ (0,25 м.), равный
pl = 1,4 X 0,25 X 0.8 X 1600 = СО 450 кг.
Во-2-хъ, изъ сосредоточеннаго на конце балки сложнаго груза, состоящаго:
а) изъ веса (Р^ половины передней барьерной стенки
₽1 = 1/2 X 1,8 X 0,25 X 0,8 X 1600 = 288 кг.
Ъ) Изъ части веса покрьтя, такъ какъ половина передаетъ свой грузъ на продольную балку, а половина этого груза переходитъ въ концы балокъ, заделанныхъ въ стену, следовательно:
Р2 = V4 . 1,4 X 1,8 X (340 + 400) = 465 кг.
Pt + Р2 = 288 + 465 = 753 кг. = Р.
Если точки опоры балки принять на разстояши 0,15 см. отъ наружной поверхности стены, то согласно второму случаю
max — Plt + pl l2 = (753 X L55) + (450 X 0,85) = 1549,65 кг. м. = 154965 кг. см.,
поэтому
154965
1000
= 155 см.3
W =
рой
Этому моменту сопротивлешя удовлетворяетъ двутавровая балка № 18, у кото-W = 161 см.3
Давлеше на подкладку В при самыхъ невыгодныхъ условгяхъ
~_2И max
154965
78 — 30
= 3229 кг.
311
Все вертикальное давлеше на опору въ точке А (см. черт. 427) согласно урав-нешя для Т выразится:
m । । М max , 154965
Т= (Р +pl) + d _ O g = 753 + 430+ 7g—= 4431 КГ.
Следовательно, для полной надежности концы балокъ должны быть (въ (.) Б чер.
427) загружены грузомъ по крайней мере равнымъ 2 X 3229 = 6458 кг.
Примерь 2-й. Къ концу заделанной въ стену железной балки, выступающей со стены на 1,3 м., привешенъ дифференцгальный блокъ съ грузомъ 1200 кг. (Р).
Толщина стены—0,64 м.
Если точка опоры балки находится на разстоянш 0,15 см. отъ края стены, то—
М max — 1200 X 1,45 = 1740 кг. м. — 174.000 кг. см.
Моментъ сопротивлешя: ™ 174000 _
Ж — = 174 см.3
Этому моменту сопротивлешя отвечаютъ две двутавровая балка № 15 съ
W=2 X 98= 196 см.3 \
Далее, согласно приведенной таблицы XXVI
Мтах ' 174000
6 = ~^~ = 64 = 30 = 5118 КГ-а
Т = Р + S = 1200 + 5118 = 6318 кг.
Изъ этого мы видимъ, что чемъ меньше заложена балка въ стену, или чемъ тоньше стена, темъ больше должна быть загрузка конца балки.
Балки, лежащ1я на двухъ опорахъ. Въ основаши разсчета балки, ле-
Чер. 429.
жащей на двухъ опорахъ принимается, что ея весь, вместе съ нагрузкой, передается на определенный неподвижныя точки опоръ въ виде силъ, вертикально направлен-ныхъ, при чемъ хотя на практике за величину пролета обыкновенно принимаютъ разстояше между краями опоръ, но это не совсемъ верно, такъ какъ опорныя точки должны непременно отстоять на некоторую величину отъ внешней поверхности опоръ, а следовательно пролетъ надо принять болышй. Такой пролетъ называется т е о р е-тическимъ. Разстояше опорной точки отъ края стены зависитъ отъ размеровъ подкладки, а следовательно отъ величины нагрузки и отъ сопротивлешя каменной жладки, на которой располагаются балки. Для точнаго определешя размера поперечнаго сечешя балки необходимо знать величину теоретическаго пролета, который практически определяется следующимъ образомъ:
Если L разстояше между опорными стенами, а I теоретически пролетъ, то при расположены обоихъ концовъ балки на опорныхъ стенахъ (чер. 429)
I = 1,041 L + 0,1 м.
Если же одинъ конецъ балки заделанъ въ стену, а другой—подпертъ продольной балкой или колонной, какъ это часто встречается при перекрыты заводскихъ и фабричныхъ помещешй, то:
I = 1,021 L + 0,05 м.
Нагрузка на балку можетъ быть распределена различно; она можетъ быть неподвижная и подвижная; можетъ быть расположена равномерно и неравномерно. Отъ
312
этого зависитъ распределеше давлешя на опоры, расположеше опаснаго сечешя и величина максимальнаго момента изгиба.
На практика чаще всего приходится иметь дело съ пятью случаями:
1-й случай. Когда нагрузка распределена равномерно по всей балке, свободно если р нагрузка на 1 пог. метръ, а Г пролетъ (чер. 430), при чемъ очевидно, что на каждую опору А и
лежащей на опоре, т.-е. обпцй грузъ Р = pl кг.,
или при Р =pl
ir Я2
М max = —q- . о
Примечан1е. Хотя балки при постройке здашй заделываются концами въ стены, но для большей надежности ихъ разсматриваютъ, какъ лежапця свободно на двухъ опорахъ, темъ более, что заделать совершенно неподвижно концы представляется затруднительными, поэтому для определешя М max обыкновенно и приме-няютъ последнюю формулу.
2-й случай. Балка нагружена ^только однимъ сосредоточеннымъ грузомъ Р (чер. 431), расположеннымъ на разстоянш а и Ъ отъ опоръ. Въ этомъ случае д а в л е-
Hie на опору А определяется изъ уравнешя моментовъ, взятыхъ относительно точки В.
РЬ
А1— РЬ= О; А1 = РЪ- А = I
Обратно, давлеше на опору В выводится изъ уравнешя моментовъ относительно точки А.
7? Ра Б = ~г
Опасное сечеше находится въ точкъ w, поэтому на-
иб о л ь mi й моментъ внешнихъ усилШ относительно поперечнаго сечешя въ этой точке:
-лг л Р .Ъ .а
Al max — Аа =---------7----
V
3-й случай. Если сосредоточенный грузъ расположенъ въ средине балки, то
А = В = -Т7-; М max — —т-.
2 4
4-й случай. Балка лежитъ свободно на двухъ опорахъ и на разстояши т отъ каждой опоры действуютъ равныя силы Р и Р.
313
При такихъ услов!яхъ давлеше на опоры выразится равнымъ;
Максимальный моментъ внешнихъ силъ, если m разстояше отъ опоры до грузовь
М тах =--------= Рт.
L
5-й случай. Если на балку, равномерно нагруженную, дМствуетъ посредине грузъ Р, то д а в л е н i е на опоры будетъ одинаково и равно:
л D Pl Р
Опасное С'Ьчеше будетъ находиться посредине балки подъ грузомъ Р и н а и-больший моментъ
л г А1
М тах = -~---
- о
Приведенные 5 случаевъ могутъ быть выражены въ следующей таблице;
Таблица XXVII.
Распред^леше груза.
Давлеше на опоры А и В.
А~В=~
2
-в=т
Наиболышй моментъ изгиба М max.
Р12
М max = — о
М max = Аа = ВЬ
™ Р1
М max = — 4
М max — Рт
ат Л1
ДЛ. max ~ —---------
2 8
Р
2
А = В = —Т
314
Стрела прогиба для 1-го случая..................
То же съ закрепленнымми концами въ 5 разъ меньше . . . .
Для 2-го случая
Для 3-го случая
Ра2Ъ2
........................................... ЗЕЛ
........................................Г %
Здесь Е обозначаетъ коэффищентъ упругости железа.
Примеръ для 1-го случая нагрузки. Дана балка, расположенная надъ пролетомъ въ 4 м., равномерно нагруженная грузомъ р = 2000 на погонный метръ; следовательно весь грузъ pl — 2000X4 — 8000 кг. Давлеше на опоры А — В— — 8000 ==—-——4000 кг. Теоретически пролетъ =1,04 X 44-0,1 метр.
тт тьг pl 7 8000 (1,04 х 4 4-о,1 м.)
Поэтому И max = =------—----------'-----= 4260 кг. метр. = 426000 кг. см.
О О
Tl7 М max 426000
Отсюда W=—-д—=-• —=426 см‘
Этому моменту сопротивлешя соответствуетъ балка № 36, имеющая W =441 см.3
Примеръ ко 2-м у и 3-му случаю. Балка лежитъ на двухъ опорахъ гружена посредине грузомъ Р=6000 кг., при Z=4 м.
Давлеше на опоры;
и на-
max
А= В
= ЗСЮО кг.
6000.4 4
W=
600000 _ ,
-1000- =600 СМ-3
6000 кг./мт.
кг./см.
Этому моменту сопротивлешя отвечаетъ съ некоторымъ запасомъ балка № 30 имеющая W = 652 см.3
Если балка, при томъ же пролете, нагружена грузомъ Р не посредине, а, поло-жимъ, на разстоянш а = 1 м. отъ опоры А и на разстоянш Ь = 3 м. отъ опоры В, то грузъ, передаваемый на опоры, будетъ:
. РЪ 6000.3
А = =-----~л--— 4505 кг.
I 4
Т>_ Ра В~Т
6000.1
4
= 1500 кг.
AL max = Аа — 4500.1 = 4500 кг./метр.
М max = 450000 кг. см., W = = 450 см.3
Этому моменту сопротивлешя почти удовлетворяетъ балка № 26 съ ГИ=441 см.3 Следовательно, передвинувъ грузъ ближе къ опоре, мы значительно уменьшаемъ сгибаюпцй моментъ и имеемъ возможность применить более легкую, а следовательно более дешевую балку. Погонный метръ балки № 30 веситъ 53,8 кг., а балка № 26— 41,6 кг.
Пример ъ кънагрузке № 4. Балка свободно расположена надъ пролетомъ Z=4 м. и на разстоянш т = 0,75 м. отъ опоръ, нагружена грузами Р, Р по 3000 кг. каждый.
315
На основами данныхъ таблицы:
Р -L р
А = В = —Т— = 3000 кг.
М max = Рт = 3000 X 0.75 = 2250 кг. м.
или 225000 кг. см.
Tjr М max 225000 ,
W=—R“ = -i066-=225 CM-3
Этому моменту сопротивлешя удовлетворяешь балка № 21, имеющая Ж=244.
Прим'Ьръ къ нагрузка № 5. На балку, равномерно нагруженную, действуетъ грузъ Р посредине. Принимая те же размеры для пролета, равномерную рагрузку р — 2000 кг. на погонный метръ и Р — 6000 кг., пользуясь приведенной таблицей, получимъ:
.1=B = f + i=^ + ^=7M0„.
Ж тах = ~— 70004/2---= 10000 кг./м. = 1000000 кг ./см.
di о о
1000000
1000
= 1000 см.3
Этому моменту сопротивлешя соответствуем, съ некоторымъ запасомъ, балка № 36, которой W — 1088 см.3
Способы закрепления концовъ балокъ. Выше было сказано о необходимости располагать подкладки подъ концы балокъ, съ целью передачи давлешя на большую площадь, соответственно сопротивлешю кирпичной или вообще каменной кладки на раздавливаше. Но, кроме того, весьма выгодно заделывать концы балокъ какъ можно крепче въ стену и съ ней связывать. Мы знаемъ, что сопротивлеше балки, прочно заделанной концами въ стену, вдвое больше сопротивлешя на изгибъ такой же балки, но свободно лежащей на опорахъ. Этою связью не следуетъ пренебрегать даже въ томъ случае, когда прочность балки достаточная, bo-i-хъ, потому, что балки будутъ соединять между собою стены, что весьма важно для многоэтажныхъ строенш, а, во-вторыхъ, потому, что балки, закрепленный концами, въ стены менее зыбки, т.-е. даютъ меньшую стрелу прогиба отъ нагрузки (см. таб. XXVII). Такъ, балка равномерно нагруженная съ закрепленными концами даетъ стрелу прогиба вдвое меньше чемъ свободно лежащая на опорахъ.
Соединеше железныхъ балокъ со стенами производится различнымъ образомъ, но въ большинстве случаевъ ограничивается только заделкою вонцовъ на значительную длину въ каменную кладку, не употребляя ника-кихъ другихъ приспособлены. При этомъ заметимъ, что глубина заложе-шя конца балки обыкновенно делается не менее 25 см.; съ целью же боль-шаго закреплешя конца или же увеличешя размера подкладки—эта величина можетъ быть удвоена и даже утроена смотря по толщине стены. Во всякомъ случае глубина заделки не должна быть меньше высоты балки.
Этотъ способъ соединешя балокъ со стеной имеетъ тотъ недостатокъ, что длина балокъ при этомъ значительно увеличивается и кроме
316
того/этимъ разстраивается каменная кладка. На чертеже 432 въ вертикаль-номъ разрезе и плане показано сопряжеше балки со стеной съ помощью вертикальнаго штыря, зад'Ьланнаго въ стену на произвольную глубину или расположеннаго на наружной поверхности стены (какъ показано на чертеже) и соединеннаго съ балкой посредствомъ изогнутой железной полосы, прикрепленной къ балке тремя болтами. Чемъ выше помещена полоса, темъ более она принесетъ пользы, потому что при изгибе наибольшее передвижеше частей къ средине будетъ вверху балки.
Вместо штырей нередко въ фабричныхъ и заводскихъ здашяхъ, полосы, прикрепленный къ балкамъ болтами, выходятъ наружу, удлиняются въ виде круглаго железа, снабженнаго винтовой нарезкой, на которую
навинчивается чугунная или железная шайбы (чер. 434), имеюпця видъ розетокъ различныхъ размеровъ и формъ. Для того чтобы штырь за-хватывалъ большую поверхность кладки, а также и для украшешя, его делаютъ въ виде орнамента (чер. 435). Для предупреждешя вращешя балки около наружнаго ребра подкладки при изгибе, концы ея могутъ быть закреплены съ помощью приклепки къ верхнему поясу углового железа, какъ это показано на чер. 433. При этомъ балки заменяютъ связи между продольными стенами. Такая конструкщя рекомендуется для фабрикъ и заводовъ.
Нельзя не заметить, что, закрепляя неподвижно концы балки, мы этимъ отнимаемъ возможность безпрепятственнаго удлинешя ея отъ температуры, что можетъ иметь место во время пожара, въ особенности въ техъ случаяхъ, когда балка не заграждена отъ непосредственнаго действ!я пламени. Въ постройкахъ фабричныхъ, заводскихъ, городскихъ и вообще
317
въ строешяхъ жилыхъ и нежилыхъ балки при обыкновенныхъ услов!яхъ подвергаются незначительнымъ вл!яшямъ температуры, въ пределахъ'*6о— 70°, поэтому и удлинешя ихъ очень малы; при устройстве же железныхъ стропилъ или мостовыхъ фермъ, перекрывающихъ значительные пролеты, удлинеше отъ температуры настолько значительно, что съ нимъ приходится считаться и концы балокъ располагать на подвижный подушки, даюшдя возможность балке свободно двигаться.
Если балки не заграждены, то во время пожара оне могутъ подвергаться температуре до 8оо°, при заграждены слоемъ цементнаго бетона— эта температура падаетъ до 400° не более. Въ пер- цер>
вомъ случае — покрьтя
разрушаются, во вто-ромъ—оне могутъ остаться неповрежденными, но въ обоихъ случаяхъ будетъ значительное удлинеше балокъ, и если для этого сзади балки не оставлена пустота, дающая возможность удлиняться, то во время пожара воз-
можно разрушеше опор-
ныхъ стенъ, отклонеше ихъ отъ вертикальной плоскости или выпучины въ кладке, что и было замечено после пожара здашя „Метрополь" въ Москве.
На чертеже 432 показанъ способъ закр'Ьплешя конца балки, при чемъ обращено внимаше на возможность удлинешя ея, для чего длина гнезда нисколько увеличена, а отверсття для болтовъ въ полосе b сделаны про
долговатыми.
Величина, на которую удлиняется балка, определяется на основаши следующихъ соображешй. Если I длина балки въ метръ, а—коэффищентъ удлинешя железа на i° С., то величина к, на которую изменится длина балки при возвышеши температуры на 8оо°, будетъ
1 = 800 1а,
Принимая а круглымъ числомъ, равнымъ Ysooooi
. 800Z 7
к — л ---— о,о1 L
80000
Т.-е. увеличеше равно 7100 длины балки.
На этомъ основаши можно принять за правило, чтобы излишекъ гнезда по его длине за концами балки и м е л ъ столько с а н-тиметровъ, сколько метровъ имеетъ длина балки*).
*) Max Haase въ своей книжк'Ь „Der Gewolbebau“ (стр. 56) утверждаетъ, что нЪтъ надобности опасаться повреждешя стЪнъ отъ удлинешя балокъ и что плотная за-дЪлка ихъ концовъ въ стЪны ничЪмъ не угрожаетъ послЪднимъ, которыя могутъ безъ всякихъ послЪдствШ для своей устойчивости, во время пожара отъ распора бал
318
При балкахъ значительной длины и при большомъ грузе, предавае-момъ отъ концовъ балки опорамъ, является необходимымъ уменьшить треше поверхности балки о поверхность подкладки. Для этого служатъ подвижный подкладки или катки.
Кроме своего прямаго назначешя служитъ, главной поддерживающей частью при устройстве несгораемыхъ потолочныхъ покрыты различныхъ системъ, железныя балки нередко служатъ для поддержашя каменной кладки надъ оконными и дверными пролетами, а иногда и целой каменной внутренней стены. Въ этихъ случаяхъ располагаются 2, 3, даже 4 балки рядомъ, смотря по толщине стенъ, объема кладки надъ пролетомъ и вообще смотря по нагрузке, передаваемой на эти балки. Для поддержашя стены толщиною въ I1/2 кирпича достаточно двухъ бабалокъ, положенныхъ рядомъ и стянутыхъ какъ въ концахъ, такъ и по длине черезъ каждые 1,5—2 м., болтами (чер. 436). Между балками вставляются, какъ распорки, деревянные чурак^ или куски газовыхъ трубъ, внутри которыхъ и пропускайся болты. СлЪдуетъ обратить внимаше на то, чтобы кладка располагалась на слое цемента, распредЪлен-наго по поверхности верхнихъ поясовъ балокъ; это сглажи-ваетъ неровности кирпича и дЪлаетъ более правильнымъ распред'Ьлеше груза. Кстати замЪтимъ, что везде, где железо соприкасается съ каменной кладкой, слЪдуетъ употреблять цементный растворъ безъ всякой примЪси извести, которая вызываетъ ржавчину.
При определены размЪровъ поперёчнаго сЪчешя железныхъ балокъ потолочныхъ покрыты надо принять въ соображеше не только ихъ полную надежность сопротивлешя внешнимъ силамъ, но и тотъ прогибъ,’ который онЪ дадутъ
подъ вл!яшемъ нагрузки. Стрела прогиба f не должна превосходить пролета и проверяется по формуламъ въ таблице XXVII.
Если принять для равномерно нагруженной балки напряжеше край-нихъ волоконъ равнымъ юоо кг./см., то высота балки не должна быть менее пролета.
Для определешя собственнаго груза покрьтя можно принять следующий весъ I кубическаго метра для разныхъ матер!аловъ:
Таблица XXVIII.
Песокъ и глина................................ 1600 кг.
Кирпичная кладка.............................. 1600 „
Кладка изъ пустотЪлаго кирпича................ 1300 „
Бетонъ.................•...................... 2000 „
Асфальтъ.......................................1500 „
Шлаки и зола................................... 600 „
Сосновое дерево..............................- . 650 „
Железо......................................с . 7800 „
Чугунъ........................................ 7250 „
ками, уклоняться въ сторону; но это едва ли справедливо. Равнымъ образомъ онъ признаетъ безполезнымъ сзади балки оставлять пустоту (какъ это показано на чер. 432), такъ какъ вслЪдств!е большого третя балка не можетъ скользить по подкладкЪ.
___319__
Равномерно распределенная нагрузка для потолочныхъ покрыпй изменяется въ зависимости отъ назначетя помЪщешй. Въ среднемъ можно считать на 1 квадратный метръ:
Таблица XXIX.
Для жилыхъ помещешй около................................ 250 кг.
Для чердачныхъ помещены, предполагая кирпичную ‘ смазку ’......................................около 150 кг.
Пробка съ алебастромъ.................................... 100 кг.
Для фабрикъ и заводовъ нагрузка принимается въ весьма широкихъ пределахъ.......................отъ 300 до 1500 кг.
Для ткацкихъ фаррикъ и для прядильныхъ.........отъ 500 до 700 кг.
§31.
е) Заполнение промежутковъ между балками. Заполнеше промежут-ко§ъ между железными балками имеетъ самую разнообразную конструк-щю какъ по матер!алу, такъ и по устройству. Оно можетъ быть изъ дерева, кирпича, бетона, волнистаго железа, желЪзо-бетона и т. п. Иногда, въ особенности при постройке частныхъ городскихъ здашй, устраиваютъ смешанную конструкшю потолковъ, состоящую изъ железныхъ балокъ съ заполнешемъ промежутковъ между ними деревомъ. Въ этомъ случае дерево представляетъ выгоды какъ матер!алъ болЪе дешевый, имЪюшдй незначительный вЪсъ при сильномъ сопротивлеши изгибу и сжапю. Поэтому такое устройство даетъ возможность достигнуть вполне удовлетворительной конструкщи при наименьшихъ затратахъ и при наименьшемъ безполезномъ грузе покрьтя. Очевидно, что таюя покрьтя уже не могутъ быть отнесены къ числу несгораемыхъ, но въ виду того, что все деревянныя части ихъ заграждаются отъ непосредственна™ дЫстя пламени штукатуркою, онЪ должны считаться полунесгораемыми, темъ бол'Ье, что весь грузъ потолка передается на железныя балки. Такая смешанная конструкщя по отношешю къ потолкамъ, состояшимъ изъ одного дерева, имеетъ прежде всего то преимущество, что она более долговечна, такъ какъ деревянныя балки скоро загниваютъ въ концахъ и требуютъ перемЪны, а следовательно разборки всего покрьтя. Кроме того, замена деревянныхъ балокъ железными уменьшаетъ толщину покрьтя, а вместе съ темъ и высоту каменныхъ опорныхъ стенъ.
г) Деревянное заполнеше. Вследств1е падешя ценъ на железныя балки за последнее время стоимость полусгараемыхъ потолочныхъ покрыты почти сравнялась съ обыкновенными потолками на деревянныхъ балкахъ; поэтому теперь въ болыпихъ городахъ, при постройке даже частныхъ строенш нетъ расчета употреблять последшя, темъ более, что на железныхъ балкахъ получается покрыпе значительно большей прочности и долговечности, а следовательно требующее меньшаго ремонта.
На чер. з, листъ 8, предсталлено междуэтажное покрыпе, состоящее изъ железныхъ балокъ, расположенныхъ на разстояши отъ i до iV2 метровъ одна отъ другой. На нижше пояса ихъ располагается своими концами сплошной досчатый настилъ изъ вершковыхъ досокъ, нижняя поверхность
320
которыхъ заподлицо съ нижней поверхностью балокъ. На этотъ досчатый накатъ для уменьшешя звуко- и теплопроводности, настилается слой под-ходящаго для этой цели матер!ала. Этотъ слой' называется смазкой или изолящоннымъ слоемъ, онъ долженъ быть, кроме того, по возможности легокъ и невоспламеняемъ. Такимъ требовашямъ удовлетворяютъ болЪе или менЪе сл,Ьдующ1е матер!алы: тощш бетонъ изъ строительнаго мусора и кирпичнаго щебня, бетонъ изъ каменноугольнаго шлака, пробковая стружка или древесный опилки, смешанный съ известковымъ, алебастро-вымъ, или, еще лучше, тощимъ цементнымъ растворомъ (2 объема опилокъ на I объемъ раствора), грубо измельченный трепелъ (кизелькуръ, инфузорная земля), торфяная мелочь и т. п. Последняя хотя обладаетъ ничтожной теплопроводностью, но не удовлетворяетт/требовашямъ несгораемости.
Съ нижней стороны дощатый накатъ оштукатуривается по войлоку, драни, по соломеннымъ или тростниковымъ матамъ обыкновеннымъ известковымъ растворомъ, смЪшаннымъ съ алебастромъ.
Далее на томъ же чертеже показаны деревянные переводы, состояние изъ брусковъ или пластинъ, расположенныхъ перпендикулярно къ направлешю балокъ на разстоянш отъ i до i1/^ арш. одинъ отъ другого; они нисколько врубаются въ желЪзныяд балки и тЪмъ придаютъ всей системе покрьтя большую жесткость. Ио переводамъ настилаются доски i74 верш, толщиною, а на нихъ уже набиваются или наклеиваются съ помощью особой мастики дубовыя фанеры, которыя и образуютъ чистый полъ. Если не желаютъ иметь паркета, то чистый полъ остается изъ дос-чатыхъ щитовъ, которые съ поверхности окрашиваются масляной краской. Объ устройстве дощатыхъ и пар’кетныхъ половъ и связанной съ ними подпольной деревянной конструкции будетъ сказано ниже.
2) Несгораемый заполнешя между балками, безъ употреблешя дерева, представляютъ прочное и долговечное покрьте, по преимуществу применяемое на фабрикахъ и заводахъ, где звуко- и теплопроводность между-этажнаго потолка имеютъ второстепенное значеше.
Мы остановимся на этого рода покрыпяхъ более подробно и изъ множества появившихся за последнее время привилегированныхъ и непри-вилегированныхъ способовъ укажемъ на те изъ нихъ, которые представляются более выгодными и целесообразными.
§ 32.
а) Заполнение кирпичной кладкой. Самый простой способъ состоитъ въ устройстве плоскихъ кирпичныхъ сводиковъ (чер. 4, листъ 8), толщиною въ 7а и даже въ 7« кирпича, и опирающихся на нижше пояса балокъ. При этомъ могутъ быть два случая: i) кирпичъ для сводовъ изготовляется лекальный, т.-е. клинчатой формы, соответственно рад!усу кривой направляющей, такъ какъ вытесывать клинья изъ кирпича представляется затруднительнымъ и мешкотнымъ, и 2) когда применяется обыкновенный красный кирпичъ безъ всякой притески. Въ первомъ случае устойчивость сводика, кроме сцеплешя растворомъ, обусловливается клиновидной формой
321
кирпичей и правильностью кладки, при чемъ растворъ можетъ и не приниматься въ расчетъ. Во 2-мъ случай, напротивъ, крепость раствора, его быстрота затвердгЬвашя и доброкачественность имеютъ огромное значеше. Правильность же кладки не играетъ той роли, такъ какъ раскружаливаше сводовъ происходитъ лишь после затвердЪшя раствора, когда вся его масса превращается въ сплошной монолитъ. Очевидно, что для подобныхъ сводовъ следуетъ употреблять исключительно гидравличесюе растворы изъ портландъ-цементовъ. При нашихъ поспЪшныхъ стройкахъ и сравнительной дешевизне портландскаго цемента, строитель сдЪлалъ бы крупную ошибку, если бы сложилъ сводъ изъ обыкновеннаго, неклинчатаго кирпича на из-вестковомъ растворе.
Для пятъ во всякомъ случае применяется особой формы, такъ называемый, подпятный кирпичъ (/, чер. 4, л. 8) или же пяты приготовляются изъ цементнаго бетона *).
Для устройства плоскихъ кирпичныхъ сводиковъ между балками (чер. 4, л. 8) первоначально приготовляютъ кружала съ опалубкою, соответственно подъему свода, при чемъ за кривую направляющую принимаютъ дугу круга съ подъемомъ въ Ую пролета. Кружальныя досчатыя ребра ставятся на разстояши одного аршина другъ отъ друга, опираясь на продольные бруски Ъ (чер. 4, л. 8), подвешанные къ балкамъ съ помощью железныхъ крюч-ковъ с; затемъ настилается опалубка и устраиваются пяты; после чего кладется сводъ на цементномъ растворе въ составе i части цемента и 3 частей песку, съ плотнымъ уколачивашемъ замковаго ряда.
Внешняя поверхность сводиковъ выравнивается подъ одну плоскость тощимъ бетономъ, который утрамбовывается и служитъ подготовкой для чистаго пола. Если это фабричное строеше, то полъ обыкновенно делается изъ несгораемаго матер!ала, какъ - то: изъ цемента, асфальта, гон-чарныхъ плитокъ; если же здаше предназначается для квартиръ, то по выравненному бетону или въ самый бетонъ, располагаютъ переводы или устраиваютъ подрешетку и настилаютъ деревянный полъ. Впрочемъ, можно и безъ деревянныхъ переводовъ устроить паркетный полъ, уло-живъ дубовыя фанеры на слое асфальтовой горячей мастики, непосредственно расположенной по бетонной подготовке.
Для чердачныхъ покрытш толщина свода въ замке (чер. 6, л. 8) определяется въ зависимости [отъ пролета и при обыкновенныхъ услов!яхъ, т.-е. при нагрузке сверхъ свода, состоящей только изъ дурно проводящаго тепло и легкаго матер!ала и разстояши между балками до i м., толщина свода въ 74 кирпича вполне достаточна.
Располагая хорошимъ растворомъ и придавая сводикамъ подъемъ не не менее х/8 пролета, толщина свода въ 7< кирпича можетъ считаться удовлетворительной и при нагрузке до 75 пудовъ на кв. саж. Съ поверхности и въ пазухахъ сводъ забучивается тощимъ щебеночнымъ бетономъ
*) Въ АмерикЪ для заграждешя нижнихъ поясовъ балокъ отъ раскаливашя во время пожара, подпятные кирпичи дЪлаются полые и имЪютъ форму показанную на черт. 5, л. 8. Обожженная глиняная масса этихъ кирпичей выдерживаетъ минимумъ 50 пудовъ на кв. д.
21
322
(х часть цемента, 5 частей песку и 6 частей кирпичнаго щебня). Такое заполнеше можно смело рекомендовать при разстоянш между балками не болЪе ix/2 арш., что подтверждается фактомъ такого устройства на фабрик^ „Циндель“ въ Москве, существующее уже болЪе 20 л'Ьтъ, не обнаруживая ни малЪйшихъ признаков"» разрушешя.
ВЪсъ одной кв. саж. сводиковъ въ 72 кирпича = 6о пуд. м » « ” ” ’’ 3° ”
При устройстве междуэтажнаго покрьтя, ограниченнаго съ нижней стороны потолкомъ, а сверху поломъ, точно такъ же могутъ быть применены сводики толщиною въ 74 кирпича, причемъ грузъ можетъ быть пе-реданъ не на сводъ, а на балки, какъ это изображено на чер. 9, л. 8. Здесь для сводовъ приготовлены на нитЯЦихъ поясахъ балокъ бетонный пяты, а на верхше пояса положены и закреплены клямерами деревянные бруски, къ которымъ прибивается сплошная дощатая настилка, служащая или чистымъ поломъ, или подготовкой для паркета.
При пролете отъ 1,5 до 3 м. плосюе сводики делаются толщиною въ 72 кирпича; при пролете отъ 3 до 4 метровъ—въ 7з кирпича въ замке, а къ пятамъ—въ одинъ кирпичъ (чер. io, л. 8). Очевидно, что постепенное уто-неше свода отъ замка къ пятамъ, какъ это показано на чертеже пунктирной лишей, съ притескою каждаго кирпича, представляется затруднительным^* да и самая теска ослабляетъ кирпичъ, поэтому либо выводится весь сводъ въ I кирпичъ, либо делаютъ его съ уступомъ (чер. то, л. 8). Первое хотя и ручается за прочность, но неудобно потому, что сводъ получаетъ безполезную толщину въ замке, а следовательно и безполезное увеличе-nie своего веса; второе же, т.-е. уступъ, обусловливаетъ неблагопр!ятное расположеше кривой давлешя и, такъ какъ въ уступе получается шовъ перелома, открывающейся внизъ, то средняя, более слабая часть свода можетъ при этомъ легко опуститься и повлечь за собой обрушеше свода. Этого недостатка, какъ мы увидимъ ниже, не имеютъ бетонные своды, которыхъ толщина можетъ изменяться постепенно отъ замка къ пятамъ, нисколько не затрудвдя производства работъ.
Для облегчешя кирпичныхъ сводиковъ, ихъ устраиваютъ изъ пусто-телаго кирпича клиновидной формы (чер. 7, л. 8). У насъ въ продаже для этой цели можно иметь двудырный кирпичъ, весъ коего на 22% менее, чемъ обыкновеннаго. Для пятъ можетъ быть заказанъ шаблонный кирпичъ, прикрывающш вместе съ темъ нижше пояса балокъ.
Потолки въ виде сводиковъ по железнымъ балкамъ имеютъ некрасивый видъ и трудно поддаются архитектурной обработке; поэтому ниж-нимъ поверхностямъ сводовъ придаютъ форму горизонтальной плоскости, наподоб!е перемычки, какъ это показано на чер. 8, л. 8, изображаю-щимъ итальянскш способъ устройства. Сводъ состоитъ изъ пяти полыхъ и двухъ подпятныхъ сплошныхъ камней, обхватывающихъ нижше пояса балокъ. Для сборки балокъ устраивается деревянная платформа аЪ на осо-быхъ подпоркахъ к, I. По установке пятовыхъ камней первоначально рас-полагаютъ четыре камня с, й, е и /, а потомъ замыкаютъ сводъ замкомъ д.
Сверху сводъ заполняется шлаковымъ или щебеночнымъ тощимъ бетономъ, на который уже настилаютъ чистый полъ. Въ АмериктЬ, для уменьшешя в±са забутки, въ нее вводятся гончарный трубы К, К (чер. 8, л. 8), или просто оставляются пустоты. Таше потолки, въ виду ихъ легкости и малой тепло- и звукопроводности, представляютъ для частныхъ здашй очень Ц"Ь-лесообразное покрьте.
§ 33.
Ь) Бетонные потолки. Заполнеше промежутковъ между желЪзными балками бетонной массой въ видЪ сводчатаго или горизонтальнаго по-
крьтя за последнее время стало все бол'Ье и болЪе распро-
етраняться въ строительной практик^ и вытеснять кирпичную кладку. Отчасти этому •способствовало значительное удешевлеше портландъ-цемен-товъ, главнымъ же образомъ то, что бетону можно безъ труда придавать любую форму и такимъ образомъ им^ть легюе,
Чер. 437.
вые и быстро устраиваемые потолки. Последнее преимущество (быстрота производства работъ) въ особенности способствовало распространенно этой кон-•струкщи.
На чер. 437 представленъ бетонный сводъ, коего пяты расположены на нижнихъ поясахъ балокъ. Подъемъ свода делается отъ Vio до Vs пролета, а толщина въ замкЪ на основаши практиче-скихъ данныхъ должна быть не мен^е ю см. Впрочемъ, это зависитъ отъ со-
\
\
\
\
\
\
\
\
\
\
става бетона и тщательности работы. Если бетонъ состоитъ только изъ цемента и песку въ пропорщи i части цемента и з частей песку, то для чердач-наго покрьтя толщина его въ замкЪ можетъ быть равна I, если I—величина пролета. Поверхъ свода располагается, слоемъ нисколько выше поясовъ балокъ, топцй бетонъ съ примЪсью щеб-
ня, что служитъ подготовкой для чистаго пола.
Собственный вЪсъ покрьтя, если разстояше между балками 1 = т м., высотЪ ихъ h = 17 см. и толщинЪ слоя бетоннаго свода заполнешя въ замк^Ь <7=ю см., получается около 300 кг. м.2
21*
По даннымъ Житкевича *) можно принять, что:
При I = 1,5 м., h = 24 см. и d—i2
„ 1 = 2, „ h = 28 „ d = 13
„ Z = 3 „ h = 38 „ (/=14
„ / = 4 „ й = 5о „ d=i5
см. Собственный вЪсъ 370 кг./мЛ
” » » 53° ”
» » » 53® ”
Я Я „ 620 ft
Если къ этимъ цифрамъ собственнаго втЬса прибавить временный или постоянный грузъ согласно таблицы XXIX, то мы получимъ расчетный грузъ (р) на г кв. м. покрьтя, а именно:
Для чердачныхъ покрыты р = отъ 400 до 750 кг. „ междуэтажныхъ покрыты р = „ 550 „ 870 „ „ фабричныхъ строены р= „ 600 jr 2120 „
При значительныхъ пролетахъ отношеше вообще увеличивается и (I
толщина въ замке уменьшается, при чемъ принимается во внимаше составъ бетона; если онъ состоитъ изъ i части цемента и 2 частей песку, толщина его въ замке достаточна въ Z; при более тощемъ составе d=72i Z, а при щебеночномъ бетоне изъ i части цемента, 3 частей песку и 4 частей . 7 I
киопичнаго щебня d = т А
Во всЪхъ случаяхъ необходимо утолщеше къ пятамъ, что можетъ быть определено графически (чер. 437), откладывая половину рад!уса г по направлешю ко отъ точки о и изъ точки о', какъ изъ центра, описывая внешнюю кривую свода.
Работа по устройству бетонныхъ заполнены между балками производится слЪдующимъ образомъ: прежде всего устраиваются кружала, состоящая изъ реберъ а (чер. i и 2, л. 9), расположенныхъ на разстоянш отъ I до 1*/2 аршина одно отъ другого. Ребра опираются своими концами на продольные брусья Ъ, подвешенные къ балкамъ различными способами, изъ коихъ на чертежахъ i и 2, л. 9, показано два: съ помощью крючковъ (левая сторона) или хомутовъ съ болтами (правая сторона чертежа). При последнемъ способе вместо продольныхъ брусковъ Ъ применяется доска с. Такое устройство удобнее для раскружаливашя, такъ какъ даетъ возможность, отвинтивъ нижшя гайки уронить доски, а вместе съ ними и все кружала; затемъ хомутъ вынимаютъ, а оставппяся отверспя заливаютъ цементомъ. По кружальнымъ ребрамъ настилается палуба, поверхность которой соответствуетъ форме нижней поверхности свода или вообще потолка. Для получешя гладкой поверхности будущаго свода палубникъ выстилается кровельнымъ толемъ, который въ стыкахъ не накладывается другъ на друга, а лишь притыкается. Если кровельный толь не прокладывается, а ограничиваются лишь обшивкой кружальныхъ реберъ палубни-комъ, то по окончаши работъ, после затвердевашя сводовъ, ихъ необходимо оштукатурить или по крайней мере затереть.
*) жПлоск1я междуэтажный покрыт!я“ Н. Житкевичъ.
325
ЗатЬмъ, приготовляютъ бетонъ, котораго составь меняется соответственно характеру сооружешя. Для устройства заполнешй промежутковъ между железными балками въ виде сводчатыхъ или горизонтальныхъ по-крытш для частныхъ' здашй, фабрикъ, заводовъ и т. п. въ составь бетона щебень не вводится и онъ приготовляется только изъ смеси песка и порт-ландъ-цемента, при чемъ наиболее испытанная пропорщя на i часть цемента з части песку. Поверхъ свода для уменьшешя его звуко- и теплопроводности располагается более слабый и легкш бетонъ (чер. т, л. 9) со значительной примесью щебня и какого-нибудь легкаго и дурнопроводя-щаго тепло матер!ала, какъ-то: кирпичнаго щебня, шлака, кокса и т. п., при чемъ портландъ - цемента примешивается не более х/10 части по объему, такъ, напримеръ: i часть цемента, 4 части песку и 7—8 шлаковаго щебня.
При устройстве бетонныхъ сводиковъ не следуетъ забывать, что качество и крупность песка имеютъ огромное вл!яше на крепость бетонной массы. Прежде всего песокъ долженъ быть чистъ, безъ всякой примеси глины, органическихъ веществъ и растительной земли. Уже одно это тре-боваше заставляетъ употреблять въ дело только речной песокъ; чистаго горнаго песка безъ глины почти невозможно найти, а если его употреблять въ дело, то не иначе, какъ промытымъ. Глина и черноземъ, какъ вещества очень тонюя, обволакиваютъ каждую частицу песка тонкимъ слоемъ и препятствуютъ сцЪплешю цемента съ пескомъ. Илъ значительно грубее глины, поэтому менее вреденъ, все же и онъ уменьшаетъ крепость бетона, если его примесь превосходить 6% *).
Хорошо перемешанный бетонъ, съ умереннымъ количествомъ воды, наносится слоями толщиною не более 3 — 4 см., на кружальную палубу и подвергается трамбовашю до техъ поръ, пока на поверхности влажной бетонной массы не появится вода, какъ бы выжатая изъ бетона.
При употреблеши щебня кирпичнаго, шлаковаго или коксоваго—его необходимо предварительно хорошо пропитать водой, такъ какъ эти мате-р!алы очень гигроскопичны и, будучи не вполне смочены, могутъ поглотить такое количество воды, что ея избытка будетъ недостаточно для ги-дращи цемента.
Раскружаливаше сводовъ можетъ последовать не ранее 28 дней.
Описанная конструкщя (чер. i и 2, л. 9), занимая мало места по толщине, весьма легко и быстро исполняется, требуетъ сравнительно мало железа и вполне предохраняетъ балки отъ ржавчины.
*) НовЪйппя изслЪдовашя Dr. Morris’a (Baumaterialienkunde. Heft 25—26. 1902 г.) подтверждаютъ вредъ примеси глины, но лишь въ томъ случай, если эта примись превосходить 4%; примись же мен'Ье этой нормы не только не вредна, но даже полезна. Такъ изъ приводимыхъ имъ таблицъ мы видимъ, что цементный растворъ <1 ч. ц., 3 ч. п. по в^су) съ нормальнымъ пескомъ, совершенно лишеннымъ глины далъ черезъ 28 дней на раздроблеше 177 кг. на см.2, тогда какъ съ пескомъ, содер-жащимъ 3,9% глины, его сопротивлеше оказалось 252 кг. на см.2; съ примесью же глины къ песку въ разм’Ьр'Ь 6,3% растворъ того же состава оказалъ сопротивлеше только въ 20 кг. на кв. см.
326
I
§ 34.
с) Пов4рка разигёровъ кирпичныхъ и бетонныхъ сводиковъ. Переходя къ по[вiркй размЪровъ кирпичныхъ и бетонныхъ сводиковъ, какъ заполнены между железными балками, зам'Ьтимъ, что при этомъ руководствуются общими пр!емами графическаго или аналитическаго^рдсчета, о чемъ было сказано выше при разсмотрЪнш цилиндрическихъ сводовъ вообще.
Если мы примемъ, что распоръ Н приложенъ въ самой вершине свода въ точке о (чер. 438), а сила TF, действующая въ пятахъ, проходитъ
Чер. 438.
черезъ точку е, то это будетъ соответствовать кривой давлешя при мини-мальномъ распоре, что видно изъ построешя на чер. 439. При такихъ услов!яхъ давлеше въ точке о и е распределяется не на всю сопрягающую плоскость, а на часть ея, и главнымъ образомъ на ребро о въ замке и ребро е въ пятахъ, т.-е. теоретически здесь сосредоточивается давлеше далеко превосходящее сопротивлеше бетона. Однако, такого рода своды на прак-
327
тикЬ оказываются вполнЪ устойчивыми и прочными. Опытъ показалъ, что такое распредЪлеше давлешя допустимо лишь въ то время, когда сводъ поддерживается кружалами; при снятш послЪднихъ вслЪдств!е упругости и сжимаемости матер!аловъ, изъ которыхъ сложенъ сводъ, усшпя распределяются болЪе равномЪрно, кривая давлешя делается более плоской, ея концы и вершина приближаются к!> средине толщины свода, и, какъ это видно изъ графическая построешя усилш свода (чер. 439), горизонтальный распоръ а съ нимъ вместе и давлеше на все швы увеличивается. Во всякомъ случае трудно предположить, чтобы давлеше въ замке и швахъ распределялось бы совершенно равномерно по поверхности сопрягающихъ швовъ, такъ какъ въ такомъ случае надо допустить исключительное услов!е полная совпадешя линш давлешя со средней кривой въ поперечномъ разрезе свода. Поэтому коэффищентъ сопротивлешя кирпичной кладки, принимаемый въ обыкновенныхъ случаяхъ равнымъ отъ 8 до io кг. см.2, при расчетахъ кирпичныхъ сводовъ значительно понижается. На табл. XIX, стр. 249 показана величина минимальная распора Ли усилш Ж, действующихъ на пяты свода, при толщине въ замке */2, i, i1/^ 2 и 2% кирпича. Данныя эти относятся къ тому перюду существования кирпичнаго свода, когда растворъ еще не вполне затверделъ.
Предположимъ (чер. 438), что распоръ Нг приложенъ въ средине замковая шва, а сила въ средине пяты, тогда строя многоугольникъ силъ (чер. 439) мы, видимъ, что лишя Жп проведенная черезъ точку N параллельно направлешю усшпя (чер. 438) пересекаетъ горизонтальную МО' въ точке О* (чер. 439), которая принимается за полюсъ, вслЪд-cTBie чего какъ горизонтальный распоръ, такъ и величина всехъ усшпй, действующихъ на сопрягаюшде швы, значительно увеличивается. (Что ясно видно изъ чер. 439.)
Возьмемъ плоскШ кирпичный сводикъ, расположенный между двумя железными балками (чер. 438), при следующемъ заданш:
Пролетъ I = 1,5 м.
Подъемъ /*=0,15 м.
Толщина сводика = 0,125 м., т.-е. V2 кирпича.
Нагрузка на 1 кв. м. = 200 кл.
ВгЬсъ кубическаго метра кирпичной кладки и забутки = 1,6 тоннъ.
Приведенная къ объему кладки нагрузка = = 0,125 метра.
Толщина d въ средине покрыли равна: Редуцированной нагрузке.............................0,125 м.
Забутке сверхъ свода „........................ 0,050 м.
Толщине свода въ замке.........................0,125 м.
d=0,30 м.
Толщина d0 въ пятахъ отъ нижняго пояса балки до поверхности нагрузки равна dQ = f-\- d = 0,15 + 0,30 = 0,45 м.
Точка приложешя минимальнаго распора Н задается въ вершине свода, следовательно плечо 1г этого распора относительно точки вращешя е равно:
1г = 0,15 + 0,12 = 0,27.
328
Величина распора Н, какъ было уже указано, определяется изъ уравнешя мо-ментовъ, т.-е.
Pa+Hh=O, откуда
н=-^-. h
Здесь Р— весъ всей нагрузки (чер. 438), состоящей изъ собственнаго веса половины сводика, веса разбутки и временной нагрузки; а—перпендикуляръ, опущенный изъ точки вращешя е на направлеше силы Р; &—ёсть такой же перпендикуляръ къ направлешю силы Н.
Для упрощешя определешя центра тяжести К и момента Ра определимъ весъ 6г0 всей призмы, у которой основаше—прямоугольникъ тше, а высота равна элементу длины сводика, т.-е. 1 м. Найдемъ моментъ этой силы, равный бгоао и вычтемъ изъ него моментъ Gxab т.-е. части призмы, которая находится подъ сводомъ; остатокъ будетъ равняться искомому моменту
Ра — GqCIq— Gxav
Следовательно, весъ
. 1,6 = 0,45.0,75 . 1,6 = 0,54 тн.
Центръ тяжести прямоугольника mnie отстоитъ отъ точки е на разстоянш
Следовательно,
(70а0 = 0,54 . 0,37 = 0,20 тн. = 200 кл.
Для упрощешя определешя момента G^ лучковая кривая, направляющая свода принимается за параболу, при чемъ площадь параболическаго отрезка eti равна:
4 . 4 . /= 4.0,75 . 0,15 = 0,075. О А о
Gi = ,0075 . 1,6 = 0,12 тн.
А такъ какъ разстояше at центра тяжести этого параболическаго отрезка отъ • • 31 л,-
точки е по лиши еъ равно — = ОДэ, то
Grav = 0,12.0,45 = 0,05 тн.= 50 кг.
Откуда
Ра = Goao— G^ — 0,200 — 0,05 = 0,15 тн. = 150 кг.
Следовательно, гт Ра 0,15 л __ Н = — = -^-^= 0,55 тн. = ээО кг.
Для получешя величины силы Ж, действующей на пяты свода, мы имесмъ изъ трехугольника (чер. 439) многоугольника силъ
W= + X
Но такъ какъ
р— Gq—6rt = 0,54 —0,12 = 0,42 тн. = 420 кг.,
ТО W= Уо,552 —0,422 = о,692 тн. = 692 кг.
Сравнивая полученные результаты съ таблицей XIX, мы видимъ, что определенный нами распоръ Н на 230 кг. болЪе, а давлеше на опоры, на-оборотъ, менее на 268 кг. допускаемаго. Но въ виду того, что при Н= = 550 кг. давлеше, действующее на кв. см. замковаго ряда, равняется
329
только = °,4 кг-> тогДа какъ при кладкЪ на цементЪ раздробляющш грузъ принимается отъ 150 до 160 кг., можно признать принятую толщину сводика въ кирпича вполнЪ допустимой. Мы можемъ увеличить толщину Нашего сводика изъ кирпича minimum вдвое, принявъ ее въ одинъ кирпичъ, но тогда полученная нами величина Н будетъ на 850 кг. мен'Ье допускаемой, а следовательно сводъ и вся конструкщя выйдутъ безполезно грузными и дорогими. Этотъ примЪръ указывает^ насколько неудобнопримЪнятькирпичъ для сводиковъ въ виду необходимости придерживаться его размерамъ.
При устройстве бетонныхъ сводиковъ мы не имеемъ этого неудобства, такъ какъ бетону можно придавать какую угодно форму и толщину.
Въ последнемъ случае мы избегаемъ того мертваго груза, который вызывается излишней толщиной кирпичныхъ сводовъ вообще. /
Способъ проверки бетоннаго свода остается тотъ же, что и кирпичнаго. Пояснимъ примеромъ.
Данъ бетонный сводъ (чер. 440), какъ заполнеше между. железными балками при разстоянш между ними 2,5 м. (размерь въ большинства случаевъ применяемый при постройке фабрикъ).
Подъемъ свода взятъ въ т/10 пролета и = 0,25 м.
Толщина свода г70 въ замке принята = 0,12 м.
Временная нагрузка, предполагая фабричное строеше, предположена въ 750 кл. на кв. м.
Чер. 440.
Весъ 1 кубическаго метра бетона, состоящаго изъ 1 части цемента и 3 частей песку, а также и более тощаго бетона, заполняющаго пазухи, принять круглымъ числомъ 2000 кг.
Временная нагрузка, редуцированная къ объему бетона, равна:
Толщина въ средине покрьтя = 0,12 + 0,38 = 0,5 м.
Толщина въ пятахъ = 0,50 + 0,25 = 0,75.
Применяя тотъ же самый пр!емъ для определен]’я распора Н, что и въ пред-шествовавшемъ случае, мы имеемъ:
Весъ половины свода вместе съ нагрузкой, разсматривая элементъ свода, рав-
ный по длине 1 метру=
0,75 . 1,25 . 2000 ....................= 1880 кг.
вычитая: 1,25.0,25 . 2/з • 2000................= • 420 »
1460 кг.
331)
Я/г = 1880 . Д|1_420 . % • 1,25 = 860,
откуда
LT- 860 .
н 0,25 — 3440 Rr'
Это усил!е распределяется на всю поверхность замковой сопрягающей плоско-3440 ти, а следовательно на каждый кв. см. переходить давлеше — ултг—2,9 кг., тогда . JLUv
какъ для бетона, состоящего изъ 1 части цемента и 3 частей песку, принимается прочное сопротивлеше отъ 15 до 16 кг. на кв. см.
Другой способъ разсчета бетонныхъ сводиковъ заключается въ применеши слЬ_ дующихъ формулъ:
Задаваясь или толщиною сводика въ замке о (чер. 441), или толщиною всего покрытая вместе съ подъемомъ свода и обозначая разстояше между балками черезъ Z, допускаемое напря-жеше бетонной массы черезъ R, весь единицы объема свода вместе съ забуткой черезъ у и разномерно распределенный на единицу поверхности грузъ черезъ Р, величины I, R, у, Р будутъ известны, а величины d, 8 и распоръ Н выведутся: если задается S, то изъ выражешя *):
7 /2(6 р+~у у 8) + 16JW ,
(I —---- X X—„-------, а если задано я, то
24 R c—pl2
l=«^d-:^-g
11=—.
Численный примерь. Предположимъ, что разстояше между балками = 2 м., R въ виду фабричнаго назначешя здашя, подверженнаго сотрясешямъ, при-мемъ = 30000 кг. на 1 кв. м.; р = 500 кг., у = 2000 кг. и 8 = 0,1 м.
22 (6 X 500 + 5 X 2000 X ОД) + 16 X 30000 X ОД2
24 X 30000 X 0,1 — 2000 X 22
„ 30000.0,1 1ГЛЛ
11 =----—— = 1э00 кг.,
где Н — горизонтальный распоръ на длину сводика = 1 м.
Если рядомъ сводикъ не нагружонъ, то онъ испытываетъ распоръ
= Н. 0,75.
Распоры, проявляемые кирпичными или бетонными сводиками, взаимно уничтожаются и только отъ крайнихъ сводовъ передаются на стЪны, въ которыхъ для приняпя пятъ сводовъ оставляются борозды.
§ 35.
Поперечныя связи и ихъ размеры. Не всегда, однако, стены достаточно устойчивы, чтобы противостоять боковому усилю; да, кроме того, оставлеше или пробитае горизонтальной борозды, несомненно, ослабляетъ стену, поэтому предпочитаютъ вдоль стены на некоторомъ отъ нея раз-стояши (чер. 442) располагать балку. Очевидно, что сопротивлеше этой
*) Handbuch der Architektur. Ill Th. 2 В. 3 H., стр. 96.
331
балки боковому изгибу не можетъ быть достаточнымъ въ виду незначительности момента инерщи ея относительно вертикальной нейтральной оси; главное назначеше этихъ балокъ образовать удобную пяту для сводовъ; для уничтожешя же распора служатъ поперечны я связи изъ болто-ваго железа, располагаемый на разстоянш
Размеры поперечныхъ сЪчешй этихъ болтовъ или ихъ д!аметры выводятся на основаши сл'Ьдующихъ простыхъ соображены.
Назовемъ черезъ е разстояше связей одна отъ другой въ метр.
„ I „ между балками.
„ р общш вЪсъ одного квадратнаго метра покрьтя вместе съ временной нагрузкой. Въ такомъ случае вЪсъ д половины покрьтя между двумя связями выразится:
д = 2
Разстояше этой равнодействующей вЪса (чер. 442) отъ опоры можетъ быть съ достаточной точностью для практики принято = —, что и даетъ возможность вывести величину горизонтальнаго распора Н изъ уравнешя моментовъ при вертикальномъ разстоянш точки вращешя отъ направлешя силы равномъ /. Мы имеемъ:
и _ У1 Pel*
Принимая прочное сопротивлеше железа въ 1000 кг. изъ уравнешя pel2 ~d2
яГ=“7“-1ОО°’ о/ 4 выводимъ (7, д!аметръ связи
й=
79 Г f
332
Подъемъ свода обыкновенно принимается —l/ltl пролета; подставляя вместо f его величину ‘/w I, получимъ
Примерь, Въ фабричномъ строеши сводчатое бетонное или кирпичное заполнеше между балками вмЪст'Ь съ временной нагрузкой в'Ьситъ 800 кг. одинъ кв. м. Разстояше между балками 2,5 м.; разстояше между связями 2 м. При этихъ данныхъ а = 1^800. 2,5.2 = 2,5 см.
§ 36.
, d) Плоское бетонное покрыпе. Бетонное заполнеше промежутковъ между железными балками въ виде сводиковъ вполне пригодное для фабрич-нйхъ и заводскихъ здашй, а также для складовъ и т. п. бываетъ неудобно для частныхъ жилыхъ строенш въ виду трудности архитектурной обработки такого сводчатаго потолка. Въ такихъ случаяхъ бетонъ даетъ возможность устраивать совершенно плосюя покрьтя. На чер. 3, листъ 9, представленъ образецъ такого потолка, въ коемъ нижшй слой, собственно работающей, состоитъ изъ песчанаго, болЪе жирнаго бетона, а верхнш— изъ тощаго съ примесью кирпичнаго, шлаковаго или коксоваго щебня, что и служитъ подготовкой для чистаго пола изъ цемента, асфальта, гон-чарныхъ плитокъ и т. п. Или же по этой подготовка устраивается деревянная подр'Ьшотка, на которую настилается деревянный полъ или пар-кетъ. Наконецъ, точно также можетъ быть устроенъ паркетъ на асфальте (см. чер. 470).
При толщине бетона въ то см. вЪсъ покрьтя отъ 310 до 370 кг. т кв. м. Для уменьшешя теплопроводности тощш бетонный слой можетъ быть замЪ-ненъ насыпкою дурного проводника, при чемъ деревянная подрЪшотка подъ паркетъ или переводы подъ простой щитовый полъ располагаются непосредственно на верхше пояса железныхъ балокъ, какъ это показано на чертеже 9, листъ 8.
Въ послЪднемъ случай бетонное заполнеше, кроме собственнаго веса, несетъ лишь грузъ дурного проводника, котораго слой въ 8 см. толщины вЪситъ въ среднемъ не болЪе 50 кл. кв. м.
Производство работъ при устройстве горизонтальнаго бетоннаго покрьтя ведется такимъ же способомъ, какъ и при бетонныхъ сводикахъ, а именно: подвешивается на крючьяхъ или хомутахъ сплошная деревянная платформа, не подходящая на 1*/2 — 2 см. до нижнихъ поясовъ балокъ (чер. 3, листъ 9); затЪмъ бетонъ наносится слоями и трамбуется.
Главный недостатокъ горизонтальнаго бетоннаго покрьтя заключается въ малой сопротивляемости этого матер!ала на изгибъ. Поэтому разстояше между балками делается не болЪе i72 метра. Впрочемъ, какъ чердачное покрыпе или какъ заполнеше, не несущее никакого груза, оно можетъ быть съ выгодой применяемо.
Трамбованный бетонъ, устраиваемый на месте, можетъ быть заме-ненъ бетонными плитками или досками, заранее приготовленными и расположенными между балками, опираясь концами на нижше ихъ пояса.
333
Горизонтальный бетонныя заполнешя не передаютъ на балки распора. Гаюя покрьтя разсчитываются какъ балка, лежащая на двухъ опорахъ и равномерно нагруженная.
Если р вЪсъ на i кв. м. покрьтя съ временной или постоянной нагрузкой,
„ I пролетъ въ метрахъ,
„ h толщина работающаго бетона, то, разсчитывая элементъ покрьтя равный одному погонному метру и предка
полагая внешшй, действующей моментъ изгиба М--= можно принять, что
I / з^2 у 4-R '
1г =
ЗдЪсь R, какъ прочное сопротивлеше на изгибъ, принимается равнымъ 3 кл. на см2.
Прим-Ьръ. Положимъ, что l = i м., р = боо кл. для междуэтажныхъ покрытой.
Тогда
/г = |/^у =/^5о’ = 12 см-
Устройства горизонтальныхъ бетонныхъ заполнешй между балками, какъ мы видели, могутъ быть применены лишь при незначительныхъ про-межуткахъ до ix/2 метра включительно. При большихъ разстояшяхъ требуется очень толстый слой бетонной массы, а такъ какъ этотъ матер!алъ веситъ отъ 2.ооо до 2.2оо кл. куб. м., то, кроме потери въ высоте помещены является еще и значительный мертвый грузъ, требующей сильныхъ балокъ, более толстыхъ стенъ, фундаментовъ и т. д. Эти недостатки настолько существенны, что горизонтальный бетонныя покрьтя по желез-нымъ балкамъ редко находили себе применеше, а для фабрикъ и заво-довъ при большой временной нагрузке оне совсемъ не употреблялись.
§ 37.
е) Железобетонный покрыпя по системе Монье. Массивность гори-зонтальнаго бетоннаго покрыпя главнымъ образомъ вызывается темъ, что сопротивлеше его при изгибе разсчитывается только на растяжеше въ нижней части поперечнаго сечешя и этому сопротивлешю приравнивается и сопротивлеше верхней части того же сечешя на сжапе, тогда какъ последнее можетъ быть допущено въ ю разъ больше чемъ первое. Опытъ показалъ, что при изгибе нагруженной бетонной плиты въ нижнихъ ча-стяхъ ея поперечныхъ сечешй напряжешя достигаютъ предела упругости и появляются трещины въ то время, когда въ верхнихъ частяхъ того же сечешя напряжешя на сжапе едва приближаются къ пределу прочнаго сопротивлешя. Такимъ образомъ самое дорогое свойство бетона, какъ камня, его высокое сопротивлеше на сжапе остается не использованнымъ.
Такъ было до появлешя бетоно-железной конструкши по системе Монье, которая, хотя первоначально и вызвала недовер1е къ себе, вскоре,
334
однако, при обнародованы цЪлаго ряда офищальныхъ и частныхъ испытаны какъ за границей, такъ и у насъ, доказывающихъ необыкновенную прочность и устойчивость этой конструкщи, нашла себЪ самое широкое применеше и въ настоящее время является преобладающей надъ всЪми другими при устройств^ несгэраемыхъ потолковъ.
Счастливая мысль французскаго садовника, подвергнутая научной критик^, оказалась вполн'Ь правильной и остается только удивляться, почему она до сихъ поръ не приходила въ голову инженерамъ!
Действительно, если бы было извЪстно, что желЪзо имеетъ сильное сцЪплеше съ затвердЪвшимъ цементомъ, то что можетъ быть проще, если мы для увеличешя сопротивлешя бетонной плиты введемъ въ ту часть ея поперечнаго сЪчешя, которая во время изгиба подвергается наибольшему растяжешю, матер!алъ стойко сопротивляющийся этому усшпю, то-есть, же-лЪзную или стальную проволоку или полосу.
При появлеши этой новой системы опасались, что желЪзо въ цементной массЪ будетъ ржавЪть, что при разныхъ коэффищентахъ расширешя этихъ двухъ матер!аловъ является опасность разрушешя не только во время пожара, но даже и при рЪзкихъ разницахъ обыкновенныхъ температуръ. ВсЪ эти опасешя не оправдались и система Монье завоевала себЪ широкое распространеше. Почти всЪ новЪйппя конструкщи несгораемыхъ покрыты представляютъ не что иное, какъ различныя видоизмЪнешя одного и того же принципа системы Монье/ т.-е. такой комбинащи желЪза и камня, при которой желЪзо располагается въ частяхъ поперечнаго сЪчешя, подвер-женныхъ растяжешю, а бетонъ или камень сжаПю.
Приведемъ изъ книжки Житкевича *) одинъ изъ извЪстныхъ опытовъ, произведенныхъ въ нашемъ отечестве и доказывающихъ, насколько увеличивается прочность бетона при введены железа въ его массу.
„Въ 1891 году въ Петербурге были испытаны три пары плитъ про-летомъ I, 1,5 и 2 метра; въ каждой паре одна плита была съ железною сеткой, а другая—безъ нея. Сетка состояла изъ продольныхъ железныхъ прутьевъ, скрЪпленныхъ съ поперечными обвязкой изъ тонкой проволоки; толщина продольныхъ прутьевъ въ плитахъ i-ro опыта (пролетъ i метръ) была 6 мм., 2-го и 3-го опыта (пролеты въ 1% и 2 метра)—7 мм.; каждый 3-й прутъ толщиною ю мм. Поперечные прутья толщиною 5 мм. Составъ бетона I часть цемента и 3 части песку по объему.
Разстояше между прутьями продольными и поперечными одинаковое отъ 6,5 до 7 см. Проволока располагалась на разстояши 7б толщины плиты отъ нижней ея поверхности.
Размеры плитъ съ сеткой и безъ нея при одномъ и томъ же пролете одинаковые, а именно:
Опыты. Пролеты. Ширина. Толщина. Площадь нагрузки.
I 1,0 м. 0,71 м. 4.5 см- 0,71 кв. м.
2 1,5 м. 1,0 м. 7,0 см. 1,5 кв. м.
3 2,0 М. 1,0 м. 9,7 см. 2,0 KB. M.
*) Н. Житкевичъ. Плоск1я междуэтажный покрьтя.
335
Опытъ показалъ, что разрушаюшш грузъ для плитъ желЪзно-бетон-ныхъ, больше такового же груза для обыкновенныхъ бетонныхъ изъ того же бетона въ 3,6 раза, при чемъ въ плиткахъ съ железною сеткою наблюдалось только раздроблеше бетона, который не распался и не отделялся отъ сЪтки; нагрузка повисла на ней, не вызывая полнаго обрушешя. Bet же плитки безъ сетки разрушились мгновенно съ распадешемъ бетона на куски неправильной формы.
При другихъ опытахъ, произведенныхъ за границей, сводчатое бетонное покрьте при пролете I = 4,5 м. и толщине въ замке 5 см. обрушилось при нагрузке 8оо кг. на кв. м., а таковое же железо-бетонное покры-Tie—при нагрузке въ 2.109 кл. на кв. м.
Такая относительно значительная прочность желЪзо-бетонныхъ покры-тш является вслЪдств!е сильнаго сцЪплешя (въ смысла противодейств!я скольжешю) цемента съ желЪзомъ, заставляющее оба матер!ала одновременно сопротивляться разрушешю покрьтя.
Бетонная плита безъ сетки, при пролете въ i м., толщине 4,5 см. и ширине 0,71 м., мгновенно обрушилась при нагрузке 852 кл.; такая же железобетонная плита при нагрузке 2887 кл. дала только прогибъ 8 мм. и обрушилась при нагрузке 2.973 кл-
Если между бетономъ и проволокой нетъ никакой связи и оба эти матер5ала при изгибе работаютъ совершенно самостоятельно, то, кроме груза, необходимаго для перелома бетонной плиты въ данномъ случае нужно допустить еще только тотъ грузъ, который въ состояши выдержать продольный проволоки съ прогибомъ въ 8 мм. Этотъ грузъ определяется изъ формулы, выражающей величину f — стрелу прогиба *):
откуда
5PZ2
- 384^’
/ • 384 • EJ
5*
Подставляя вместо f и I ихъ величины и принимая Е—коэффищентъ упругости для железа = 2000000 и J — моментъ инерщи ю проволоки = 10.0,0064 = 0,064 получимъ:
о,8.384.2000000.0,064
------—--------------- — 8 кг.
5 . ioooooo
Следовательно, полная величина груза, вызвавшаго разрушеше и изгибъ плиты, должна бы быть:
^ = 8524-8 = 860.
Въ действительности же онъ равняется:
2973 КЛч т-'е- въ “oz; =3>5 Раза больше".
‘) См. таблицу XXVII.
336
Такая огромная разница можетъ быть объяснена единственно тЪмъ обстоятельствомъ, что при разрушены плиты Монье мы имеемъ дЪло не съ простой суммой сопротивлешй бетона и железа, какъ отдЪльныхъ брусьевъ, а съ сопротивлешемъ цЪлаго бруса, въ которомъ бетонъ и железо составляютъ нераздельное целое. Сравнительно скорое разрушеше плиты безъ каркаса отъ значительно меньшаго груза происходитъ вслед-CTBie того, что при изгибе, какъ это уже было сказано выше, напряжете въ крайнихъ элементахъ растянутой части сечешя уже достигаетъ величины временнаго сопротивлешя бетона разрыву, тогда какъ въ сжатой части соответственное напряжете едва будетъ приближать къ пределу прочнаго сопротивлешя раздроблешю. Въ крайнихъ элементахъ вытянутой части будетъ иметь место предельная деформащя.
Сцеплеше бетона съ железомъ настолько сильно, что по изследова-шямъ Консидера (Considere) при изгибе бетонныхъ брусковъ съ заложенными вблизи растянутой поверхности железными прутьями, достигались, безъ всякихъ признаковъ трещинъ, удлинешя въ 5,6 и до ю разъ превосходящая те удлинешя, при которыхъ бруски безъ железа уже ломались. Величина удлинешя какъ бы дифференцируется на мельчайнпя части по всей длине бруска и делается неизменнымъ. Даже бруски, выпиленные Консидеромъ изъ частей брусьевъ, подвергнутыхъ столь значительнымъ растяжешямъ, испытанные на разрывъ, показали едва заметное изменеше прочности сравнительно съ брусками, не подвергавшимися растяжешю.
Такое сильное сцеплеше между железомъ и цементомъ объясняется образовашемъ особаго твердаго и прочнаго соединешя селикатовъ цемента съ железомъ.
Перейдемъ къ описашю некоторыхъ наиболее распространенныхъ въ практике железно-бетонныхъ потолочныхъ покрыты.
На чер. 4, листъ 9, представленъ въ поперечномъ и продольномъ разрезе одинъ изъ простейшихъ типовъ такого покрьтя, состоящаго изъ железныхъ двутавровыхъ балокъ, промежутки между которыми перекрыты железо-бетонными плитами шириною въ о,8 м. Разстояше между осями балокъ берется отъ 0,75 до 3,8 м., толщина плитъ, въ зависимости отъ нагрузки и разстояшя между балками,—отъ 4 до 14 см. Въ разстоянш % толщины плиты отъ ея нижней поверхности располагается сетка изъ продольныхъ железныхъ прутьевъ толщиною отъ 5 до ю мм. и изъ поперечныхъ толщиною въ 5 мм., служащихъ для связи между продольными. Въ точкахъ пересечешя прутья скрепляются тонкой проволокой. Поперечное сечеше продольныхъ, такъ называемыхъ работающихъ прутьевъ и разстояше между ними определяются разсчетомъ.
Плиты приготовляются заранее и въ совершенно уже затвердевшемъ состоянш привозятся на место и укладываются на нижше пояса балокъ. Для лучшаго предохранешя железныхъ балокъ отъ действ!я ржавчины и огня, стенки ихъ и нижше пояса прикрываются цементнымъ растворомъ, при чемъ последше оштукатуриваются въ виде тяги, которая повторяется и поперекъ пролетовъ между балками, вследств!е чего потолокъ получаетъ обработку кессонами, что придаетъ всей конструкцш более красивый
337
видъ. При значительной ширине тавра цементный наметъ делается по тонкой железной сетке, охватывающей нижшй поясъ балки.
Сверхъ плитъ для уменьшешя звука и теплопроводности располагается тощш бетонъ съ примесью шлака, кокса или кирпичнаго щебня толщиною не менее 10—12 см., впрочемъ эта толщина зависитъ отъ степени теплопроводимости насыпаемаго матер!ала. Этотъ же слой служитъ подготовкой для чистаго пола. Если онъ деревянный, то сверхъ выравненной подготовки, располагается деревянная подрешетка или лаги. Самое удобное (если только этому не препятствуетъ назначеше помещешя)—по бетонной подготовка на слое цементнаго раствора уложить цементный или гончарныя плитки, какъ это и показано на нашемъ чертеже.
Выгоды такого покрьтя слЪдуюгщя:
i) Простота и быстрота устройства, такъ какъ укладка плитъ не тре-буетъ никакого искусства и надзора, какъ при другихъ покрыпяхъ. Кроме того, покрыпе изъ готовыхъ желгЬзно-бетонныхъ плитъ можетъ тотчасъ же подвергаться действя нагрузки, такъ что нЪтъ потери времени, необходимая для твердЪшя бетона или раствора.
2) При правильномъ устройстве—полная огнеупорность и неизменяемость отъ дейспия времени, сырости и проч. ,
3) Возможность получить желаемый minimum звуко- и теплопроводности, изменяя матер!алъ и толщину изолящоннаго слоя.
4) Непроницаемость для воздуха и воды при указанномъ заполнены и обдЪлкЪ бетономъ балокъ и стыковъ плитъ съ балками.
Железо-бетонное сводчатое покрыпе. Система Монье пряменяется и при устройстве бетонныхъ сводовъ, какъ заполнешя между балками, если таковыя располагаются на значительномъ разстоянш другъ отъ друга, или вообще при устройстве покрыпй надъ какимъ-либо помещешемъ значительной ширины.
На чертеже 5, листъ 9, представленъ такой сводъ съ подъемомъ въ 40 см. и толщиною въ замке только 5 см. Такой сводъ при толщине про-волокъ въ io мм. и разстоянш между ними въ 7 см. можетъ выдержать равномерную нагрузку до 4.000 кг. на кв. м. Очевидно, что здесь хотя вся конструкщя при равномерной нагрузке свода работаетъ на сжапе, сопротивлеше ея сравнительно съ нростымъ бетоннымъ сводомъ значительно возрастаешь. Въ виду того, что при разрушены плоская свода, какъ было указано выше, происходитъ раскрыпе шва въ шелыге вовнутрь, то наибольшее растягивающее усшпе можетъ проявиться именно въ этомъ месте, поэтому и работающая проволока располагается такъ же, какъ и при устройстве горизонтальныхъ железо-бетонныхъ покрыпй, въ нижней части поперечнаго сечешя свода.
Покрыпя по системе Монье на месте производства работъ делаются следующимъ образомъ: по изготовлены деревянныхъ поддерживающихъ частей въ виде палубы различная, въ зависимости отъ характера сооружешя, вида принимаются меры, чтобы разместить на палубе работающее прутья такъ, чтобы после забетонивашя они оказались действительно въ техъ местахъ поперечнаго сечешя покрыпя, въ которыхъ по разсчету они 22
338
должны сопротивляться растягивающимъ усил!ямъ, если это пёрекрьте горизонтально или представляетъ изъ себя плосюй сводикъ. Достигается это ттЬмъ, что работаюпце прутья соединяются тонкими поперечными прутиками въ одну сЪтку, что устраняетъ возможность бокового изгиба во время забетонивашя; они удерживаются на соотв'Ьтствующемъ разстоянш отъ поверхности палубы подложенными деревянными шашками или рейками соотвЪтствующихъ размЪровъ. Бетонная масса, состоящая только изъ цемента и песка (3 части песку на i часть цемента), безъ примЪси щебня и имеющая консистенщю увлажненной земли, укладывается на палубЪ такъ, чтобы она хорошо проникла въ промежутки между прутьями и палубой. Уложенная масса тщательно трамбуется до Т'Ьхъ поръ, пока не получимъ уверенности, что железные прутья повсюду хорошо облеплены бетономъ и что въ самомъ бетоне нетъ раковинъ и пустотъ. Признакомъ такого уплотнешя можно считать появлеше на поверхности бетона влаги, свидетельствующей о томъ, что вода вытесняется бетономъ.
При такомъ порядке работы очевидно, что по окончании процесса отвердЪвашя бетона получится монолитъ безъ всякихъ плоскостей раздела. Это обстоятельство, а также изучеше прогибовъ сооружены по системе Монье отъ дЪйств!я груза, приводятъ къ заключешю, что брусъ Монье следуетъ разсматривать какъ упругое тело, а, следовательно, при расчете прямыхъ частей сооружешя необходимо применять теорш прямыхъ изгибаемыхъ брусьевъ; при расчете же кривыхъ частей — пользоваться Teopieft упругаго кривого бруса.
§ 38.
Определение толщины ж е л е з о-б ет о и н ых ъ п л и т ъ *). Переходя къ разсчету железо - бетонныхъ плитъ заметимъ, что такъ какъ при изгибе плиты, свободно лежащей на двухъ опорахъ, въ верхнихъ частицахъ бетона любого поперечнаго сечешя появятся внутреншя сжимаюпця усил!я, въ нижнихъ же частяхъ бетона и въ железе — силы растягивающая, то приходится иметь дело съ коэффи-щентами упругости этихъ матер!аловъ. Опытъ показалъ, что коэффищенты упругости бетона при растяженш и сжаты не равны между собой и также отличаются отъ коэффищента упругости железа. Отсюда понятно, что для точнаго теоретиче-скаго разсчета необходимо прежде всего знать величины этихъ трехъ коэффищен-товъ упругости.
Для литого железа величина коэффищента упругости Е при растяженш принимается равнымъ 2.000.000 кл. на кв. см.
Коэффищенты же упругости для бетона (составь: 3 части песку, 1 часть цемента) при сжаты и въ особенности же при растяженш, изменяются въ зависимости отъ свойствъ цемента и другихъ составныхъ частей, времени твердешя и разныхъ иныхъ услов!й; поэтому точныхъ данныхъ относительно коэффищента упругости бетона нетъ. Лишь за последнее время, благодаря многочисленнымъ изследовашямъ надъ упругими свойствами бетона и сопоставляя полученныя при опытахъ деформа-щи съ усшпями, ихъ производившими, пришли къ более или менее среднему модулю упругости Еъ для бетона на сжат!е и вытягиваше въ пределахъ отъ 200.000 до 240.000 кл. на кв. см. Однако такой результатъ все же нельзя считать вполне на-дежнымъ и поэтому даже самые точные расчеты не могутъ дать совершенно вер-ныхъ решешй. Поэтому обыкновенно при разсчете железо-бетонныхъ покрьтй при-меняютъ способъ, предложенный Кбненомъ, достаточно точный для практических!,
.*) Подробности у Н. Житкевича. „Плосшя междуэтажныя покрьтя*.
339
целей и даюпцй возможность не вводить въ расчетъ модуля упругости бетона. Этотъ способъ основанъ на томъ предположены, что при изгибе бетонно - железной плиты бетонъ сопротивляется только сжат! ю, а ж елЪз о—р астяжен!ю; со-противлешемъ же бетона на растяжеше, какъ незначительной величиной, совсемъ пренебрегаютъ. Такое допущеше влечетъ за собой лишь некоторое увеличеше запаса прочности, такъ какъ въ действительности бетонъ все же окажетъ сопротивлеше и растяжешю. Затемъ, всегда можно расположить въ нижней части поперечнаго сечешя такое количество железа, котораго сопротивлеше на разрывъ равнялось бы сопротивление верхней части поперечнаго сечешя бетона на сжат1е и нейтральная ось совпала бы съ центромъ тяжести плиты, то-есть проходила бы черезъ средину ея поперечнаго сечешя.
Положимъ (чер. 443), что плита расположена на двухъ опорахъ при пролете равномъ Z, толщине плиты d, ширине Ъ и равномерно расположенной нагрузке, вместе съ собственнымъ весомъ, равной р на кв. м.
Тогда pl будетъ вся действующая на плиту нагрузка.
Требуется определить: 1) толщину плиты, принимая прочное сопротивлеше 74 бетона на сжат!е равнымъ 30 кг. на кв. см., и 2) поперечное сечеше железныхъ
прутьевъ и разстояше между ними, полагая прочное сопротивлеше Т?2 железа на растяжеше 750 кл. па кв. с.
Предположимъ, что сечеше тп (чер. 443), которое въ данномъ случае явлвется „опаснымъ* сечешемъ, подъ вл!яшемъ груза при изгибе плиты, оставаясь прямоли-нейнымъ, переместилось въ положеше (чер. 444) и въ немъ вызываются вну-треншя напряжешя, которыя противодействуютъ сжатпо въ верхней части поперечнаго сечешя и растяжешю въ нижней.
Допустимъ далее, что при указанномъ на чертеже расположены прутьевъ въ разстоянш отъ нижней поверхности плиты, размеры и число прутьевъ подобраны такъ, что нейтральная ось проходить черезъ центръ разсматриваемаго сечешя.
Если принять, что напряжешя внутреннихъ силъ въ бетоне и железе пропор-щональны разстояшямъ ихъ частицъ отъ нейтральной оси, то равнодействующая 7Х всехъ сжимающихъ силъ въ верхнихъ частицахъ бетона выразится, при ширине плиты равной единице:
у» __ __ ^0 * __ т
11 2.2 4
Равнодействующая эта пройдетъ черезъ центръ тяжести треугольника шп1, 2d d
то-есть въ разстояны у—=— отъ нейтральной оси.
Въ нижней же части поперечнаго сечешя мы приняли, что растягивающимъ усил!ямъ сопротивляются только железныя прутья, безъ всякаго учаспя бетона, при чемъ равнодействующая этихъ усилий Т2 приложена тоже на разстоянш — отъ ней-л d d d 5
тральной оси, такъ какъ это разстояны равно —
2 О о .
22*
340
чтобы
Р12
5rf2=^T’
Р1? I ,/^П 8.5"“ 6,32Р СМ’
d= —/ Р см.
А такъ какъ для стати стическаго ранновЪшя выделенной левой половины-плиты (чер. 443) необходимо, чтобы Г2 — Ть то дгЬйств!я всехъ внутреннихъ продольныхъ силъ при изгибе плиты приводятся къ паре силъ, моментъ которой равенъ Ti 2^ откуда
гл ? 7,5 . d , 2 . d _ 71)
= -—з-------=
Чтобы предупредить изломъ плиты, моментъ этой пары внутреннихъ молеку-лярныхъ силъ долженъ равняться моменту М max внЪшних-ъ силъ, дЪйствующихъ на плиту относительно того же поперечнаго сечешя ma, М max для балки равномерно нагруженной и свободно лежащей на опорахъ, согласно табл. XXVII равенъ:
М max = -т—. о
Следовательно, необходимо
откуда
d =
или для болыпаго упрощешя
/ То-есть толщина, выраженная въ см., железо-бетонной плиты равна одной седьмой отъ величины пролета, выра-женнаго въ метрахъ, помноженной на квадратный корень изъ нагрузки на квадратный метръ покрыт!я вместе съ его собственнымъ в-Ьсомъ, при чемъ послЪдшй можетъ быть при-нятъ равнымъ 15V0 отъ временной и постоянной нагрузки.
Если обозначимъ общую площадь поперечныхъ сЪчешй всехъ продольныхъ прутьевъ, при ширине плиты &=тоо см., черезъ F кв. см., то изъ предыдущаго равенства принимая напряжете для железа =
= 750 кг., получимъ:
750 <7 = 750 Р, т.-е., что cl = F.
Следовательно, при сдЪланныхъ выше предположешяхъ, поперечное с е ч е н i е в с i х ъ продольныхъ прутьевъ на протяже-н!и zoo см. по ширине плиты заключаетъ столько квадратны хъ сайт., сколько толщина плиты линейныхъ сантиме-тровъ.
Задаваясь д!аметромъ прутьевъ и разделяя общую площадь F всехъ прутьевъ, на протяжеши 100 см., на площадь f однаго прута мы полу-
F
чаемъ у = п — число прутьевъ, а следовательно и разстояше между юо см.
ними =--------.
п
ПримЪръ. ОпредЪлимъ толщину работающей плиты при разстояши между балками 1,5 м., чер. 4, листъ 9, и временной нагрузкЬ—500 кг. на кв. м., какъ это принято для фабричныхъ здашй.
Принимая собственный вЪсъ самой плиты, равнымъ 15% отъ временной нагрузки
341
и вЪса одного кв. м. заполнешя, состоящаго изъ слоя тощаго бетона съ кирпичнымъ щебнемъ и чистаго пола изъ гончарныхъ плитъ всего толщиною въ ОД5 м., мы получимъ:
1600 X ОД 5 = 240 кл.
Временная нагрузка..................... 500 кл.
Всего.......... 740 кл.
15% отъ 740 ........ 111 кл.
Итого...........851 кл.
Следовательно,
fl= 851 = 6,30 см.
Или круглымъ числомъ d = 6,5 см.
Толщина прутьевъ обыкновенно принимается отъ 0,7 до 1,0 см. Если мы въ данномъ случай примемъ толщину ихъ въ 0?75 см., то площадь поперечнаго сЪчетя одного прута = 0,44 кв. см., а число прутьевъ м на протяжеши элемента по-
крытая въ 100 см. равно:
6,5 ?? — —- -- 15 штткъ.
0,44
Разстояше между ними
100 е ’ и “ ' см;
Изложенный способъ разсчета вполне подтвердился многочисленными •опытами, произведенными, какъ у насъ, такъ и за границей, надъ устроенными сооружешями по системе Монье.
За посл'Ьдшя ю—15 л'Ьтъ появилось множество различныхъ спосо-бовъ построешя несгораемыхъ потолочныхъ покрьтй, который въ сущности представляютъ лишь дальнейшее, болЪе или менЪе удачное развипе и разработку идеи Монье.
Все эти системы могутъ быть разделены на две болышя группы:
I) потолки бетон но-железной и
II) кирпиче-жел'Ьзной конструкцш; последняя представляетъ комбинащю кирпичной кладки съ железомъ.
Разсмотримъ некоторый изъ наиболее удачныхъ и цЪлесообразныхъ конструкщй.
I) Изъ покрьтй г группы прежде всего остановимся на простейшей изъ нихъ, такъ называемой англ!йской системе по крыт! я (чер. 6, листъ 9), употребляемой главнымъ образомъ при постройке фабрикъ, за-водовъ, а также спаленъ для рабочихъ, школъ и т. п.
Способъ этотъ заключается въ томъ, что на опорныя стены или на главный балки располагаютъ второстепенный на взаимномъ другъ отъ друга разстоянш отъ 50 до 70 см. и забиваютъ ихъ бетонной массой, предварительно приготовивъ платформу, не доходящую до нижнихъ поясовъ этихъ балокъ на 2—3 см. Составь бетона можетъ быть довольно тощш и съ примесью щебня каменнаго или кирпичнаго, напримеръ: i часть цемента, з части песку, 4 части щебня.
Не считая высоты главныхъ балокъ, который остаются открытыми, и предполагая разстояше между ними отъ 3 до 4 м., все междуэтажное по-
342
крыле занимаетъ вместе съ чистымъ поломъ не болЪе 15—16 см. по толщин Ъ. Конструкщя эта представляетъ совершенно горизонтальный пото-локъ и применяется главнымъ образомъ при устройстве фабричныхъ и заводскихъ здашй. Представляя изъ себя прочный и наиболее дешевый родъ покрыты, такой способъ, однако, имеетъ слЪдуюшде недостатки:
i) Значительную звуко- и теплопроводность; последнее, впрочемъ, легко устраняется при чердачномъ покрыли, такъ какъ имеется возможность расположить на чердаке какой угодно толщины изоляцюнный слой дурного проводника.
2) Незащищенность главныхъ балокъ отъ непосредственнаго действ!я огня во время пожара. Этотъ недостатокъ хотя и можетъ быть устраненъ оштукатуркою балокъ по особенному проволочному каркасу, но такая работа настолько удорожаетъ стоимость покрьтя, что применеше его становится не выгоднымъ.
При устройстве казармъ для семейныхъ рабочихъ описанное покры-Tie является, однако, вполне огнеупорнымъ, такъ какъ главный балки располагаются въ перегородкахъ, какъ это показано на чер. 6, листъ 9, въ поперечномъ разрезе, и покрываются цементной штукатуркой съ обеихъ сторонъ. Въ подобныхъ случаяхъ такое покрьте безусловно выгодно. Размеры этой конструкцш легко проверяются разсчетомъ, при чемъ очевидно что железныя балочки, введенный въ массивъ бетона, здесь подвергаются изгибу, поэтому такой способъ покрьтя не отвечаетъ принципу Монье и железо применяется съ меньшей выгодой.
§ 39.
Ребристое жел1зо-бетонное покрьте. Инженеръ Копен усовершенство-валъ описанный способъ покрыли, придавъ ему въ поперечномъ разрезе форму, показанную на чер. 7, листъ 9. Оно носитъ назваше ребристаго железо-бетоннаго покрыт!я и состоитъ изъ ряда двутавровыхъ или однотавровыхъ балочекъ высотою отъ 8 до io см., расположенныхъ на разстоянш одна отъ другой на 25 до 30 см., а между ними набивается бетонъ, образуя маленьюе сводики или желоба. Здесь вся масса железа, въ особенности при применены однотавровыхъ балочекъ, почти исключительно сопротивляется растяжешю, а бетонъ—сжапю. Следовательно, все покрьте по идее, представляетъ одну железо-бетонную плиту, въ которой железные продольные прутья заменены балочками. Оба матер!ала связаны въ одно целое и могутъ быть применены наивыгоднейшимъ образомъ при надлежащемъ распределены. Въ результате получается сравнительно легкое, прочное и вполне монолитное покрьте.
Надо заметить, что для большей и равномерной связи между желе-зомъ и бетономъ последшй долженъ состоять только изъ песка и цемента безъ примеси щебня.
Ребристое покрьте выгодно въ применены къ фабричнымъ и завод-скимъ многоэтажнымъ строешямъ, при расположены главныхъ балокъ вдоль или поперекъ здашя на значительномъ разстоянш другъ отъ друга. Для набивки бетона вместо деревянной платформы располагаютъ изогну
343
тые листы кровельнаго желЪза (чер. 7, л. 9), которые подвешиваются къ балкамъ особыми скобами; при этомъ внутреншя поверхности сводиковъ получаются настолько правильны и гладки, что штукатурки не требуется.
Надъ ребристыми покрьтями были произведены испыташя нагрузкой до полнаго разрушешя, при чемъ получились слЪдуюцце результаты:
Обрушешю подвергалось покрьте при пролетЪ I = 4,8 м., толщине бетона е = 5 см-> высоте балокъ 8 см., разстоянш между ними 6 = 25 см. и площади поперечнаго сечешя _F двутавровой балки № 8, равной 7,6 кв. см.
Собственный весъ покрьтя q = 175 кг. на кв. м.
Разсчетная допускаемая нагрузка—325 кл. на кв. м. Обрушеше последовало при временной нагрузке 2.565 кл. на кв. м.
Прогибы измерялись посредине пролета особымъ рычажнымъ при-боромъ, при чемъ полученная д!аграмма обнаружила, что пропорцюналь-ность между прогибами и нагрузками продолжается до груза q = 750 кл. на кв. м., следовательно, допускаемая (разсчетная) нагрузка, равная 325 кл. на кв. м., почти вдвое меньше этой предельной нагрузки, при которой пределъ упругости далеко еще не превзойденъ, такъ какъ далее, до нагрузки въ 1.500 кг. получаемая кривая почти не отличается отъ прямой, 1500 г
поэтому допускаемая нагрузка оказывается въ —-— = 4,6 раза меньше наи-325
большей нагрузки, полученной путемъ опыта. Отсюда можно заключить, что это покрьте вообще обладаетъ значительною упругостью, пределъ которой превышаетъ допускаемую нагрузку въ 4 раза.
Обыкновенно принимаютъ при разсчете железо-бетонныхъ покрытш
за пределъ прочнаго сопротивлешя:
i) для бетона состава i : 3 при сжатш .... 30 кл. на кв. см.
2) „ „ „ „ „ растяженш . . 3 „ „ „ „
3) для железа при растяженш................750 „ ., „ „
Между темъ опытъ показываетъ, что возможно допустить напряжете и въ 50 кл. на кв. см., такъ какъ нормальные образцы изъ хорошаго цемента съ з-мя объемами песку, черезъ 6 месяцевъ по изготовленш, обладаютъ временнымъ сопротивлешемъ раздроблешю въ 350 кл. на кв. см. Следовательно, при допущенш сопротивлешя на сжапе въ 50 кл. мы по-лучаемъ семикратную надежность.
Точно такъ же для железа при отсутствш ударовъ и сотрясенш можно смело принять на растяжеше 1.000 кг. на кв. см.
Практическ! й разе четъпокрылчя ребристой системы заключается въ сл'Ьдующемъ •:): предположимъ, что мы имЪемъ ребристое междуэтажное покрьте, элементъ котораго въ поперечномъ и продольномъ разрЪзЪ изображенъ на чер. 445, при чемъ количество и расположеше железа подобрано такъ, чтобы нейтральная ось оо касалась верхиихъ полокъ двутавровыхъ балокъ. При такомъ условш получается наивыгоднЬйшее распредКлеше матер!аловъ, такъ какъ главная масса бетона, лежащая выше нейтральнаго слоя, будетъ подвержена исключительно сжатш, а железо одному растяжение. Незначительное количество бетона ниже нейтральнаго слоя можетъ оказать ничтожное сопротивлеше растяжешю, поэтому можетъ быть не принято
*) Н. Житкевичъ. „Плоск1я междуэтажный покрыт1я“.
244
въ расчетъ. Такимъ образомъ бетонъ ниже нейтральнаго слоя будетъ служить только для связи железа съ главною массой бетона и для загражден!я м а т е р i а л а отъ непосредственнаго действ!я пламени, что очень важно.
Поэтому, для возможно менынаго расхода бетона, шелыги сводиковъ должны касаться нейтральнаго слоя, то-есть подъемъ ихъ долженъ равняться высота балокъ.
Для примернаго расчета положимъ, что требуемая высота покрьтя
II = 20 см.
Чер. 445.
Для бблыпаго запаса надежности, въ виду различныхъ условш производства работъ и качества матер!а-ловъ, примемъ:
Для бетона = 30 кл. на кв. см.
Для железа В2 = 750 кл. на кв. см.
Полезная нагрузка #=350 кл. на кв. м., соответствующей средней нагрузке для жилыхъ строешй.
между главными поперечными
Требуется определить:
1) Наивыгоднейппй пролетъ Z, то-есть разстояше
балками или между стенами.
2) Наименьшую толщину бетона с.
3) Высоту h железныхъ двутавровыхъ балочекъ и ихъ размеры.
4) Разстояше между ними Ъ. Положимъ, что
Н = с + 1ъ = 20 см........................(а).
Если допустить, что поперечное сечеше т?? въ средине покрьтя, при деформа-ши вследств!е нагрузки, оставаясь плоскимъ и прямолинейнымъ, приметь положеше то, называя черезъ и е2 изменеше длины крайнихъ частицъ бетона и железа, изъ подоб!я треугольниковъ отп^ и onnt получимъ:
et: ^2 = с : h.
Но мы знаемъ изъ сопротивлешя матер!аловъ, что удлинеше прямо пропорщо-нально наибольшему напряжешю матер!ала (В) и обратно пропорщонально коэффи-щенту упругости (Е), поэтому
I?! Т?2
Вставляя эти величины въ предшествовавшее уравнеше, получимъ:
Л
К
В2 7
= с : h
....................................0).
Для бетона состава 1:3 на практике коэффищентъ упругости Et принимается равнымъ 80.000 кл. на кв. см. Такая малая величина сравнительно съ вышеприведенной (более 200.000) принимается потому, что на практике трудно уследить за произвол ствомъ работъ и быть уверениымъ въ надлежащей степени влажности, перемешивай! и и утрамбовке бетона.
Для железа Д = 2,000.000 кл. на кв. см.
Подставивши въ уравнеше (6) вместо Вь В2, Еь Е2 ихъ величины, получимъ:
BlE2 30.2000000 с 1 _
ад- 80000.750 — h ’
(с)
с = 1>...............................................................(rf).
345
Следовательно, при сделанныхъ предположешяхъ наименьшая толщина бетона равна высоте балки, а такъ какъ 2с = 20, то при балке высотою
Д — 10 см., с = 20 — 10 = 10 см......................................(е)
Если нормальнаго профиля балка имеетъ высоту h — 10 см., то ширина ея пояса Ъ = 0,4 h + 1 см. (см. табл, въ конце книги), т.-е. — 5 см.
Толщина стенки d = 0,03 h + 0,15 см., т.-е. = 0,45 см. и толщина пояса £=0,68 см.
Площадь поперечнаго сечешя балки ^=10,6 кв. см. и весъ 1 пог. метра=8,3кл.
Определимъ разстоян!я между балочками.
Допустимъ, что при ширине покрьтя = 100 см. равнодействующая всехъ внутреннихъ сжимающихъ силъ выразится v
черезъ Тг (чер. 446) и равнодействующая Чер. 44б.
внутреннихъ растягивающихъ силъ для железа Т2. ъ у ,
тт *_________________________ g
Для равновесш выделенной поло- к__.
вины покрьтя, лежащей влево отъ се- '
чешя m (чер. 446), необходимо, чтобы ]*
1) = Т* 2) > = W, т.-е. V
чтобы моментъ внешнихъ силъ М отно- / X
сительно нейтральной оси О сечешя mn ( ]
равнялся сумме моментовъ (моменту со- л,' •
противлешя W) внутреннихъ силъ Т± и * - - ~ *
Т2 относительно той же оси. Въ первомъ условии усил!е Тр (на-
пряжеше на сжат1е поперечнаго сечешя бетона), можетъ быть выражено графически объемомъ треугольной призмы (чер. 446) у которой основаше треугольника Отпи а высота 100 см., следовательно, принимая сопротивлеше бетона на сжапе = 30 кг.
у1 = 30-Н)х с 100 = 1500 с di
Подобнымъ же образомъ въ каждомъ элементе покрьтя, равномъ 100 см., равнодействующая растягивающихъ силъ Т* действующая на поверхность поперечнаго сечешя стенки и нижняго пояса каждой железной балки, выразится объемомъ ОппА и пройдетъ черезъ его центръ тяжести.
Если площадь поперечнаго сечешя всехъ железныхъ балокъ на протяжеши 100 см. покрыпя обозначимъ черезъ F, то
Т2 = г 750 + 0 =375 F. и
Где 750 кл. на кв. см. наибольшее напряжеше железа въ нижнихъ частяхъ балки. Такимъ образомъ изъ перваго услов!я равновес!я получимъ:
1500 с = 375 F или 4 с = F.................(с),
то-есть вообще площадь поперечнаго с е ч е н i я всего железа заключает ъ столько квадратныхъсм., сколько линейныхъсм., содержится въ учетверенной толщине бетона, а такъ какъ с = 10 см. (урав. е) то, следовательно, 1< = 4 X Ю — 40 кв. см.
Въ балке № 10 (см. таб.въ конце книги) поперечнаго сечешя 1<\ — 10,6 кв. см. поэтому число балокъ п въ элементе покрыпя 100 см. равно
346
Разстояше между балочками Ъ (чер. 501)
Наивыгодн’Ьйппй пролетъ, при принятыхъ разм'Ьрахъ покрьтя определяется изъ 2-го услов!я равновЪшя:
И=.^- = ТУ,...........................(f),
о
где р—полная нагрузка на 1 кв. м. покрьтя, 17—сумма моментовъ, равнодействую-щихъ и Т2 относительно центра О.
Весъ одного кв. м. покрьтя, вместе съ железными балочками (принимая среднюю толщину бетона = 10 + ^= 15 см.), равенъ 323 кл., поэтому полная нагрузка р = 323 + 450 = 773 кл. на кв. метръ.
Моментъ Mi равнодействующей относительно центра О (чер. 446), располо-2
женнаго на растояши с отъ О, выразится:
э
2сТ, 2.10.15000
Jf.= о =-------х----=100.000 кл. сайт.
О о
Моментъ М2 равнодействующей Т2
М2 = Т2х.
Здесь х есть разстояше отъ нейтральнаго слоя до точки приложешя равнодействующей Т2.
Это разстояше можетъ быть принято
Э ъ 50 о оо х= -h —= 8,33 см., о о
а такъ какъ на основаши перваго услов!я равновес!я Т± = Т2, то, следовательно, М2 = Т$х = 150000.8,33 = 124950 кл. см.
Для балки, свободно лежащей на опорахъ,
откуда
= ««>.. = 4.8 м. I/O
Но М = + Jf2 = Ю0000 + 124950 — 224950 кл. см.
Следовательно,
1 =
Изъ этого примера видно, что, пользуясь приведенными 4-мя уравне-
шями (а, &, е, f), можно по данному пролету и задавшись толщиною покрьтя J3, а также предЪльнымъ напряжешемъ бетона и железа, опредЪ-лить изъ уравнешя (М=^~ = W) полную, равномерно распределенную нагрузку; высоту же балочекъ, толщину бетона и разстояше между балочками очень легко получить изъ первыхъ трехъ уравненш (сЦ-Л=2о см.; с = А; 4с = F).
Изъ треугольника опп} (чер. 446), выражающаго распределеше напряжений внутреннихъ растягивающихъ силъ для железной балочки, видно, что верхшй ея поясъ подвергается ничтожнымъ растягивающимъ усшпямъ.
347
Поэтому для сбережешя железа выгоднее применять однотавровыя балочки (чер. 447), хотя при этомъ связь между бетономъ и балкой будетъ меньше, такъ какъ уменьшится площадь прикосновешя между бетономъ и железомъ, следовательно, уменьшится сопротивлеше разслаивающему усюпю.
Если допустить, что нейтраль-
ный слой 00 при надлежащемъ Чер. 447.
распределении железа касается ребра однотавровой балки (чер. 445), то разсчетъ покрьтя будетъ осно-ванъ на техъ же простыхъ 4 ура-внешяхъ, какъ и при двутавровыхъ балкахъ.
Ребристыя железо - бетонныя покрьтя прочны, красивы и быстро выполняются въ натуре, не представляя никакихъ трудностей при производстве работъ. Однако, по сравнешю съ другими системами, о которыхъ будетъ сказано ниже, все же эта конструкщя, даже при употреблены одно-тавровыхъ балочекъ вместо двутавровыхъ, требуетъ бблыиаго количества железа. Новейнпя системы въ этомъ отношенш выгоднее, хотя по кон-струкщи значительно сложнее.
§ 40.
Плоское железо—бетонное покрьте по системе Коепеп’а. Въ настоящее время не только на западе, но и у< насъ, стала нередко применяться эта система покрьтя, благодаря тому, что въ ней весьма выгодно распределяются бетонъ и железо, вследств!е чего является, прочность, простота и дешевизна устройства.
Въ 1899 году, на одной изъ московскихъ фабрикъ была применена эта конструкщя какъ заполнеше между балками, расположенными на раз-сТояши 6 метровъ одна отъ другой.
При устройстве покрьтй работа производится следующимъ образомъ: первоначально (чер. 8, листъ 9) приготовляется сплошная опалубка, соответствующая форме нижней поверхности покрьтя, т.-е. горизонтальной плоскости съ закругленнными углами. Въ поперечномъ направлены на разстоянш отъ 6 до io см. одна отъ другой располагаются прутья толщиною въ 5, 13, 20 мм. Прутьямъ придается посредине прогибъ около 9/10 толщины покрьтя; концы прутьевъ загнуты и захватываютъ верхшя полки смежныхъ балокъ (чер. 8, листъ 9), располагаясь вперемежку, какъ показано на томъ же чертеже въ плане. Все это затрамбовывается бетонной массой, выравнивается подъ ватерпасъ и черезъ 28 дней раскру-жаливается, при чемъ образуется покрьте въ виде зеркальнаго свода толщиною отъ то до 25 см. Вообще эти размеры зависятъ отъ величины пролета и нагрузки.
При ширине помещешя меньше 6 метровъ можно обойтись безъ двутавровыхъ балокъ и расположить концы покрьтя на стенахъ. Для закре-плешя концовъ железныхъ прутьевъ располагаются вдоль стенъ железныя* полосы (чер. 9, листъ 9), поддерживаемый анкерами е и заделанными въ
348
кладку стены. Такимъ образомъ количество железа значительно уменьшается и является возможность применять это покрыпе при самыхъ раз-нообразныхъ услов!яхъ.
Преимущество системы Кбпеп заключается въ томъ, что въ ней железо и бетонъ располагаются вполне отвечая тЪмъ внутреннимъ напря-
Чер. 448.
/ о,°3
жешямъ, которыя проявляются въ балке, заделанной концами въ стену и равномерно нагруженной, что и соответствуетъ разсматриваемому нами плоскому покрьтю. Въ такой балке (чер. 448) въ среднемъ сеченш тп получится наиболышй прогибъ и все частицы выше нейтральнаго слоя О будутъ йжаты, а ниже—растянуты; при этомъ напряжешя этихъ внутреннихъ сжимающихъ и растягивающихъ силъ будутъ увеличиваться по мере удалешя отъ нейтральнаго слоя, такъ что наиболышя сжимаюпця усил!я получатся въ частицахъ верхней поверхности т, а наиболышя растяги-ваюпця—въ частицахъ нижней поверхности п. Въ сТчешяхъ АЕ и BF, взятыхъ у защемленныхъ концовъ, распредТлеше внутреннихъ силъ будетъ обратное, то-есть все частицы выше нейтральнаго слоя CD — растянуты, а ниже его сжаты, и наиболышя напряжешя получаются въ верхнихъ и нижнихъ наружныхъ частицахъ. Железо лучше всего сопротивляется ра-стяжешю, а бетонъ — сжатпо; поэтому для извлечешя наибольшей выгоды изъ сочеташя этихъ двухъ матер!аловъ, железные прутья надо располо-
Чер. 449.
жить и закрепить такъ, какъ показано въ описываемой системе. Тогда можно съ уверенностью расчитывать, что въ наиболее опасныхъ сечешяхъ, то-есть посредине и близъ опоръ железные прутья будутъ сопротивляться главнымъ образомъ растяжешю, бетонъ же—сжапю.
349
Вн-Ьшшй изгибающш моментъ такой балки съ закрепленными концами при нагрузке р на единицу ея длины можетъ быть определенъ въ любой точке графически построешемъ параболы (чер. 449) со стрелкою, „ Ы2 „ о . и о • pl*
равной и горизонтальной прямой АВ, проведенной на разстоянш £— отъ о 12
лиши соединяющей начальный точки параболы. Величина АС=ЕВ и соответствуешь наибольшему моменту внешнихъ силъ у закрепленныхъ концовъ.
Следовательно, въ средине мы имеемъ изгибающш моментъ ----------
Ы2 Ы2 т7
—=——, въ точкахъ Н и К моментъ равенъ о, у опоръ моментъ дости-12 24
гаетъ наибольшей величины, то-есть----.
Система эта имеетъ следуюшдя преимущества:
i) При ничтожной толщине покрьтя железо и бетонъ утилизируются полностью, при этомъ железо прутьевъ и двутавровыхъ балокъ прикрыто и предохранено бетономъ отъ ржавчины и непосредственнаго действ!я высокой температуры.
2) При значительныхъ пролетахъ (6 метровъ) замечается отсутств!е горизонтальнаго распора, требующаго въ другихъ конструкщяхъ толстыхъ стенъ или железныхъ связей.
3) Въ архитектурномъ отношенш нижшя поверхности покрьтя пред-ставляютъ болышя плоскости съ красивыми поддугами, хорошо поддаю-нцяся архитектурно-художественной обработке.
4) Незначительная толщина покрьтя мало стесняешь высоту помеще-шй и позволяешь устраивать более высоюя окна, что имеетъ особенное значеше для фабрикъ, школъ и т. п. здашй.
5) Верхняя поверхность покрьтя представляетъ одну плоскость, не требуетъ забутовки и вполне готова для расположешя на ней чистаго пола.
Въ жилыхъ частныхъ домахъ или вообще тамъ, где необходимо уменьшить звуко- и тепловодность, верхняя поверхность покрывается деревян-нымъ поломъ, или 1шо1еит’омъ, съ подкладкой картона или войлока, про-питаннаго гудрономъ или другими антисептическими веществами; наконецъ, можно прямо устроить подрешетку и паркетный полъ съ засыпкою какимъ-либо сыпучимъ дурнымъ проводникомъ или расположить дубовыя фанеры по асфальтовой мастике, какъ указано на чер. 470.
/%ля определешя размеровъ покрьтя *) системы Кбпеп’а необходимо предварительно принять известную нагрузку р на кв. м., состоящую изъ вре-меннаго груза и веса самой бетонной плиты р2, последнее можетъ быть-взято приблизительно, полагая среднюю толщину бетона на 12 см., а весъ куб. м. бетона въ 2000 кг., что и даетъ весъ i кв. метра въ 240 кг.
Временная нагрузка задается и можетъ быть принята въ обыкновенныхъ случаяхъ отъ 300 до 750 кг. на кв. м., среднее около 500 кг.
*) Н. Житкевичъ. „Плоск1я междуэтажный покрыли*.
350
Итакъ, необходимо определить: толщину покрыпя d общую площадь F поперечнаго сечешя всехъ прутьевъ при ширине плиты = Ъ; площадь / — каждаго прута; ихъ число п и разстояше между ними е.
Возьмемъ одинъ элемента шириною Ъ (чер. 450 и 451) отъ плиты, заполняющей промежутокъ между двумя двутавровыми балками и примемъ этотъ элементъ за упругую балку съ закрепленными концами. Чер. 450 представляетъ сечеше железо-бетоннаго заполнешя поперекъ, а чер. 451—вдоль балокъ.
Назовемъ черезъ у1 (чер. 450) разстояше отъ верхнихъ частицъ бетона до нейтральнаго слоя о; черезъ у2 — разстояше отъ центра тяжести поперечнаго сечешя прута до нейтральнаго слоя; черезъ а — разстояше отъ этого же центра тяжести до нижней поверхности бетонной плиты. Изъ чертежа 450
г1ер. 45г.
видно, что
У\ + У2 + « = d . . . (1).
Допуская, что при прогибе среднее плоское сечеше тп приметь положен!е при чемъ наибольшее сжат!е верхнихъ частицъ бетона = et и наибольшее удлине-nie железнаго прута = е2, мы получимъ изъ подоб!я треугольнике въ тпгхо и пп^о
*2 У2
(2).
Или, принимая во внимаше, что при упругой деформащи наибольшее допускаемое напряжеше при сжаты равно и наибольшее допускаемое напряжете R2 для железа при растяжеши равно e2JE2, где Ег и Е2 соответствуюпце коэффищенты упругости, получимъ:
-^1 =У1Е1 ..................
В2 Е2е2 у2Е2
Для равновгЬс!я выделенной части покрьтя необходимо:
1) Чтобы сумма проекщй всехъ силъ на горизонтальную ось равнялась нулю и
2) Сумма моментовъ всехъ внутреннихъ силъ, являющихся въ сечеши пт относительно центра О этого сечешя, равнялась бы сумме моментовъ внешнихъ силъ относительно той же точки.
Если принять, что наибольшее допускаемое напряжены при сжаты бетона Rx= = 30 кл. на кв. см., отложить (чер. 452) та = Rt и соединить точку а съ точкою о нейтр альной оси, то напряжеше внутренней сжимающей силы любой частицы бетона на разстояши v отъ нейтральной оси о выразится отрезкомъ t параллельнымъ та= = Д и заключеннымъ между прямыми то и ао. Отсюда следуетъ, что равнодействующая + Т\ всехъ сжимающихъ внутреннихъ силъ для бетона можетъ быть выра-
„ • К1У\
жена объемомъ призмы атт^ а^о съ треугольпымъ основашемъ ота, равнымъ
и съ высотою ттг = Ъ, то-есть ширине взятаго элемента покрьтя.
Такимъ образомъ + Тг =
351
Эта равнодействующая + всехъ внутреннихъ сжимающихъ силъ для бетона должна пройти черезъ центръ тяжести указанной треугольной призмы (чер. 452), то-есть черезъ центръ тяжести треугольника ота (чер. 452) или черезъ точку К, чер. 450. Поэтому разстояше отъ равнодействующей + до нейтральной оси О выразится:
На основаши изложеннаго, первое услов!е статистическаго равновес!я, то-есть чтобы сумма проекцш всехъ силъ на горизонтальную ось равнялась нулю, принимая сложную площадь поперечныхъ сечешй всехъ железныхъ прутьевъ = F, выразится такъ:
'I1-- ь — k2f= о,
или
= F............(4)
Второе же услов!е равновес!я, выделенной части покрьтя, требующее, чтобы сумма моментовъ всехъ внутреннихъ силъ, действующихъ въ сечеши жп (чер. 450) относительно центра тяжести о этого сечешя равнялась сумме моментовъ внешнихъ силъ относительно той же точки о, выразится:
t Чер. 452.
• Ъ . +E2.F. у2- О,
ИЛИ
. + R2.F.y2 = M.................(5).
Если принять =30 кл. на кв. см.; В2 =750 кг., а отношеше коэффищентовъ упругости (Ej) бетона и (Е2) железа какъ 80.000 относится къ 2.000.000, т.-е. какъ 1:25, то изъ уравнешя (3) получимъ:
30 1^
75О=25^’ИЛИ2/‘=^
То-есть что нейтральная ось должна находиться на равномъ разстоянш какъ отъ крайнихъ частицъ бетона, подверженныхъ сжат!ю, такъ и отъ средины железнаго прута, подверженнаго растяжешю.
При ширине плиты 6 = 100 см. изъ уравнешя (4) имеемъ:
= J?.no............................(в|
отсюда ^’=2У1...................................................................• (7).
Подставляя эти значешя въ уравнеше 5, получимъ:
30 ,/12 • 100 + 2У1 . 75^ = М, или
2500 = М,
откуда 2/1 = ..............................(«)•
352
Прутья, подверженные растяжешю, выгоднее расположить возможно ближе къ нижней поверхности покрьтя. Такъ какъ мы видЪли, что 2/1=2/29 то принимая а — изъ уравнешя (1), получимъ:
= d=^.....................(9)
Вставляя въ это выражеше вместо ух его величину изъ урав. 8, им^земь:
а при ширинЪ плиты Ь = 100 см. моментъ 7И внешнихъ силъ относительно средины плиты равенъ:
J7/21O0 — кг. см. 24
Поэтому
,7—
22,5.4,9 ^Р'
СлЪдовательно, для опред'Ьлешя d мы получаемъ очень несложное выражеше
(I = Р см............................(8)-
Т.-е. что толщина въ сантиметрахъ бетоннаго заполнена по с и с те м Ъ Кбпеп, при принятыхъ нами коэффигиен-тахъ, равна */и отъ разстоян!я между балками въ метрахъ, помноженной на корень квадратный изъ нагрузки въ ки-лограммахъ на одинъ квадратный метръ.
Изъ уравнешя 9-го мы им'Ьемъ:
gd
У1 = —
20
Определяя изъ уравнешя 6-го величину (F) всей площади поперечныхъ сЪчешй проволокъ на протяжешу 100 см. покрьтя, получимъ:
р 3° • • IQQ
2-75о
Вставляя вместо ух его величину, получаемъ:
„ qo • 9 . юо . d 9 7 9
F = —--------------= -- d см2.,
2.75O . 20 IO
то-есть, что сложная площадь всЪхъ прутьевъ на пр о тяже-н!и 100 см. ширины покрыт!я равна 9/ю отъ линейной величины его толщины.
Задаваясь толщиною прутьевъ, а следовательно ихъ поперечнымъ
F
сЪчешемъ /, мы получимъ число прутьевъ п = -р а разстояше между
юо прутьями найдется изъ уравнешя у =-----.
353
НапримЪръ, если / = 3,55 метра = 5 аршинамъ. р = 700 + 240 = 940 кл., то
d ~ X 940 со = 10 см.
тл 9 . d _
-Г = —= 9 кв. см.
Принимая толщину жел’Ьзныхъ прутьевъ 3 = 1 см., площадь поперечнаго сЪче-. _ 3,14
н1Я/==-^- — —j = 0.79 кв. см.; а число прутьевъ F 9
п = ~f = о^9 = 12 штукъ.
Разстояше между прутьями
§ 41.
Система Хеннебикъ (Le cimment агшё).
Если мы можемъ приготовить плиту Монье для перекрыпя промежутка между железными балками, то стоить только изменить ея поперечное сЪ-чеше, увеличить его размеры и придать плитЪ форму бруса, съ введешемъ въ нижнюю его часть полосового, болтоваго или тавроваго желЪза, и мы получимъ бетонно-жел'Ьзную балку. Устроивъ между такими главными балками второстепенный, меньшаго поперечнаго сЪчешя и той же конструкщи, и покрывъ образовавшуюся такимъ образомъ клЪтку бетон-нымъ слоемъ, мы получимъ потолокъ, построенный по этой системЪ.
Необыкновенная простота конструкщи, ея ращональность, удобство и быстрота выполнешя сдЪлали е& за последнее время во Франщи, да и въ другихъ государствахъ Европы и Америки, наиболее распространенной. Честь разработки и прим'Ьнешя этой системы принадлежитъ швейцарскому инженеру Hennebique.
Самая простая форма бетонно - железной балки въ ея поперечномъ сЪченш—прямоугольникъ (чер. I, л. ю), какъ часть или какъ элементъ бетонной плиты (чер. 451); болЪе же ращональная форма съ гЬмъ
же сопротивлешемъ—форма трапещи (чер. 2, л. ю). ЗдНЬсь ненужная часть бетона, расположенная ниже нейтральной оси и подверженная растяжешю, уменьшена до minimum’a, что вмЪстЪ съ тЪмъ уменьшаетъ и вЪсъ балки. Оставшаяся въ нижней части поперечнаго сЪчешя бетонная масса необходима во-1-хъ, для связи бетонной балки съ желЪзомъ, а во-2-хъ, для ограждешя металла отъ ржавчины и непосредственнаго дЪйств1я пламени во время пожара.
Такая конструкщя представляетъ много преимуществъ сравнительно со сводчатыми заполнешями между балками по отношежю къ архитектурной обработка потолка, такъ какъ даетъ возможность устроить его совершенно открытымъ, украсивъ галтелями, какъ показано на чер. 3 и 4, л. ю.
Сверхъ покрыпя можетъ быть устроенъ какой угодно чистый полъ: деревянный, асфальтовый, изъ гончарныхъ плитъ и проч.
23
354
На фигуре 5 того же листа показано междуэтажное покрьте самаго простого вида, состоящее изъ ряда такихъ балокъ съ промежутками, заполненными слоемъ бетонной массы, на которомъ расположенъ деревянный полъ. Вся конструкщя связана въ одно целое и представляетъ одно монолитное бетонное покрьте. Подъ дЪйств!емъ равномерно распределенной нагрузки, плиты, расположенный между желЪзо-бетонными балками, стремятся прогнуться въ вертикальной плоскости, перпендикулярной къ оси балокъ; одновременно съ этимъ каждая балка съ соотвЪтствующимъ участ-комъ плиты (чер. 5, л. ю отъ а до 6) изгибается въ плоскости, проходящей черезъ ось балки.
Поэтому разсчетъ такого покрьтя сводится:
i) Къ разсчету плиты съ закрепленными концами, принимая за про-летъ разстояшя между смежными ребрами, и
2) Къ разсчету самихъ балокъ или реберъ и плиты шириною отъ 6о до 70 см., разсматривая ихъ какъ одну целую железо-бетонную балку.
Но въ этой системе есть существенный недостатокъ: здесь перере-зывающимъ и разслаивающимъ усшпямъ, проявляющимся въ балке при изгибе, сопротивляется бетонная масса, имеющая по отношешю къ этимъ усшпямъ весьма малые коэффищенты.
На чер. 6 въ поперечномъ, а на чер. 7, листъ ю, въ продольномъ разрезе изображена часть потолочнаго покрьтя съ указашемъ особенности, характеризующей систему Hennebique, а именно: круглое железо J3, расположенное въ нижней части балокъ, связано съ частями поперечнаго сечешя, подверженнаго сжатдо, посредствомъ особыхъ скобъ А изъ тонкаго полосового железа; скобы эти служатъ для противодей-ств!я разслаивающему и перерезывающему усшпямъ.
Конструкщя Hennebique, перекрывающая значительные пролеты, показана на чер. 8 въ разрезе, перепендикулярномъ къ направлешю главныхъ балокъ Л, и чер. 9, листъ то, въ разрезе, параллельномъ къ этимъ балкамъ, то-есть перепендикулярномъ къ направлешю второстепенныхъ балокъ В. Главный балки поддерживаются чугунными колоннами М.
Вся система потолочнаго покрьтя состоитъ:
i) Изъ главныхъ поперечныхъ железо-бетонныхъ балокъ Л, поддер-живаемыхъ опорными стенами и колоннами.
2) Второстепенныхъ продольныхъ балокъ 5, и
3) Плоскаго железо-бетоннаго покрьтя с, заполняющаго промежутки между второстепенными балками и играющаго роль настила.
Все эти части представляютъ одинъ, сопротивляющийся внешнимъ си-ламъ, железо-бетонный массивъ, благодаря надлежащему распределена железа въ массиве бетона, соответствующему темъ напряжешямъ, которыя являются при нагрузке покрьтя.
Каждая, вполне вооруженная железомъ, бетонная балка состоитъ (чер. 8, л. ю):
i) Изъ одной или нЪсколькихъ прямыхъ полосъ железа а круглаго поперечнаго сечешя, расположенныхъ вдоль нижняго ребра балки.
2) Изъ такого же числа изогнутыхъ полосъ Ь, концы которыхъ распо
355
ложены вдоль верхняго ребра балки, средняя же горизонтальная часть касается соответствующей прямой полосы, находясь съ нею въ одной вертикальной плоскости.
3) Изъ хомутовъ д тонкаго полосового железа (чер. то, л. то), охва-тывающихъ снизу прямыя желЪзныя полосы; длина хомутовъ нисколько больше высоты балки, такъ чтд концы ихъ доходятъ до половины толщины плоскаго покрыпя.
Все эти металлическая части окружены бетономъ, связывающимъ ихъ въ одну ц^лую железо-бетонную балку.
Плоское покрьте, перекрывающее промежутки между балками, состоитъ:
i) Изъ прямыхъ железныхъ прутьевъ а (чер. 9, л. ю), расположен-ныхъ въ направлены, [перпендикулярномъ къ балкамъ и на разстоянш
F толщины плиты отъ о
ея нижней поверхности.]
2) Изъ такихъ же железныхъ прутьевъ, изогнутыхъ по кривой, но расположенныхъ не въ плоскости прямыхъ прутьевъ, какъ это делается въ балкахъ, а вперемежку съ ними (на чер. 9, л. ю, показано пунктирно).
3) Малыхъ хомутовъ (на чертеже не показаныхъ) изъ тонкаго железа, схватывающихъ прямые прутья. Бетонъ, окружающш эти части, свя-зываетъ ихъ въ одно целое съ балками.
^/Для выяснешя ращональности расположешя железа въ этой системе вполне достаточно представить въ общихъ чертахъ те главный внутреншя силы, которыя развиваются въ покрьтй при нагрузке *). Эти внутреншя силы приводятся въ каждомъ поперечномъ сечеши: i) къ паре силъ, вызывающей сжапе въ частицахъ, расположенныхъ выше нейтральнаго слоя, и—растяжеше—ниже его; 2) къ усил!ямъ разслаивающимъ, сопротивляющимся скольжешю вдоль нейтральнаго слоя, и 3) къ вертикальнымъ перерезывающимъ усил!ямъ.
Въ балке, свободно лежащей на двухъ опорахъ А и В (чер. 454 и 455) и подверженной действие равномерно распределенной нагрузки моментъ упомянутой пары силъ, въ любомъ поперечномъ сечеши, выразится соответствующей ординатой некоторой параболы ЛЕВ (чер. 455), проходящей черезъ точки опоры А и В. Въ сечеши тп (чер. 454) въ средине балки величина момента (чер. 455) = 0Е\ въ сечеши =оф и т. д.
Усил1я разелаиваюшдя определяются ординатами прямыхъ линш ОС и 0D (чер. 455), проходящихъ черезъ средину балки О и точки С и D, даюпця наибольшее значеше для сечешй, расположенныхъ надъ опорными
точками.
Усил1я же перерезываюшдя выразятся ординатами прямыхъ ОМ и ON, при чемъ наибольшая величина ихъ AM и BN соответствуетъ опорнымъ точкамъ А и В.
*) Н. А. Житкевичъ. „Плосюя междуэтажный покрыта", стр. 88.
23*
356
Такимъ образомъ въ среднемъ сечеши тп (чер. 454Х при прогибе балки, появятся въ частицахъ выше нейтральнаго слоя одн'Ь только усил!я сжимаюшдя, а въ нижнихъ частицахъ только растягиваюшдя.
По М'ЬрЪ удалешя отъ средины О усил!я разслаиваюшдя и перертЬ-зываюшдя увеличиваются. Въ сечеши тп эти усил!я = о, а въ сЪченш mW ихъ величины выразятся ординатами ау и а5.
Въ любой частице сечешя mini (чер. 454) равнодействующая этихъ усилш R представитъ такъ называемое косое напряжен!е, являющееся въ желЪзо-бетонныхъ балкахъ, имЪющихъ значительную высоту, особенна опаснымъ. /
Многочисленные опыты показали, что разрушеше железо-бетонныхъ балокъ, заключающихъ желЪзныя полосы вблизи нижней поверхности (чер. 453)
начинается всегда съ появлешемъ вертикальныхъ трещинъ у средняго сечешя снизу, предполагая равномерно распределенную нагрузку. При дальнейшей нагрузке у нижней поверхности появляются наклонный трещины, направленный отъ опоры къ средине, при чемъ уголъ наклона трещинъ
357
относительно вертикали увеличивается по мЪрЪ приближешя къ опорамъ. При окончательномъ разрушеши балокъ всегда наблюдаются трещины, отд’Ьлякмщя железо отъ остальной массы бетона.
Появлеше этихъ наклонныхъ и горизонтальныхъ трещинъ вызывается сравнительно слабымъ сопротивлешемъ бетона, указаннымъ косымъ и раз-слаивающимъ напряжешямъ.
Для получешя надлежащаго сопротивлешя при значительной высот-fc балокъ инженеръ Hennebique примЪнилъ въ своей системЪ хомуты изъ лолосового желЪза (чер. 6, 8 листъ ю) и изогнутый желЪзныя полосы на основашй слЪдующихъ соображешй:
/'Положимъ, что желЪзная решетчатая балка (чер. 456) подвержена д-£йств1ю равномерно распрддЪленной нагрузки. Въ нижнемъ ея поясе появляются растягиваюшдя усшия, въ вврхнемъ и въ раскосахъ—сжимаюшдя, а вертикальный части будутъ растянуты. Если предположимъ затемъ, что вся эта балка окружена бетономъ, обладающимъ, съ одной стороны, зна-чительнымъ сцЪплешемъ съ железомъ, а съ другой — сравнительно боль-шимъ сопротивлешемъ раздроблешю, то работу каждаго сжатаго рас-
Чер. 456.
коса аЪ (чер. 456) можетъ выполнить соответствующий объемъ бетона cdef. Точно также верхшй сжатый поясъ можетъ быть замЪненъ соотвЪтствую-щимъ объемомъ бетона.
Такимъ образомъ, стремясь извлечь наибольшую выгоду изъ обоихъ матер!аловъ, данную железную балку можно заменить балкой железо-бетонной (чер. 457 и и, л. го), въ которой вся масса железа, соответствующая нижнему поясу и вертикалямъ, подвержена только растяжешю, бетонъ же сопротивляется всемъ сжимающимъ усил!ямъ и въ то же время соеди-няетъ все эти части въ одно упругое целое, благодаря своей силе сцеп-лешя съ железомъ, устраняющей необходимость склепки железныхъ частей. Проходя сквозь всю толщину балокъ, хомуты противодействуютъ разслое-шю, играя роль болтовъ или гвоздей въ составной балке (сплоченной по длине).
Этому же разслоешю въ балке системы Hennebique сопротивляются до некоторой степени изогнутыя полосы f (чер. 457).
Общее поперечное сечеше железа, расположеннаго у нижней поверхности балки, определяется по наибольшему изгибающему моменту, соответствующему среднему сечешю тп (чер 454) Если все это количество
358
железа расположить равномерно вдоль нижняго ребра балки, то во всякомъ сечеши взятомъ между срединой балки и опорой, получится некоторый излишекъ железа, такъ какъ изгибающш моментъ уменьшается по мере приближешя къ опорамъ (чер. 455, кривая ЛЕВ).
Применяя на практике, для простоты конструкцш, железныя полосы, можно утилизировать этотъ излишекъ железа, располагая часть этихъ полосъ по кривой или ломаной лиши 6/&1, приближающейся къ параболе, выражающей законъ измен^шя изгибающаго момента при равномерно распределенной нагрузке. Средняя часть Ъ каждой изогнутой полосы рабо-таетъ исключительно на растяжеше; наклонный же части /, пересекая подъ некоторымъ угломъ всю толщину бетона, подверженную наибольшимъ разслаивающимъ усил!ямъ, могутъ оказать значительное сопротивлеше этимъ разслаивающимъ и косымъ напряжешямъ.
Кроме того, хомуты и бетонъ, охватывая прямыя и изогнутыя полосы, приводятъ все это къ неизменной треугольной системе.
Концы изогнутыхъ полосъ, расположенные у верхней поверхности въ концахъ балки, могутъ сопротивляться растяжешю, имеющему здесь место въ томъ случае, если концы балки закреплены, или если балка неразрезная и поддерживается въ этой части опорой.
Понятно, что въ действительности невозможно точно определить въ отдельности степень сопротивлешя изогнутыхъ полосъ и хомутовъ разслаивающимъ и косымъ напряжешямъ. Практика и многочисленные опыты показали, что въ основу расчета можно принять следуюшдя допущешя:
i) Изогнуть(я полосы принимаютъ на себя половину сопротивлешя разслаивающимъ напряжешямъ; число этихъ полосъ равно половине всего числа полосъ, необходимыхъ для сопротивлешя растяжешю въ опасномъ сечен!и.
2) Хомуты подвержены растяжешю и принимаютъ на себя вторую половину сопротивлешя разслаивающимъ у с и-л !ямъ.
Расчетъ поперечнаго сЪчешя балки, а также и желЬзныхъ полосъ, можетъ быть сд'Ьланъ на основаши вышеприведенныхъ соображешй при разсмотрЬши способа разсчета системы Копеп.
359
На растяженш поверяется самый крайшй хомутъ расположенный у опоры, при чемъ, если —прочное сопротивлеше железа растяженпо, ^—поперечное сечеше полосы, то услов!я прочности выразятся:
= Р,
где Р—то усшпе, которому можетъ быть безопасно подвергнутъ хомутъ, а п—число хомутовъ соответственно числу горизонтальныхъ полосъ.
Для проверки прочности конструкщи Hennebique, въ 1894 году, въ Лозанне, впервые было сделано испыташе следующего рода:
Была приготовлена плита изъ цементнаго бетона шириною въ Н/2 м.; форма и и размеры ея поперечнаго сечешя показаны на чер. 12, л. 10. Плита была уложена на двухъ опорныхъ стенкахъ при пролете въ 5,26 м. Вдоль плиты въ средине было сделано утолщеше въ виде ребра въ сечеши 0,21 X 0,16 м., въ нижнюю часть котораго введены два прута круглаго железа въ д!аметре 3 см.; въ самой же плите, имевшей толщину 8 см., въ поперечномъ направлены были заложены круглые прутья въ д!аметре 1,2 -см. Обе системы прутьевъ соединялись между собой хомутиками изъ плоскаго железа 2 X 0,15 см.
Вся эта конструкщя перекрыпя была разсчитана на грузъ 3500 кг. (566 кг. на 1 кв. м.), временное же сопротивлеше ея определялось въ 7000 кг.
Железныя полосы въ двухъ местахъ были обнаружены для удобства наблюде-шя за деформащей этихъ частей во время испыташя.
Первая нагрузка этой плиты была произведена въ декабре 1893 года въ 5000 кл. мешками съ пескомъ, равномерно распределенныхъ по длине всей плиты; при этомъ получился прогибъ въ 4 мм., напряжеше же железа, по прибору Френкеля, равнялось 4,96 кл. на кв. мм.
По снятш груза стрела прогиба, постепенно уменьшаясь, дошла до о, при чемъ напряжеше железа тоже убывало постепенно.
Въ феврале 1894 г. плита была снова равномерно загружена, на этотъ разъ 7.000 кл., при чемъ получился прогибъ въ 5,3 мм., и два измерителя Френкеля, поставленные въ двухъ местахъ, показали напряжеше железа въ 5,51 кл. на кв. мм. Прогибъ по снятш нагрузки совершенно уничтожился и плита приняла первоначальную форму.
Черезъ шесть месяцевъ, въ августе того же года, испыташя съ той же плитой возобновились снова, при чемъ при нагрузке, доведенной до 8.000 кл., стрела прогиба оказалась въ 9,22 мм., напряжеше железа достигло 14,5 кл. и появилась первая легкая трещина на нижней поверхности балки.
Дальнейшей нагрузкой пределъ упругости былъ достигнутъ лишь при 14.000 кг., после чего нагрузку продолжали увеличивать до 18.000 кл.
Вследств1е сильнаго прогиба, доходившаго до 9,1 см. пришлось переставить инструменты и снять нагрузку, при чемъ, къ удивленно, заметили, что балка стала выпрямляться и на другой день стрела прогиба равнялась только 0,67 см. Лишь при нагрузке въ 25.000 кл. было достигнуто раздроблеше бетона и падеше плиты, то-есть при грузе почти въ восемь разъ большемъ, чемъ тотъ, на который плита была раз-считана.^Х
Ташя испыташя несомненно доказываютъ, что подобная конструкщя можетъ быть примЪнена совершенно безопасно при весьма значительныхъ пролетахъ, и есть уже примеры существовали ея надъ пролетами более 12 метровъ.
На чер. 1<£л. io представлено перспективное изображеше въ разрезе бетоннаго потолка по системе Hennebique, перекрывающаго значительный пролетъ. Главная балка А имеетъ трапещодальную форму поперечнаго сечешя и въ нижней своей части—три железныхъ прута, второстепенный же балки В, при той же форме, имеютъ по одному пруту; хомутики на
360
чертеж'Ь не показаны—они находятся въ массив^ бетона. Все это связывается и перекрывается общимъ монолитнымъ бетоннымъ слоемъ, который служитъ основашемъ для чистаго пола изъ асфальта, дерева, гончарныхъ
плитокъ, цемента и проч.
Простота и изящество этой конструкщи бросаются въ глаза. Давая возможность самой разнообразной архитектурной обработки, она вмЪстЪ съ тЪмъ внушаетъ полную уверенность въ прочности и устойчивости.
20 лЪтъ тому назадъ показалась бы чрезвычайно странной мысль о каменныхъ балкахъ. Теперь, однако, мы видимъ, что каменные по толки съ такими же балками являются легкой и прочной конструкщей со всеми драгоценными качествами этого матер!ала, его прочностью, долговечностью и огнеупорностью.
Въ исторш архитектуры мы можемъ указать только на грековъ, которые свои храмы перекрывали каменными балками и иногда довольно значительныхъ размеровъ; такъ, напримеръ надъ среднимъ пролетомъ Про-
пилей аеинскаго акрополя расположены каменныя балки длиною до 3 саж.
Но для этого должны были употреблять исключительно мраморъ, какъ
единственный въ своемъ роде камень, котораго сопротивлешя на растяжеше достигаетъ до 57 кл. на кв. см. Теперь же нетъ надобности применять для каменныхъ покрыпй столь дорогой и рЪдкш матер!алъ: ciment агшё даетъ намъ возможность применять каменную конструкщю покрыпй повсеместно легко и дешево. Приведемъ какъ примеръ покрыпя, устроен-ааго по системе Hennebique надъ аудитор!ей въ Императорскомъ москов-евомъ техническомъ училище въ лабораторш по технологш волокнистыхъ
веществъ и укажемъ его проверочный разсч^тъ.
2
/ Плафонъ потолка аудиторш (чер. J/А) разделяется 4-мя железо-бетонными балками db, cd, ef, gh на пять квадратовъ и четыре прямоугольника.
На балку аЪ, какъ это видно изъ Т чер. плана покрыпя, передается равномерно распределенная нагрузка съ четырехъ частей покрыпя: трехъ тре-угольниковъ (а, 7) и одного прямоугольника (8); части эти на чер. заштрихованы. Совершенно въ такомъ же порядке и такихъ же размеровъ распределяется грузъ и на остальныя три балки, какъ это показано пунктирными лишями. Размеры этихъ площадей выразятся следующимъ образомъ:
а)5,0^,£ = 6)3()кв м
₽) -^^ = 1,54 „ „
).) 2.5X1.23 =1>54 *
8) 1,23X5,05 = 6,20 „ „
Всего . . . 15,58 кв. м.
<361
Покрьте, по услов!ю, должно было быть испытано нагрузкой въ 350 кг. на кв. м. <100 пуд. на кв. с.), разсчетная же нагрузка принята около 2/3отъ этой величины, т.-е. въ 240 кг. на кв. м. (77,2 пуд. на кв. с).
Слой бетона, перекрывающей балки (чер. II и III), имеетъ толщину въ 9 см., что даетъ собственный весь въ 225 кг. на кв. м. Въ общемъ вся нагрузка составляетъ:
240 + 225 = 465 кг. на кв. м.
Следовательно, на каждую балку, имеющую въ поперечномъ сечеши формы и размеры, показанные на чер. II, действуетъ грузъ
Р = 15,58 X 465 = 7220 кг.
Вычитая изъ общей длины балки (10,05) ширину 15 см. опорной балки на колон-нахъ и принимая распределеше нагрузки, какъ показано на чер. I, В (въ вертикальной проекцш), моментъ изгиба выразится равнымъ:
PL 7220X9,9
М = = 119э0 кг. м.
о о
На черт. I А и В показано распределеше усшпй и выводъ изъ уравнешя момен-Р1 товъ величины -тг. 6
Собственный весъ (Q) железо-бетонной балки выразится = 0,38 X 0,25 X 9,90 X X 2500 кг. = 2350 кг.
Здесь куб. метръ бетона принять въ 2500 кг.
Моментъ изгиба отъ собственна™ веса балки
M-i g^g?0X9,90 = 2mi,r о о
Обшдй моментъ изгиба
М + = 11950 кг. + 2900 кг. = 14850 кг.
Этотъ внешшй изгибаюпцй моментъ долженъ уравновешиваться моментами сопротивлешя молекулярныхъ силъ железо-бетонной балки, т.-е. напряжешемъ бетона на сжаНе, а железныхъ полосъ на вытягиваше.
Въ нашемъ случае, выделяя часть покрьтя, соответствующего одной железобетонной балке, имеющей въ поперечномъ сечеши форму и размеры, показанные на чер. II, эти моменты молекулярныхъ силъ определяются следующимъ образомъ: нейтральная ось, при данномъ распределен^ въ поперечномъ сечеши бетона на сжат1е и железа на растяжеше, отстоитъ отъ центра тяжести сжатой части на разстояше 0,14 м. *), следовательно, моментъ сопротивлешя на сжапе равенъ:
Jf2 = 250 X 9 см. X 25 кг. X 0,14 = 7880 кг. м.
*) Если разстояше между центрами тяжести бетонной плиты и железа = Н\ сопротивлеше на сжаые всей площади плиты = Tt, а всей площади железа—Т2, то, обо-
362
Здесь 250 см.—ширина плиты, 9 см.—ея толщина и 25 кг—сопротивлеше бетона, на сжат1е на 1 кв. см.
Для сопротивлешя вытягивашю нижней части поперечнаго сечешя балки—мы имеемъ 6 железныхъ прутьевъ, круглаго поперечнаго сечешя въ д!аметре 1V4", что даетъ поверхность въ 4746 мм2.; нейтральная же ось находится на разстоянш 0,235 м. отъ центра тяжести двухъ рядовъ этихъ прутьевъ (чер. II), поэтому, принимая сопротивлеше железа 7 кг. на кв. мм., моментъ сопротивлешя равенъ
М3 = 4746 X 7 кг. X 0,235 = 7800 кг. м.
Следовательно, сложный моментъ сопротивлешя всЪхъ внутреннихъ силъ железо-бетонной балки равенъ:
Jf4 = 7880 + 7800 = 15680 кг. м.
А такъ какъ внешшй изгибаюпцй моментъ (M-f-Jfi) равенъ 14850 кг. м., то, следовательно, сопротивлеше железо-бетонной балки вполне достаточно.
Железо-бетонная плита, расположенная между балками, проверяется такъ:
Для примера возьмемъ плиту, перекрывающую прямоугольникъ съ разстояшемъ между балками въ 2,25 м., при ширине элемента плиты въ 100 см. (чер. III, разрезъ параллельно длине балокъ).
v
Херя.
Полагая нагрузку на кв. м. вместе съ собственнымъ весомъ, какъ это указано
Р12 выше, = 465 кг. и принявъ моментъ изгиба, М = — имеемъ:
м 465 X 2,252 OQ4
М =-----б---= 294 кг. м.
о
Какъ и для балки, сумма моментовъ сопротивлешя внутреннихъ молекулярныхъ силъ плиты (на сжаНе и растяжеше) должна быть равна этому внешнему моменту.
Располагая прутья на разстоянш 2 см. отъ нижней поверхности плиты (чер. III), разстояше отъ нейтральнаго слоя до поверхности плиты будетъ 3,5 см. При этомъ мы получаемъ моментъ сопротивлешя на сжапе равнымъ:
М = 100 см. X 3,5 см. X 25 кг. X 0,0175 м. = 153 кг. м.
значая разстояше отъ нейтральной оси до центра тяжести плиты черезъ х, а до центра тяжести железа черезъ у мы имеемъ:
Т\х = Т2у, откуда II : Т2 = у : х или
+ Т2 : Т2 — у + х : а?, но такъ какъ х + у = Н, то
Т2 . Н тт
Х = Т1 + Т2’ а = Н~~х-
Въ нашемъ случай : Тх — 56250 кг., Т2 = 33222 кг., и 11 = 0,375 м.
33222.0,375
89472 °’1357 °0 0,14 М’
X =
363
А на растяжеше мы им'Ьемъ:
5V2 жел^зн. полосъ д!аметромъ Vie Д-, что составляетъ сложную поверхность поперечнаго с'Ьчешя полосъ въ 532 мм. Поэтому
= 532 X 8 кг. X 0,035 = 149 кг. м.
Обпцй моментъ сопротивлешя:
М + = 153 + 149 = 302 кг. м.
А такъ какъ внЪшшй моментъ = 294, то размеры плиты надо признать вполнЪ достаточными.
§ 42.
Кирпиче-жел4зныя покрыпя. Переходимъ къ описашю второй группы новЪйшихъ несгораемыхъ плоскихъ покрыпй, то-есть къ покрыпямъ кир-пиче-желЪзнымъ. Довольно типичнымъ представителемъ этой конструкщи является система Schurman’a (та же и Klin’a), имеющая видъ совершенно плоскаго покрыпя, сложеннаго изъ обыкновенна™ краснаго кирпича на ребро, но лишь съ введешемъ въ нижнюю часть плоскихъ железныхъ полосъ. На черт. I, листъ и, представлена эта система въ поперечномъ, а на чер. 2 того же листа—въ продольномъ разрЪзЪ, какъ она была исполнена архит. Станекъ, въ доме страхового общества „Росс1я“ въ Москве на Лубянской площади. Работы производились сл'Ьдующимъ образомъ: между железными балками (чертежъ i), расположенными на разстояши 272 арш. одна отъ другой, устраивали сплошную горизонтальную досчатую платформу, на которой и возводилась кирпичная кладкл на ребро въ i72 кирпича (чер. 2), со введешемъ въ кладку железныхъ прокладокъ шириною бомм. и толщиною iy2 мм., располагаемыхъ ребромъ на разстояши около 9 верш, одна отъ другой въ нижней части поперечнаго сечешя покрыпя; следовательно между железными полосами помещалось 5 четверокъ кирпича вместе со швами. Каждая железная пластинка имеетъ рядъ выпуклостей овальной формы, выдавленныхъ въ разный стороны. Кирпичи выкладываются на ребро между двумя пластинками (чер. 2), наподобие того, какъ кладутся перемычки, т.-е. соблюдая некоторую клиновидность швовъ. Растворъ долженъ быть непременно цементный. Снизу потолокъ заштукатуривается, а сверху, въ уровень съ верхними поясами балокъ, располагается слой то-щаго бетона или строительный мусоръ, какъ подготовка для асфальтоваго, бетоннаго, деревяннаго или какого-либо другого пола. Благодаря цементному раствору, способному затвердевать во всей своей массе и крепко связывать кирпичи, черезъ 28 дней мы получаемъ сплошной монолитъ, въ нижней части поперечнаго сечешя котораго вделаны железныя пластинки.
Очевидно, что мы и здесь имеемъ дело съ темъ же принципомъ железо-бетонной конструкщи, въ которой железо работаетъ на растяжеше, а кирпичъ на сжапе. Боковому изгибу пластинокъ препятствуетъ масса затвердевшаго раствора, хорошо сцепляющагося съ железомъ и этимъ придающего пластинкамъ особую жесткость и высокое сопротивлеше на изгибъ.
Какъ во всякомъ монолите, такъ и въ разсматриваемой кирпичной кладке порядокъ расположешя кирпичей имеетъ значеше разве только первое время, до затвердешя раствора; когда же масса затвердеетъ, то распо-ложеше кирпичей не имеетъ никакого значешя.
364
Точно также и неровности въ виде выпуклостей на поверхности пла-стинокъ не могутъ иметь значешя, что, между прочимъ, доказывается тЪмъ, что въ другой совершенно такой же системе покрьтя (Klein) пластинки употребляются гладюя, сопротивлеше же покрьтя одно и то же.
Опыты, произведенные въ доме страхового общества „Росс1я“ въ Москве дали слЪдуюпце результаты: отъ груза въ размере 470 пуд. на площадь въ 6,25 кв. арш., что составляетъ около 625 пуд. на кв. саж., получился прогибъ ВЪ 2^2 мм., который по снятш груза опять выпрямился.
Определяя грузъ, выражающш предЪлъ упругости для 4-хъ железныхъ полосъ и кирпичной кладки, занятой пробной нагрузкой, легко убедиться, что при пролете въ 1,77 м. для этого достаточно 240 пуд. На опыте же непосредственной нагрузкой конструкщя выдержала 470 пудовъ безъ всякой видимой деформагии.
Для уменьшешя собственнаго вЪса потолка Schurman устраиваетъ таюя же покрыта, употребляя въ дело пустотелый кирпичъ особой формы; самая конструкщя отъ этого нисколько не изменяется, какъ это видно изъ чертежа 3, л. п; разница лишь въ томъ, что здесь замыкающш кирпичъ имеетъ клиновидную форму, хотя это, какъ сказано выше, при монолитной массе имеетъ второстепенное значеше.
Но самый типичный примеръ кирпиче-железной конструкцш представляетъ система Donath (чер. 4, л. п), здесь мы видимъ полное подража-ше плиткамъ Монье. Устройство ясно изъ чер. 4 и 5, листъ п,—разреза покрыта плоскостью, параллельной направлешю балокъ.
Для уменьшешя собственнаго веса кирпичъ или бруски делаются пустотелыми, съ особыми желобками по бокамъ (чер. 5) для введешя въ нихъ горизонтальныхъ полосъ тавроваго железа требуемаго поперечнаго сечешя.
Покрьте можетъ быть расположено надъ пролетомъ до 6 метровъ, при чемъ толщина его не превосходитъ 13 см., то-есть 72 кирпича. Швы между кирпичами и промежутокъ между таврикомъ и кирпичомъ тщательно заполняются цементнымъ растворомъ, вследств1е чего все покрыта можно разсматривать какъ сплошной монолитъ.
Въ этой системе таврики расположены вь нижней части поперечнаго сечешя и подвергаются при изгибе растяжешю, а кирпичная масса въ верхней части—сжапю. Нижняя часть кирпичей служитъ главнымъ образомъ для заграждешя тавровъ во время пожара для придашя потолку вида горизонтальной поверхности и для связи железа съ кирпичомъ.
Хотя пустотелый кирпичъ для даннаго случая несомненно целесообразнее сплошного, такъ какъ этимъ уменьшается безполезный собственный весъ покрьтя, темъ не менее система можетъ быть съ выгодой устроена и изъ обыкновеннаго краснаго кирпича, имеющаго въ торцовыхъ частяхъ желобки, для введешя въ нихъ горизонтальныхъ полосъ тавроваго сечешя (объ этомъ будетъ сказано ниже).
Для конструкцш подобнаго рода въ особенности пригоденъ такъ называемый трепельный кирпичъ, приготовляемый изъ инфузорной земли или трепела. Матер1алъ этотъ встречается въ природе большими
365
залежами въ виде весьма тонкаго порошка, пред став ля ющаго скоплеше панцирей микроскопическихъ животныхъ.
Состоя почти изъ чистаго аморфнаго кремнезема, трепелъ въ смъси съ известью посл'Ь обжига даетъ прекрасный матер!алъ для приготовлешя искусственнаго камня, при чемъ, подвергаясь высокой температур^, аморфный кремнеземъ входитъ въ соединеше съ известью, образуя кремнекислую известь, которая и служить цементомъ для связи отд'Ьльныхъ частицъ трепела въ общую очень твердую массу. По наследованы этого кирпича, его сопротивлеше раздробленно оказалось около 100 клг. на см2, а весь только 5,5 фунтовъ, т.-е. почти вдвое меньше обыкновенна™ краснаго.
Для изготовлешя этого матер!ала берется трепелъ изъ такихъ залежей, где аморфный кремнеземъ сопровождается значительнымъ количествомъ кристаллинескаго кремнезема (кварцеваго песка). Этотъ трепелъ, имея твердость мела, добывается въ кускахъ, а затемъ дробится и смачивается известковымъ молокомъ, въ которомъ растворена въ опред'Ьленномъ количестве поваренная соль. Полученное тесто хорошо перемешивается и формуется въ кирпичи и брусья нужной формы. По просушке эти кирпичи и брусья обжигаются до температуры, необходимой для образовашя известково-натроваго силиката (около 1000° С), который и спаиваетъ зерна кварца и трепела. ,
§ 43.
Система плоскаго потолочнаго покрьтя изъ трепельнаго кирпича, предложенная инженеромъ В. Б. Гладковымъ (чер. 6, 7 и 8, листъ и), мало отличается отъ только что описанной конструкши Donath и состоитъ въ слЪдующемъ:
На щижшя полки двутавровыхъ балокъ или на опорный стены въ перпендикулярномъ къ нимъ направлены укладываются железные таврики (чер. 6 и 7) на разстоянш 6 вершковъ одинъ отъ другого. Между этими таврами располагаютъ трепельные кирпичи профиля указаннаго на черт. 8 съ особыми углублешями въ нижней части, что даетъ возможность горизонтальнымъ полочкамъ тавровъ заходить въ эти углублешя. Размеръ этихъ углублешй таковъ, чтобы между внутреннею поверхностью углублешя и поверхностью жел'Ьзнаго тавра оставалось пространство 3 — 5 мм. Это пространство, а также швы между отдельными кирпичами заполняются цементнымъ растворомъ; при чемъ надо особенно наблюдать за тЪмъ, чтобы заполнеше цементомъ было полное, чтобы не оставалось пустотъ и чтобы Поверхность железныхъ тавровъ была сплошь покрыта цементомъ. Достигается это т^мъ, что когда уложенъ целый рядъ кирпичей отъ одной балки’ до другой, то углублеше въ кирпичахъ этого ряда забрасывается съ лопаточки сплошь цементнымъ растворомъ; затемъ подводится железный таврикъ и вдавливается въ заполненное растворомъ углублеше съ такою силой, чтобы выдавился весь излишекъ раствора. Тогда укладываютъ следуюшдй рядъ кирпичей, при чемъ въ каждомъ кирпиче сперва углублеше заполняется растворомъ, после чего онъ придвигается на место также съ такою силой, чтобы весь лишшй растворъ выдавился изъ его углублешя.
Для уменьшешя числа швовъ между отдельными кирпичами одного ряда, толщина кирпича делается больше, чемъ обыкновенно, и доходитъ до 4,5 верш., при чемъ его можно делать пустотелымъ, на полоб1е того, какъ это показано въ системе Donath. Устроенное такимъ образомъ покрьте очень легко и очень мало тепло- и звукопроводно.
366
По затвердЪванш цемента получается совершенно монолитное плоское покрыпе.
Благодаря очень сильному сцЪплешю цемента съ кирпичомъ и жел'Ь-зомъ, не допускающему взаимнаго перемЪщешя этихъ матер!аловъ, и благодаря тому, что отдельные кирпичи находятся въ услов!яхъ бокового закрЪ-плешя, желЪзные тавры уже не работаютъ самостоятельно какъ балочки на изгибъ подъ дЪйств!емъ нагрузки, а составляютъ одно цЪлое съ тЪломъ пе-рекрыпя *). Следовательно, въ этой желЪзо кирпичной плитЪ происходитъ то же распред'Ьлеше работы внЪшнихъ силъ, позволяющее наивыгодн'Ьйшимъ образомъ использовать природныя свойства матер!аловъ, какъ и въ бетошЬ Монье. Железо, хорошо сопротивляющееся растяжешю, будучи помещено ниже нейтральной оси бруса, возможно ближе къ крайнимъ нижнимъ его волокнамъ, подвергается только растяжешю, а кирпичная кладка, представляющая наибольшее сопротивлеше сжимающимъ усил!ямъ, будетъ испытывать въ верхней части покрыпя значительное сжапе и лишь незначительное растяжеше въ нижней его части, въ которой это усил!е даже не принимается во внимаше при разсчетЪ покрыпя.
Увеличивая площадь сЪчешя желЪза, можно достигнуть того, что въ сжатой части напряжеше кирпича дойдетъ до предала прочнаго сопротивлешя въ тотъ моментъ, когда и желЪзо дойдетъ до того же предала на растяжеше.
Горизонтальное желЪзо-бетонное покрыпе, будетъ ли оно системы Donath, Klein, инженера Гладкова, или изъ обыкновенна™ кирпича, но съ желобками для тавриковъ и для цементнаго раствора, можетъ быть, съ достаточной для практики точностью разсчитано совершенно такъ же, какъ и желЪзо-бетонная плита. Повторимъ этотъ расчетъ.
Предположимъ, что железо-кирпичная плита [(чер. 458) расположена на двухъ опорахъ А и Б, надъ пролетомъ I и равномерно по всей своей длине загружена грузомъ pl, где р— грузъ на 1 кв. м.
Подъ действ!емъ внешняго, изгиба-' Р12
ющаго балку момента наиболышя о
внутреншя напряжешя будутъ вызваны въ поперечномъ сечеши тп—въ средине плиты, въ такъ называемомъ опасномъ сечеши, то-есть тамъ, где балка переломится. Эти напряжешя молекулярныхъ силъ противодействуютъ сжапю въ верхней части сечешя и растяжешю въ нижней. Предполагается, что это последнее
Чер. 458.
г------------ -t-------------------
усил!е принимаютъ на себя исключительно железныя полосы; сопротивлеше же раствора, сцепляющаго кирпичи, на растяжеше какъ незначительное, совершенно отбрасывается. Это допущеше идетъ въ пользу запаса прочности.
Наибольшее сжимающее усил!е будетъ въ частицахъ бетона, наиболее отдален-ныхъ отъ нейтральной оси О (чер. 459), то-есть (.) ш. Во всякомъ случае это усил!е не должно превосходить прочное сопротивлеше кирпича или бетона на сжапе. Отло-
*) Все сказанное по этому поводу о сопротивлеши бетонно-железной плиты Монье относится и къ данному случаю.
367
жимъ эту величину по направленно отъ m до а затемъ точку О соединимъ съ точкою прямою отр лишя эта выразитъ намъ изменеше напряжешй молекулярныхъ силъ на сжапе отъ нейтральной оси до верхней поверхности плиты, j
Сумма сжимающихъ усшпй, действующихъ на всю поверхность плиты выше нейтральной оси, при ширина плиты равной единице, можетъ быть заменена одной равнодействующей (чер. 459), равной средней силе Rh помноженной на всю площадь, подверженную сжат!ю, то-есть:
----2 ’ 1 М = 4 = °’2° Rld.......(А)
Точка приложешя этой равнодействующей должна быть въ центре тяжести трехугольника опцт, следовательно отстоитъ отъ нейтральнаго слоя на разстоянш 2 . . d d 1 . . d\ d „
= о ’ a отъ поверхности плиты на разстоянш -X п — Совершенно
о 2 э о 2 О
на такомъ же раз стоя ши отъ нижней поверхности плиты мы помещаемъ и центры тяжести поперечныхъ сечешй железныхъ полосъ, которыя будутъ сопротивляться растяжешю, выраженному на чертеже 459 горизонтальной силой Т2, направленной въ противоположную сторону.
Чтобы достигнуть одинаковаго сопротивлешя верхней части поперечнаго сечешя на сжапе, а железныхъ полосъ на разрывъ необходимо, чтобы
Чер. 459-
Эти силы стремятся повернуть сЬчеше тп, вращая его въ точк-Ь О, какъ на оси, въ противоположную сторону вращешя того же сечешя тп внешнимъ изгибаю-щимъ усил!ямъ. Следовательно, сопротивлеше внутреннихъ молекулярныхъ силъ приводится къ паре силъ, моментъ которой = 2Т± —. Этотъ моментъ внутреннихъ силъ, для того, чтобы плита не сломалась, долженъ быть равенъ внешнему моменту изгиба, который при балке, лежащей на двухъ опорахъ и равномерномъ грузе = сле-
2dTl pl2 . , л\ гп г» 7
довательно —; но, на основаши уравнешя (Л) 21 = 0,2э поэтому 2d2.0,257? _ pl2
3 “' 8 ’
0,50 Rd2 pl2 7 i / Зр /
откуда ---=8’И= ^4^’ •
Сложная площадь F поперечнаго сечешя железа при ширине покрьтя въ 100 см. определяется изъ уравнешя
71 — ТЬ-
Но T2 = FR2, a Tt = 25 Rtd, следовательно
FB2 = 25 Bid, откуда F= --Ъ- .... {С)
а2
По этой формуле определяется площадь сечешя всехъ железныхъ тавровъ или полосъ по ширине элемента покрьтя въ 100 см.
Площадь f сечешя каждаго тавра или проволоки задается или определяется по формуле
f=^,
' 100 ’
368
где Ъ—заданное разстояше между таврами или полосами прямоугольнаго сечешя; последняя форма поперечнаго сечешя употребляется при железо-бетонныхъ покры-т!яхъ, хотя съ одинаковымъ успехомъ можетъ быть применена и для кирпиче-желез-ныхъ потолковъ, такъ какъ и въ томъ и въ другомъ случай железо' работаетъ на растяжеше.
Примерь. Положимъ, что
р = 750 кг. на кв. м. покрьтя (полный грузъ).
I = 2,5 м.
2?! = 30 кг. на кв. см. для бетона.
7?2=75О кг. на кв. см. для железа.
Требуется определить толщину плиты d и сложную площадь F поперечнаго сечешя железа.
Согласно формуламъ В и С мы имеемъ:
d = I д/ = = 10,28 см. = ео 11 см.
25 .^=25.30.11
750 750 “I'M-
Такимъ образомъ мы видимъ, что для кирпиче-железнаго покрьтя при при-нятыхъ нами коэффищентахъ и В2, общая площадь F железа въ элементе плиты =100 см. заключаетъ въ себе столько квадратныхъ сантиметров ъ, сколько толщина п л и т ы d—п о г о н н ы х ъ сантиметров ъ.
При железо-кирпичномъ или железо-бетонномъ покрытш железо, огражденное цементнымъ растворомъ, вполне сохраняется неопределенно долгое время и нисколько не ржавеетъ, поэтому и прочное сопротивлеше его вместо 750 кг. на см2, можно принять въ 1200 кг.
Для определешя размеровъ горизонтальнаго покрьтя изъ трепельнаго кирпича (черт. 6 и 7, листъ 11) В. Б. Гладковъ принимаетъ следуюпце коэффищенты:
7^ = 30 кг. на 1 кв. см.
7^=1200 кг. на 1 кв. см.
р = 380 кг. на 1 кв. м. при толщине покрытйг до 3 верш. (13,33 см.) и полагая временную нагрузку въ 160, а собственный весъ—220 кг. на кв. м.
При этомъ, принимая I въ метрахъ, формулы В и С примутъ слЪ-дующш видъ:
’ У';'.?-
F— 25 d = — d = 0,625 d. ° 1200 40 J
По этимъ формуламъ для любого пролета I можно проверить толщину покрьтя d и общую площадь сечешя F желЪзныхъ тавровъ или по-лосъ на юо см. ширины покрьтя.
Такъ какъ тавры располагаются на разстоянш 6 вершковъ (26,66 см.) одинъ отъ другого, то для опредЪлешя площади f сЪчешя одного тавра получимъ формулу
, F. 26,66 г
f=—.J......- = 0,267 к
369
Такимъ образомъ находимъ для кирпиче-жел'Ьзнаго покрьтя:
Таблица XXX.
При 1 — 1 м. d = 3,08 см. /•= 0,51 кв. см. [20 ) < 20 X 3 мм.]
„ 1 = 2 м. d — 6,16 см. 1,02 кв. см. [20 > ( 20 X 3 мм.]
„ 1 = 3 м. d = 9,24 см. /•= 1,53 кв. см. [25 X 25 X 3,5 мм.]
„ 1 = 4 М. d = 12,32 см. f= 2,04 кв. см. [30 > < 30 X 4 мм.]
I = 4,33м. d = 13,33 см. /’ = 2,21 кв. см. [30 X 30 X 4 мм.]
Очевидно, что иметь размеры кирпича, отвечающее найденнымъ вели-чинамъ для $, можно только по особому заказу, что представляется затруднительным^* вмЪстЪ съ темъ, принимая во внимаше, что, кроме прочности, потолочное покрыпе для жилыхъ помещены должно удовлетворять требовашямъ наименьшей звуко- и теплопроводности, толщину кирпиче-же-лгЬзнаго покрыпя следуетъ делать не менЪе */2 кирпича ($=13,33 см.) и для пролетовъ менЪе 4 метровъ. Изъ этого следуетъ, что пролеты отъ 4 до 4,33 м. для кирпиче-жел'Ьзныхъ покрыпй изъ трепельнаго кирпича являются наивыгоднейшими.
Цри пролетахъ болЪе 4,33 м. толщина $ должна быть болЪе 3 верш. Оставляя те же значешя для и Д, но увеличивая соответственно р всл'Ьдств1е увеличешя собственнаго вЪса покрыпя, получимъ:
Таблица XXXI.
При 1 — 5 м. d — 15,0 см. f = 2,67 кв. см. [35 X 35 X 4,5 мм.]
„ 1 = 6 м. d = 20,0 см. f = 3,34 кв. СМ. [40 X 40 X 5 мм.]
„ / — 7 м. d — 24,0 см. /'= 5,00 кв. см. [45 X 45 X 5,5 мм.]
и такъ дал’Ье.
При устройстве кирпиче-железныхъ покрыпй изъ обыкновеннаго кирпича, имеющаго видъ, изображенный на чер. 8, лист, и, собственный весъ покрыпя значительно увеличивается, а прочное сопротивлеше должно быть взято менее трепельнаго кирпича—не более 20 кг. на кв. см.
Принимая весъ i кубическаго метра кирпичной кладки=1600 кг. при толщине покрыпя d въ кирпича = 12 см., весъ i квадратнаго метра покрыпя выразится:
Весъ кирпичной кладки въ кирпича—0,12 X 1600 . . 192,0 кг.
„ железныхъ тавровъ—4 X 1,7X1.................. 6,8 „
„ штукатурки too2 X 2 X 0,002..................40,0 „
„ цементнаго раствора..........................50,0 „
„ пола, примерно...............................31,2 „
Всего.........320,0 кг-
24
370
Полагая временный грузъ въ размере 160 кг., мы получимъ обпцй грузъ на I квадратный метръ
р = 320 + 160 = 480 кг.
Далее, полагая ^ = 20, а 7?2 = 12оокг., имеемъ согласно уравнешй В и С:
= Zv/i8 = 4,25 I.
F=25~^- d = — <7 = 0,416 d.
1200 12
По этой формуле для d мы можемъ определить наивыгоднЪйштй про-летъ при толщине покрьтя въ % кирпича, то-есть при d=i2 см.
d 4,25
= 2,82 м.
4,25
Следовательно, при кирпиче-железныхъ покрыпяхъ изъ обыкновенна™ кирпича пролетъ въ 4 аршина является наиболее выгоднымъ.
Доканчивая этимъ разсмотреше несгораемыхъ потолочныхъ кон-струкцш, заметимъ, что указанные нами способы далеко еще не исчер-пываютъ всего ихъ разнообраз!я. Было указано лишь на более типичныя формы.
Въ особенности даетъ широкое поле изобретательности сочеташе железа съ бетономъ и кирпичомъ различнаго вида; въ этихъ конструк-щяхъ можно ожидать еще дальнейшихъ усовершенствовашй.
Прим fe чан! е. Желающимъ подробно познакомиться съ железо-бетонной кон-струкщей вообще рекомендую книгу Поля Кристофа, „ЖелЪзо-бетонъ и его при-м'Ьнеше", 1903 г., а также книжку проф. Н. А. Житкевича: „Плоск!я междуэтажный покрьтя и ихъ расчетъ".
Заканчивая статью о железо-бетонныхъ покрыпяхъ, необходимо заметить, что краткость и общность настоящаго курса не позволяютъ касаться еще многихъ другихъ достойныхъ изучешя и практическаго при-менешя системъ покрьтй изъ сочеташя бетона и железа. Къ такимъ по-крыпямъ между прочимъ относится, весьма остроумно придуманная, система М атрай.
Въ виду того, что прочность и устойчивость всехъ описанныхъ нами системъ зависитъ отъ тщательности работы и доброкачественности составныхъ частей раствора, какъ-то: чистоты и надлежащей крупности песка доброкачественности цемента и равномерности смешивашя, Матрай поста-вилъ себе задачу спроектировать такое железо-бетонное покрьте, которое могло бы, не принимая въ расчетъ бетона, принять всю нагрузку только на свои железныя части. Съ этой целью онъ подвешиваетъ проволоки, изгибая ихъ по цепной лиши, между железными балками, съ плот-нымъ прикреплешемъ ихъ къ последнимъ. Число проволокъ разсчиты-вается такъ, чтобы оне въ своей совокупности въ состоянш были выдержать всю нагрузку пролета. Расчетъ ведется по формуламъ цепной лиши.
371
Вторая особенность системы Матрая заключается въ своеобразномъ распределении нагрузки на балки. Какъ мы видЪли выше, въ балкЪ, лежащей на двухъ опорахъ, наиболышй моментъ изгиба и наибольшее напряжете матер!ала получается въ срединЪ балки. По мЬрЪ приближешя къ опорамъ это напряжеше доходитъ до нуля.
Пользуясь этимъ, Матрай старается распределить нагрузку такимъ образомъ, чтобы напряжешя матер!ала балки по всей ея длине имело наибольшую равномерность, что достигается имъ до известной степени особою системой переплетешя прово^окъ, укрепляемыхъ къ крайнимъ кон-цамъ балокъ. (Подробности и кратгая указашя на способы расчета этой системы можно найти въ брошюре „ЖелЪзо-бетонныя покрьгпя по системе Матрая".)
§ 44.
В. Смешанная по матер!алу система потолочныхъ покрыты.
Переходя къ описашю деревянныхъ междуэтажныхъ покрыты, остановимся на смешанной системе, состоящей изъ железныхъ балокъ съ деревяннымъ между ними заполнешемъ.
Эта конструкщя появилась лишь за последнее время, когда цЪны на железо значительно понизились и замена деревянныхъ балокъ железными при значительныхъ пролетахъ стала выгоднее или въ одной щЬнЪ съ деревянными.
Достоинства той или другой системы потолочныхъ покрьтй вообще, кроме прочности и долговечности, оцениваются еще и степенью ихъ тепло- и звукопроводности, въ особенности для жилыхъ зданш; поэтому конструкщя ихъ должна быть направлена къ наиболее совершенному удовлетворен™ этой цели.
На чер. 9 и ю, листъ и, представлена въ поперечномъ и продоль-номъ разрезе смешанная конструкщя потолка, состоящаго изъ железныхъ двутавровыхъ балокъ, расположенныхъ на разстоянш отъ 1,5 до 2,5 метровъ одна отъ другой; между ними черезъ каждый метръ по длине балки введены деревянный толстыя доски, поставленный на ребро, какъ распорки между балками. По обеимъ сторонамъ досокъ пришиваются бруски квадратнаго поперечнаго сечешя, а на нихъ опирается концами, такъ называемый, черный насти л ъ или по л ъ, состоящш изъ досокъ или пла-стинъ! и служащш для поддержашя потолочной смазки, Подъ этимъ на-звашемъ разумеютъ слой матер!ала, дурно проводящаго тепло и звукъ и вместе съ темъ способна™ замазать все щели и пазы между деревянными частями. Снизу потолокъ подшивается тесомъ и оштукатуривается по войлоку и драни, а сверху, если это междуэтажное покрьте, настилается чистый полъ.
Описанная конструкщя, для передачи тепла и звука изъ этажа въ этажъ, представляетъ следуюпця преграды: а) слой штукатурки и войлока, Ь) тесовая подшивка, с) воздушный прослоекъ, d) слой деревяннаго чер-наго настила, е) слой дурного проводника, f) второй воздушный прослоекъ 24*
372
и g) половой настилъ. Все это относится лишь къ заполнешю промежут-ковъ между балками; самыя же балки мало заграждены отъ проведешя тепла и звука, это и составляетъ недостатокъ этой системы.
Собственный в'Ьсъ этихъ покрыпй, не включая железныхъ поддержи-вающихъ балокъ, въ зависимости отъ толщины смазки и размеровъ досокъ,—ОТЪ 200 до 300 кг. на кв. м.
Для меньшей звуко- и теплопроводности железныхъ балокъ ихъ ниж-шй и верхшй пояса обертываютъ смолянымъ толемъ.
На чер. и и 12 того же листа представлено междуэтажное смешанное покрыпе болЪе простой конструкщи съ устройствомъ чернаго пола изъ пластинъ, опирающихся своими концами на нижше пояса железныхъ балокъ. При разстояши между балками въ 2 аршина толщина пластинъ въ i1^ или 2 вершка вполне достаточна. Пазы между пластинами смазываются и выравниваются глиной или алебастромъ, а затЪмъ насыпается слой дурного проводника.
Пластинный накатъ между балками можетъ быть замЪненъ гипсовыми досками.
Поверхъ балокъ устраивается подрешетка изъ тонкихъ бревенъ, оте-санныхъ на два канта, или же пластинъ, а на ней располагается паркетный полъ.
Для простого дощатаго пола требуется не подрешетка, а переводы, какъ это и показано на чер. и и 12.
Весь грузъ пола и временной нагрузки передается только на балки, а не на накаты. Для уменьшешя теплопроводимости нижше и верхше пояса железныхъ балокъ обертываются смолянымъ толемъ (чер. и).
При исполнены описанныхъ конструкщй не следуетъ забывать, что железо въ нихъ не защищено отъ окислешя и ржавчины и что его необходимо покрывать масляной краской.
Кроме того, следуетъ заметить, что если концы железныхъ балокъ заделаны въ наружный стены, то надо принять меры для устранешя и х ъ промерзай!я. Железо, отделенное отъ наружной атмосферы стенкой, толщиною въ I или въ 1% кирпича, въ сильные морозы быстро охлаждается и понижаетъ температуру соприкасающихся съ нимъ деревянныхъ частей. На поверхности этихъ частей конденсируется влага комнатнаго воздуха и даетъ благопр!ятныя услов!я для загнивашя. Нередко въ такихъ случаяхъ можно заметить на потолке темныя полосы, соответствуюпця нижнимъ поясамъ балокъ, даже въ томъ случае, если эти пояса обшиты тесомъ и оштукатурены. Въ предупреждеше этого необходимо концы балокъ обертывать въ несколько слоевъ войлока, располагать сзади балокъ и по сторонамъ прокладки изъ пробковаго камня, увеличивать гнезда для балокъ, оставляя вокругъ концовъ ихъ пустоты дюйма 3 — 4, и засыпать опилками, торфяною мелочью, кизелькуромъ и т. п. сыпучимъ дурнымъ проводникомъ.
373
§ 45.
С. Деревянные потолки.
Тамъ, где еще много деревяннаго матер!ала, какъ, напримЪръ, въ на-шемъ отечестве, такого рода покрьтя являются наиболее дешевыми, и такъ какъ въ потолочныхъ конструкщяхъ вообще дерево находится въ сравнительно благопр!ятныхъ услов!яхъ, то оно и хорошо сохраняется. Только те части потолковъ, который заделываются въ наружную каменную стену, соприкасаются съ ней или непосредственно располагаются надъ сырымъ грунтомъ въ мЪстахъ, недоступныхъ провЪтривашю и свЪту, •быстро сгниваютъ и разрушаются. Впрочемъ, даже и въ этихъ случаяхъ можно до известной степени предохранить дерево, покрывая его различными химическими составами.
Вообще говоря, дерево, какъ матер!алъ для покрьтй, имЪетъ огромное достоинство въ томъ, что соединяетъ въ себе легкость съ весьма значительнымъ сопротивлешемъ на изгибъ. При перегрузе оно не разрушается сразу, какъ это бываетъ съ чугуномъ или камнемъ, а даетъ сперва заметный прогибъ, который служитъ предупреждешемъ опасности.
Для потолочныхъ покрьтй употребляется дерево уже въ обделанномъ виде, а именно: въ виде пластинъ, горбылей, брусьевъ и балокъ, брусковъ, досокъ, теса и проч.
Для потолочныхъ покрьтй, въ особенности для главныхъ балокъ, употребляется по преимуществу сосна, какъ более крепкое и долговечное дерево; хотя, впрочемъ, хорошая мелкослойная ель не уступаетъ по своему сопротивлешю сосне. По цвету древесины въ отрубе сосна разделяется на 2 сорта: i) сосна руд о в ая, имеетъ желтоватый цветъ, перехо-дягщй къ средине въ красный, и 2) мендовая сосна, более молодыя деревья, у которыхъ цветъ волоконъ въ разрезе беловатый. Первый сортъ более прочный и дорогой (такъ, напр., ветлужсюя балки).
Вообще дерево для потолочныхъ покрьтй, въ особенности для балокъ, должно удовлетворять следующимъ требовашямъ:
i) Оно не должно иметь трещинъ, хотя трещины, направленный ютъ центра кнаружи, такъ называемый сердцевинным, для балокъ не имеютъ особеннаго значешя и не представляютъ причины для брака. Наобо-ротъ, трещины, направленный отъ поверхности балки или бревна къ центру, нежелательны.
Дерево бракуется, если оно имеетъ такъ называемый трещины ветрянки, наполненный рыхлой, трутообразной массой; тагая трещины влекутъ за собой быстрое гшеше дерева.
2) Дерево не должно быть св илов ат о, ибо волокна въ такомъ дереве расположены невыгодно относительно сопротивления ихъ на сжапе и растяжеше и уже какъ бы заранее изогнуты и представляются волнообразными.
3) Сучковатостью страдаютъ почти все деревья; мелюе сучки не приносятъ никакого вреда, крупные же уменыпаютъ сопротивлеше из
374
гибу, поэтому при npieM*b лЪсныхъ матер!аловъ иногда заранее о предал я-ютъ допускаемое число, величину сучковъ и ихъ взаимное разстояше* Такъ какъ дерево ссыхается въ ширину болЪе, чЪмъ въ длину, то сучки при высыхаши иногда трескаются, иногда вываливаются. Первое происходив въ томъ случаЪ, если связь сучка съ волокнами окружающей древесины сильнее, чЪмъ связь между волокнами самаго сучка; таюе сучья называются проростиыми и, вообще говоря, безвредны. Вообще сучки здоровые, смоляные не имЪютъ вреднаго вл!яшя. Если же есть вокругъ поперечнаго сЪчешя сучка признаки загнивашя его заболони, то дерево бракуется, такъ какъ вслЪдств!е дальнЪйшаго развипя гнили и особаго грибка, весь сучокъ превращается въ бурый порошокъ, похожш на нюхательный табакъ, и передаетъ заражеше самому дереву. Таше сучки носятъ назваше табачныхъ, и ихъ слЪдуетъ избегать.
4) Признаки гнили также служатъ причиной брака дерева. Эта гниль первоначально проявляется синевой въ видЪ сЪро-синеватыхъ пятенъ и полосъ. Если эта синева только съ поверхности, то причиной для брака служить не можетъ, а указываетъ лишь на доставку лЪса мокрымъ путемъ,. сплавомъ по водЪ; если же оно глубоко входитъ въ массу дерева, то служитъ причиною къ браку, такъ какъ хотя эта синева не представляетъ собой еще настоящей гнили, Т'Ьмъ не менЪе впослЪдствш, въ сырости, поси-нЪвппя мЪста загниваютъ ран^е другихъ.
5) Къ недостаткамъ дерева принадлежитъ способность его подвергаться сильно и внезапно д'Ьйствто особаго рода плесени (Merulius 1а-crimans), послЪдств1емъ чего является быстрое его разрушеше. Появляясь, въ темныхъ, мало пров'Ьтриваемыхъ м'Ьстахъ, напримеръ, въ подпольи, грибокъ этотъ разрастается съ удивительною быстротой, проникая между волокнами дерева и совершенно ихъ разъединяя. Въ строительной практик^ можно указать примеры, что новая половая конструкщя съ накатомъ, балками, переводами и половой настилкой разрушалась этой плЪсенью въ течеше 2—3 мЪсяцевъ. Merulius lacrimans весьма заразителенъ; его мелюя споры, которыми заражается дерево еще будучи на корню, заметить очень трудно, а потому и избежать подобной случайности строитель не имЪетъ возможности; а между т±мъ одно больное дерево можетъ заразить всю конструкщю. СвЪтъ, вентилящя и нЪкоторыя химичесюя средства (какъг напримЪръ, растворъ сублимата (i часть pro mille) уничтожаетъ этотъ грибокъ.
Долговечность дерева зависитъ главнымъ образомъ отъ его строешя и количества растительныхъ соковъ. Породы съ плотной древесиной, мелкимъ слоемъ, съ достаточнымъ содержашемъ смолы и лету-чихъ маслъ, во-время срубленныя, обладаютъ большей долговечностью* ПерезрЪлое же дерево нередко на корню уже имЪетъ загнившую сердцевину.
Богатое растительными соками дерево быстрЪе и легче поражается червоточиной, гнилью и плЪсенью. Поэтому сосна, какъ обладающая наш меныиимъ количествомъ растительныхъ соковъ и наибольшимъ количе-ствомъ смолы, предпочитается, какъ строительный матер!алъ/для потолочныхъ покрьтй.
375
ЧЪмъ больше плотность (весъ единицы объема) сосны или ели, тЬмъ онЪ долговечнее. Твердость дерева, впрочемъ, не всегда служить указашемъ его долговечности.
Дерево сохраняется главнымъ образомъ въ зависимости отъ техъ условш, въ которыхъ оно находится.
Если сосна находится подъ водой йли въ сухомъ месте, защищен-номъ отъ действ!я дождя, то она сохраняется безъ всякой порчи, даже увеличивая свою крепость, более юо летъ. Этого нельзя сказать про ель, которая черезъ 10—20 летъ уже показываетъ признаки разрушешя.
Находясь въ сырости, перемежающейся съ сухостью, дерево быстро сгниваетъ. Точно такъ же вредно действуетъ на дерево известь. Поэтому концы балокъ, заделанныя въ кирпичную кладку, сложенную на извест-ковомъ растворе, следуетъ обертывать войлокомъ, смолянымъ картономъ, обмазывать глиной, густой смолой и пр., словомъ—изолировать дерево отъ вл!яшя извести.
§ 46.
Построеше деревянныхъ потолковъ. Обпцй способъ устройства деревянныхъ покрыпй, точно такъ же какъ и несгораемыхъ, заключается въ томъ, что по наименьшему измерешю плана помещешя располагаютъ деревянныя балки, а промежутки между ними заполняютъ тоже деревомъ, какъ въ смешанной конструкщи; самый способъ заполнешя изменяется соответственно назначешю покрыпя, которое можетъ быть или чердач-нымъ, то-есть отделять жилое помещеше отъ чердака, или междуэтаж-нымъ, разделяющимъ два этажа по горизонтальному направлешю.
Устройство того или другого рода покрьтя при нежиломъ строеши ограничивается простымъ настиломъ изъ досокъ по балкамъ. Для жилыхъ же строешй конструкщи междуэтажныхъ покрыпй вообще представляютъ особенную важность, имея целью, кроме того, чтобы служить надежнымъ и прочнымъ основашемъ для чистаго пола, еще и представлять, насколько возможно, сильное препятств!е для проникашя звука и передачи тепла изъ одного этажа въ другой.
§ 47.
а) Главная составная часть деревяннаго потолка суть балки или брусья, выпиленные или вытесан-
ные изъ бревенъ, преимущественно сосновыхъ.
Если деревомъ не дорожать, то бревна обтесываются лишь на два канта—снизу и сверху (чер. 460). Такая обтеска требуется для правильнаго расположешя по балкамъ полового или чердачнаго настила и для
подшивки потолка снизу.
Въ большинстве случаевъ балки обтесываются на четыре канта и въ
376
даже можно принять = ношешемъ какъ
Чер. 461.
такомъ виде поступаютъ въ продажу. При этомъ, кроме балки (чер. 461), изъ бревна получается еще и 4 пластины или горбыля, нередко употребляемые какъ матер!алъ для устройства чернаго пола или наката. Обтеска на четыре канта освобождаетъ дерево отъ заболони, начинающей истлевать гораздо скорее древесины.
При обтеске балокъ на 4 канта нужно принять такое отношеше между шириной и высотой бруса, при которомъ балка, вытесанная изъ бревна, будетъ иметь самую большую силу сопротивлешя изгибу.
СЕсли ширина балки—6, а высота ея—7г, то отношеше этихъ двухъ из-мЪрешй для балки следующее:
± = _т_= 5_ = _9
7г V г 7 13’
3
—, такъ какъ это отношеше по сравнешю съ от-5 4 < .
— уступаетъ последнему при сопротивленш изгибу только на 0,3%• Такимъ образомъ, если мы представимъ себе балку прямоугольнаго сечешя, которую надо вытесать изъ бревна, то д!аметръ его определится на основаши теоремы Пиеагора:
32 + 42 = х2, откуда x = j/9-|-i6 = 5.
Следовательно, если d—д!аметръ бревна, а & — ширина необходимой балки, то
^.= 5.
633
Если же изв-Ьстна высота балки 7г, то д1аметръ d бревна равенъ
d — — h.
4
Графически размеры балки съ отношешемъ сторонъ какъ -^-найдут-ся, если на поперечномъ сечеши бревна въ его вершине описать окружность (чер. 461), д!аметръ ея разделить на 3 равныя части и изъ точекъ делешя а и Ъ возставить перпендикуляры до пересечешя съ окружностью. Соединивъ ихъ концы, какъ показано на чертеже, получимъ требуемую форму бруса.
Для определешя размЪровъ поперечнаго сечешя балокъ следуетъ принять въ соображеше грузъ прочихъ составныхъ частей потолка, чистаго пола, посторонней нагрузки, постоянно и случайно обременяющей потолокъ и проч., и на основаши этихъ данныхъ, руководствуясь правилами строительной механики, назначать какъ разстояшя между балками, такъ и ихъ размеры. Не вдаваясь въ теор!ю сопротивлешя матер!аловъ, мы укажемъ лишь способы практическихъ расчетовъ деревянныхъ покрьтй.
Весъ пола на деревянныхъ балкахъ при обыкновенномъ размещеши ихъ черезъ i’/3 — 2 аршина, включая вЕсъ балки, наката, смазки и под
377
шивки со штукатуркой, около 70—8о пудовъ на кв. с.; временная нагрузка принимается по расчету 9-ти человтЬкъ на квадратную сажень, то-есть считая средшй вЪсъ каждаго въ 4 пуда, около 36—40 пудовъ, а всего обпцй вЪсъ вместе съ временной нагрузкой отъ 100 до 120 пудовъ на кв. саж. (отъ 355 до 426 кг. на кв. м.).
Для залъ общественныхъ и танцовальныхъ, а также для солдатскихъ казармъ, где производится учете солдатъ, а стало быть, кроме давлешя, является еще и ударъ, временная нагрузка принимается въ 65 пудовъ на I кв. саж. Для складовъ сена и соломы—100 пудовъ, для хлЪбныхъ мага-зиновъ—130—170 пудовъ, для обыкновенныхъ промышленныхъ складовъ, для фабрикъ и заводовъ—отъ 200 до 240 пуд. на кв. с. (отъ 710 до 852 кг. на кв. м.).
Несмотря на то, что концы балокъ обыкновенно заделываются въ стены, ихъ однако для большей надежности разсчитываютъ какъ свободно лежапця на опорахъ и равномерно нагруженныя, следовательно (см. таблицу, XXVII) опасное сечеше будетъ находиться на средине балки, и внешшй моментъ изгиба относительно этого сечешя М max = где » о
—нагрузка на погонную единицу длины балки.
Прочность деревянныхъ балокъ проверяется только на изломъ, следовательно М max = WR, где W есть моментъ сопротивлешя внутреннихъ силъ даннаго поперечнаго сечешя балки, a R—коэффищентъ прочнаго сопротивлешя на изломъ, принимаемый отъ 24 до 32 пудовъ на i кв. дюймъ (отъ 6о до 8о кг. на кв. см.).
Следовательно, для прямоугольнаго сечешя bh (ширина и вышина), bh2
для котораго W=-&-, будемъ иметь уравнеше:
&/г2 D 67г2 M—-^R=r:- 24.
О о
Но, какъ мы видели выше, Ъ должно быть = — Ь, то
4
оД 8
М= X 24 — З^8 пудодюймовъ,
4 • °
откуда
. __ /М . з 7
h = I / —, а b — — Ъ, V 3 4
или, выражая все измерешя въ сантиметрахъ и полагая R = 6о кг. на
• Ъ 5
кв. см., а отношеше-^ = у, получимъ:
,, R . 5 . h3 60.5 . 7г3 7
М = —--------=-------*----= со ~h3
6-7 42 ‘
откуда
h -
378
Пр’имЪръ. Дано деревянное покрыпе надъ пролетомъ въ 3 саж. (252 д.) и разстояше между балками вь 0,5 с. Общш грузъ на каждую квадратную сажень 120 пуд. Следовательно на каждую балку весь грузъ
Р — зХ°>5Х120 = 180 п.
Требуется определить высоту балки h и ея ширину -Ъ.
При равномерно нагруженной балке, свободно лежащей на опорахъ
JU 8 въ данномъ случае
180 252 =5670 пуд.
h = л/М = 7/ 5^0 = 12.
К з г з 5=3й_3^12 „
4 4
Если размеры балки д. б. выражены въ вершкахъ, то принимая
R == 72 пудамъ на кв. вершокъ, а отношеше 5 : А = —, им-Ьемъ:
__ 4 3f z — вершк^л
Если требуются очень сильный балки для значительныхъ пролетовъ и большихъ грузовъ, то въ виду дороговизны и трудности имФть дере
3f=-5—^72 = 4.6'
вянную балку необходимой высоты въ поперечномъ сечеши—ее делаютъ составную, состоящую изъ двухъ или трехъ брусьевъ, наложенныхъ одинъ на другой (чер. 462, 463 и чер. 13 на листе и) и связанныхъ другъ съ другомъ по длине хомутами (а, а, а чер. 462) или болтами (5, S, Ъ чер. 463). Кроме того, для противодейств!я скользящимъ усил!ямъ, возникающимъ
379
въ балке при ея изгибе и направленнымъ параллельно нейтральному слою, сплачиваше брусьевъ по длине делается не ровной поверхностью, а съ выступами (чер. 463) или зигзагами (чер. 462), съ введешемъ шпо-нокъ с, с, с изъ болЪе твердаго матер{ала или изъ болЪе твердаго дерева, напримЪръ, изъ дуба, клена и т. п.
fЕсли составная балка не связана хомутами и не сплочена, какъ показано на чертежахъ, а просто состоитъ изъ брусьевъ, наложенныхъ одинъ на другой, то моментъ прочнаго сопротивлешя поперечнаго сечешя такой балки, состоящей изъ п числа брусьевъ будетъ равенъ:
ЛЫь*
6 •
пЛ W = п
Если же брусья связаны хомутами тивлешя равенъ:
, ЛЪ№
п2 “ - "
или болтами, то моментъ сопро-
разъ больше.
-р—, т.-е. въ п 6
На чер. 13, листъ и, показана балка, въ которой вместо деревянныхъ шпонокъ введены металличесюе угольники d, d, d. Брусья, составляющее балку, скреплены болтами толщиною У/'. (Способъ, употребляемый въ Америке.) р
На чер. 464 представлена балка, форма которой приближается къ форме бруса равнаго сопротивлешя.
Чер. 464.
На концы балки надеваются хомуты (аа), а продольнымъ распиломъ она разделяется на два бруска (mn), составляющихъ два пояса, между которыми вводятся распорки (г г) и болты (6, &). Разстояше въ свету между поясами въ средине балки делается не более У25 пролета.
При такомъ устройстве балки, ея моментъ сопротивлешя въ средине значительно увеличивается, такъ какъ высота балки h входитъ въ выражеше этого момента въ квадрате; получается тотъ же самый эффектъ, какъ и въ составной балке, то-есть, увеличивая высоту балки въ п разъ, мы увеличиваемъ ея сопротивлеше въ п2 раза.
Распилить балку вдоль и снабдить ее хомутами, болтами и распорками обойдется несомненно дешевле, чемъ делать составную балку.
3S0
§ 48.
Ь) Размещение балокъ. Обыкновенный способъ разм'Ьщешя балокъ состоитъ въ томъ, что ихъ кладутъ пбперекъ перекрываемаго помещешя и параллельно одна другой на разстоянш, средина отъ средины, 1% аршина. Высота балокъ, при такомъ разстоянш и при обыкновенной нагрузке для жилыхъ здашй то-есть около гоо пудовъ на кв. саж., составляетъ V24 ПР°“ лета. Ширина же балки определяется по ея высоте. Если балка обтесана на 4 канта, то ширина относится къ высоте-какъ :;/7; если балка обтесана на две стороны, то ширина равна д!аметру бревна (чер. 460). На основашй этихъ соображенш составлена нижеследующая таблица, въ которой для различныхъ пролетовъ отъ 3 до 14 аршинъ показаны размеры поперечныхъ сеченш балокъ въ вершкахъ, при чемъ d обозначаетъ д!аметръ бревна, изъ котораго д. б. вытесана балка, 1г высота, а Ъ ширина поперечнаго сечешя.
При размещенш балокъ надо руководствоваться следующими сообра-жешями (чер. I, листъ 12):
i) Разстояше между центрами балокъ следуетъ назначать въ преде-лахъ отъ 1,5 до 2 аршинъ. Большее разстояше требуетъ съ одной стороны—грузнаго заполнешя промежутковъ между балками, толстыхъ пере-водовъ и подрешетки, съ другой—придаетъ всему покрытпо нежелательную зыбкость. Кроме того, болыше промежутки между балками вызываютъ значительную нагрузку последнихъ, а следовательно и увеличешя высоты ихъ поперечнаго сечешя, что, утолщая непроизводительно покрыпе, влечетъ за собой лишше расходы на каменную кладку стенъ. Строители, располагая балки на разстояши отъ 3-хъ до 4-хъ аршинъ, не достигая никакой экономш, рискуютъ иметь провисшш потолокъ.
Балки располагаются на простенкахъ, но въ тоже время не следуетъ стесняться оконными и дверными перемычками; последшя должны быть та-кихъ размеровъ, чтобы вполне надежно сопротивляться давлешю балки, въ какомъ бы месте она не располагалась. Въ случае, если перемычки не могутъ быть сделаны достаточной толщины, оконные и дверные пролеты перекрываются железными двутавровыми балками или рельсами.
381
2) У каменныхъ стенъ (чер. i, л. 12) кладутъ полубалки с, с, сг необходимый, какъ опоры, для накатника и чернаго пола. Такъ какъ на эти балки переходить только % груза сравнительно съ другими балками, то толщина ихъ можетъ быть въ половину меньше; при этомъ высота остается та же, что и у главныхъ балокъ. Оставлять въ стене горизонтальную борозду длл введешя въ нее концовъ накатника или досокъ—ни въ какомъ случае не слЪдуетъ, такъ какъ этимъ ослабляется стена, а концы накатника быстро загниваютъ.
3) Если въ покрыпи имеется пролетъ (люкъ для лестницы, дымовая труба и т. п.), то кладется ригель а (чер. i, л. 12), при чемъ его слЪдуетъ вводить въ распоръ между двумя балками (чер. 465), не ослабляя посл'Ьд-нихъ глубокими врубками. Гнездо д. б. сделано несколько наклонно и лапой. Если же ригель располагается близъ концовъ балокъ, где величина изгибающаго момента незначительна—нельзя опасаться ослаблешя балки
вырубкой въ ней гнезда, поэтому сопряжеше можетъ быть достаточно прочно.
4) Тамъ, где дерево соприкасается съ дымовой трубой, должна быть сделана кирпичная разделка, толщиною не менЪе 9 вершковъ отъ внутренней поверхности дымового канала до поверхности дерева. Въ Гермаши требуется, чтобы разстояше отъ наружной поверхности трубы до дерева было не менее 15 см. Въ Австрш требуется, кроме того, облицовка внутренней поверхности трубы черепицей, для перебивки швовъ между кирпичами.
5) Иногда выгоднее положить надъ двумя смежными пролетами (чер. I, листъ Такая балка носить назваше неразр'Ь
Чер. 465.
12 М и JV), одну общую балку ЪЪ. зной.
Въ фабричныхъ и заводскихъ здан!яхъ, въ виду значительныхъ про-летовъ, вдоль помЪщешй ставятся ряды колоннъ или столбовъ (чер. 2, листъ 12), на которые располагается продольный брусъ, служащш опорой для главныхъ поперечныхъ балокъ (а, а). Такъ какъ на фабрикахъ свЪтъ имЪетъ огромное значеше, то оконныя отверспя подымаютъ почти до самаго потолка/что требуетъ расположешя балокъ ниже уровня перемычекъ. Въ такихъ случаяхъ главный балки размещаются посредине простенковъ, на разстоянш около 1% сажени одна отъ другой (чер. 2, л. 12), а между ними, на взаимномъ разстоянш около i арш., помещаются второстепенный балки (5, 5), которыя врубаются въ главную балку, какъ показано на (чер. 465), т.-е. устраиваются наклонный гнезда и поперечный балки вводятся въ распоръ. Поверхъ балокъ настилается поперекъ и вдоль здашя половая настилка; первая изъ 21/, дюймовыхъ, а вторая изъ дюймовыхъ досокъ.
382
6) Заделка концовъ балокъ. Концы деревянныхъ балокъ заделываются въ каменныя стены вообще на величину, равную ея высоте, во всякомъ случае не менее 6 вершковъ. Въ деревянныхъ строешяхъ балки врубаются въ венцы лапой. Въ томъ и въ другомъ случае заделка концовъ не можетъ быть признана совершенно неподвижной, поэтому балки всегда расчитываются, какъ свободно лежапця на опорахъ.
7) Такъ какъ при возведеши каменныхъ зданш балки служатъ одновременно и для внутреннихъ подмостей, то оне и укладываются по мере возведешя этажей; такой пр!емъ хотя и представляетъ несомненную выгоду, сокращая расходы на постройку лесовъ, но съ другой стороны, концы балокъ, введенные въ сырую кладку, быстро загниваютъ. Въ нашемъ климате, кроме того, глубокая заделка балокъ, въ особенности въ тон-кихъ наружныхъ стенахъ, влечетъ за собой промерзаше стенъ, а отъ этого концы балокъ преютъ и холодный воздухъ проникаетъ въ комнаты сквозь щели, образующая кругомъ балокъ при ихъ усыхаши. Въ свою очередь и комнатный воздухъ, попадая на холодный конецъ балки, конденси-руетъ влагу и способствуетъ загнивашю.
Для сохранешя концовъ деревянныхъ балокъ, заделанныхъ въ каменныя стены, применяется осмолка концовъ ихъ густой смолой и оберты-ваше войлокомъ. Средство это хотя и предохраняетъ дерево отъ действ!я внешней сырости, но въ то же самое время нередко служитъ причиной быстраго его сгнивашя на томъ основаши, что замазывая все поры, отни-маютъ возможность къ его высыхашю. Точно такъ же не можетъ быть рекомендованъ способъ обшивки концовъ досками, такъ какъ доски, хотя и сохраняютъ балки, но сами быстро сгниваютъ и влекутъ за собой неправильную осадку балокъ, а иногда и самой кладки. Кроме того, ящики эти отнимаютъ слишкомъ много места и сильно ослабляютъ кладку стены,
Какъ лучшш способъ можетъ быть рокомендованъ следующш (чер. 466, 467 и 468): въ стене оставляется гнездо вершка 3 шире балки и на г1/* длиннее, въ которое вводится ея конецъ, располагаемый на смоленой, предварительно хорошо высушенной подкладке. Когда балка уложена, то ее обкладываютъ съ боковъ и сзади сухимъ кирпичемъ (а, а); сверху же оставляется пустота, которая тоже впоследствш закладывается сухимъ кирпичемъ. Этотъ способъ можно применять и оставляя кругомъ балки только одну пустоту въ 3/i вершка. Когда здаше выведено и приступаютъ къ чистой отделке его, тогда заделываютъ эту пустоту. Последшй способъ требуетъ меньшей ширины гнезда.
Обыкновенно предполагаютъ, что давлеше отъ балокъ передается на стену равномерно; но это не верно, такъ какъ балки могутъ быть подвержены не одинаковой, а иногда и случайной временной нагрузке. Поэтому весьма полезно подъ балки класть, вместо отдельныхъ подкладокъ, общш прогонъ деревянный или металлическш. Но для этого требуется оставлять въ стене горизонтальную борозду, что несомненно ослабляетъ стену, поэтому тагае прогоны (мауерлаты) допускаются лишь въ томъ случае, если стена имеетъ обрезъ по крайней мере шириною въ 3 вершка. Во всякомъ случае, для равномерной передачи давлешя отъ концовъ балки
383
на кирпичную кладку, необходимо располагать деревянныя, смоляныя под
кладки.
Для того, чтобы балки служили BM-fecrfe съ ттЬмъ поперечными связями для продольныхъ стЬнъ строешя, а также для бол-fee прочнаго укр-Ьплешя концовъ, къ посл-Ьднимъ прикр-Ьпляютъ жел-Ьзные якори или, такъ называемый, анкера (чер. 466, 467 и 468). Эти укр-Ьплешя должны быть сделаны такъ, чтобы при перем-feH-fe балки не нужно было повреждать якорей. Чтобы захватить больше каменной кладки, анкерные пироны часто пропускают до наружной поверхности сттЬны, и имъ придаютъ формы розе-
токъ или видъ орнамента.
Длина пирона не должна
Чер. 466.
железа шириною отъ 2 до 3
Чер. 467.
быть меньше 12вершковъ.
Употреблеше анке-ровъ для жилыхъ строенш имеетъ то неудобство, что они, какъ хорошш проводникъ холода, охла-ждаютъ конецъ балки и этимъ способствуютъ образованно сырости, отчего концы балокъ обыкно-
венно скоро загниваютъ. Для избЪжашя этого можно якоря прикреплять не къ са-мимъ балкамъ, а къ ригелямъ, соединяю-щимъ двЪ балки между собою.
Въ виду случайныхъ и неопредЪлен-ныхъ усилш, которымъ могутъ подвергаться анкера, размеры ихъ не могутъ быть точно определены расчетомъ. Обы-
кновенно ихъ делаютъ изъ полосового
д., а толщиною отъ % Д° Va Д*
§ 49.
с) Заполнение промежутковъ между деревянными балками. Если бы мы устроили потолокъ, состояний только изъ балокъ и поверхъ ихъ дос-чатой настилки, то тепло и звукъ совершенно свободно проникали бы изъ этажа въ этажъ. Такая конструкщя допустима лишь для нежилыхъ строенш. Въ здашяхъ жилыхъ какъ между-этажныя покрыпя, такъ и чердачныя д. б. устроены насколько возможно непроницаемыми: первыя—для передачи тепла и звука, а вторыя—для передачи тепла. Кроме того, между-этажныя покрьтя д. б. непроницаемы для жидкости. Именно эти цели лежатъ въ основашй всехъ способовъ устройства заполнешй между деревянными балками.
Самое простое чердачное покрыпе жилого строешя можетъ состоять изъ сплошной настилки поверхъ балокъ досками, пластинами или тонкими
384
бревнами (накатникомъ). На чер. 4, листъ 12, показанъ поперечный раз-рЪзъ (Л) и продольный (В) такого покрьтя съ показашемъ настилки: а—изъ пластинъ, сплоченныхъ по длин'Ь четвертью, и 5—изъ накатника, отесаннаго на два канта и сплоченнаго въ пазъ.
Если потолокъ служитъ для жилаго пом'Ьщешя, то поверхъ наката или пластинъ устраивается смазка, которая делается следующимъ образомъ: d) все неровности заглаживаются глиной, при чемъ, такъ какъ она при высыханш трескается, то трещины нисколько разъ замазываются глиной, смешанной съ пескомъ. Вместо глины лучше употреблять для той же Ц’Ьли алебастровый растворъ. Такъ какъ гипсъ при затвердНЬванш увеличивается въ объема, то онъ плотно заполнитъ все щели и неровности. 5) Сверхъ смазки наносится слой дурного проводника тепла, толщина котораго зависитъ отъ употребляемаго для этого материала. Всякш сыпучш матер!алъ, до известной степени, пригоденъ для этой цели, какъ-то: песокъ, сухая легкая земля, древесныя опилки, торфяная мелочь и проч., при этомъ вещества легюя и несгораемый или невоспламеняемый и лищенныя орга-ническихъ примесей, предпочитаются. Для чердачнаго покрьтя сыпучее матер!алы неудобны потому, что они пылятъ и по нимъ неудобно ходить. Для чердаковъ, въ особенности для наклонныхъ частей покрьтя, слон дурного проводника делается изъ смеси опилокъ съ алебастромъ (% шапки жидкаго алебастроваго раствора на 3 шайки опилокъ); при этомъ 2-хъ вершковый слой совершенно достаточенъ. Для той же ц'Ьли устилаютъ чердакъ кирпичемъ половнякомъ плашмя на глине; но этотъ способъ хотя и пред-охраняетъ отъ воспламенешя деревянный накатъ во время пожара, представляетъ, однако, довольно грузную смазку (около 30 пудовъ на кв. саж.).
Весьма удобный матер!алъ для изолящоннаго слоя на чердаке представляютъ пробковыя плиты, обладаюпця весьма малой теплопроводностью (коэффищентъ последней—0,007) и незначительнымъ весомъ. Удельный в'Ьсъ плитокъ равенъ 0,23. Матер1алъ этотъ очень дорогъ, что и препят-ствуетъ его распространешю. Ниже будутъ указаны более подробно различный материалы для изоляцш потолочныхъ покрытш.
§ 50.
d) Междуэтажный покрьтя въ жилыхъ етроешяхъ, соответственно своему назначешю, имеютъ более сложную конструкщю, заключая въ себе потолокъ, чистый полъ и матер{алы, служапце для сопротивлешя прониканию тепла и звука и непроницаемые для жидкости.
Въ жилыхъ етроешяхъ чистый полъ обыкновенно не настилается непосредственно на балки, а первоначально располагаются переводы и^и делается подрешетка изъ тонкихъ бревенъ подъ щитовый паркетный полъ. Переводы кладутся на разстоянш не более I1 /2 аршинъ одинъ отъ другого; подрешетка же делается, располагая переводы вдоль и поперекъ, на разстоянш ровно въ i аршинъ одинъ отъ другого и врубая ихъ другъ въ друга въ 72 дерева; получается деревянная решетка, лежащая на бал-кахъ. Паркетный щитъ, имЪютщй 2 аршина въ стороне квадрата, уклады
385
вается какъ разъ надъ четырьмя отверспями этой решетки (см. статью о паркетныхъ полахъ).
Черный полъ или накатъ служитъ для поддержашя смазки и помещается между балками. Онъ можетъ располагаться: х) на черепичныхъ брускахъ, имеющихъ въ поперечномъ сЪчеши около i кв. в. (чер. 469) и прибитыхъ, черезъ каждые 6 вершковъ, гвоздями вдоль балки; 2) на оста-
Чер. 469-
Чер. 47°*
вленныхъ въ балке черепахъ (четвертяхъ) чер. 470 и 3) входить въ пазы, вырубленные вдоль балки въ средней ея части, соответствующей нейтральной оси, а следов, не принимающей учаспе въ сопротивлеши изгибу (чер. 471, 472)-
На чертеже 5, листъ 12, представленъ поперечный (Л) и продольный (В) разрезы наиболее распространенной въ Москве конструкщи между-этажнаго деревяннаго покрьтя. Здесь пластинный накатъ, сплоченный по длине въ четверть, лежитъ концами на брускахъ, прибитыхъ въ уровень съ нижнею поверхностью балокъ.
Снизу такой накатъ вместе съ балками представляетъ одну горизонтальную плоскость, обыкновенно оштукатуренную по войлоку или по соло-
Чер. 472.
меннымъ матамъ, подбитыми дранью или же по тростниковой ткани. Солома и тростникъ предпочитаются войлоку, нередко весьма загрязненному и даже носящему' въ себе споры заразныхъ болезней. Кроме того, войлокъ представляетъ весьма благопр!ятную среду для развипя моли.
Сверхъ балокъ расположены переводы К, К изъ тонкихъ бревенъ, отесанныхъ на два канта. Эти переводы необходимы для подготовки совершенно горизонтальной поверхности для чистаго пола и уменыпешя проле-товъ, надъ которыми онъ настланъ. Если чистый полъ состоитъ изъ паркета, то взаменъ переводовъ устраивается подрешетка.
Неровности чернаго пола выравниваютъ алебастромъ или глиной, а сверхъ нее насыпаютъ дурной проводникъ тепла (р). Весь грузъ чистаго пола и временной нагрузки передается на балки; черный же полъ несетъ 25
386
только грузъ смазки. Пластины въ подобныхъ случаяхъ представляютъ-дешевый и вполне целесообразный матер!алъ.
Такая конструкщя, довольно хорошо удовлетворяя требовашямъ малой теплопроводности, не вполне отвечаетъ, однако, услов!ямъ наименьшей звукопроводности и непроницаемости для жидкости.
Чтобы избежать звукопроводности, необходимо прежде всего не допускать по толщине покрьтя непрерывно соприкасающихся другъ съ другомъ деревянныхъ частей, а разделять ихъ перекладками изъ какого-либо другого матер!ала, такъ какъ дерево—самый лучшш проводникъ звука. Въ данномъ случае это требоваше отчасти удовлетворяется подкладками изъ асфальтоваго толя жж, пп (чер. 5) въ два или въ три слоя между балками и переводами, а также между последними и чистымъ поломъ.
Если для засыпки накатовъ служитъ мелкш песокъ, то весъ i кв. саж. такого покрыпя, не считая веса балокъ, выразится равнымъ, приблизительно, въ 120 пудовъ.
§ 51-
е) Смазка и засыпка черныхъ половъ. Мы остановимся несколько подробнее на выборе матер!аловъ для смазки и засыпки накатовъ, такъ какъ это представляетъ для жилыхъ строенш особенную важность, какъ въ-смысле непромокаемости, непроницаемости для звука и тепла, такъ точно и въ гийеническомъ отношеши. Загрязненная засыпка черныхъ половъ влечетъ за собой болезни жильцовъ и быстрое сгниваше всехъ деревянныхъ частей.
Чистый, м е л к i й песокъ, для этой цели представляетъ очень хорошш матер!алъ. Обладая весьма незначительной тепло- и звукопроводностью онъ вместе съ темъ одинъ изъ наиболее гипеническихъ MaTepia-ловъ. Главные недостатки его заключаются въ значительномъ весе единицы объема и въ томъ, что онъ пылить. Крупный песокъ меньше пригоденъ, такъ какъ его весъ больше.
Но не везде можно иметь достаточно мелкш и чистый песокъ, поэтому въ городахъ его обыкновенно съ ббльшей выгодой заменяютъ просеяннымъ строительнымъ мусоромъ отъ разборки старыхъ строенш. Этотъ почти ничего не стоюшдй матер!алъ легче самаго мелкаго песку и также дурно проводить тепло и звукъ. Но при всемъ этомъ онъ обладаетъ круп-нымъ гипеническимъ недоста.ткомъ, такъ какъ содержитъ въ себе различ-наго рода загрязнешя, накопивппяся годами въ старомъ строенш, зародыши растительныхъ и животныхъ паразитовъ, а можетъ быть и болезней и т. п.; все это вместе съ мусоромъ переносится въ новое здаше.
Въ одинаковой степени не желательна, более всего у насъ распространенная, засыпка накатовъ растительной землей, хотя бы и сухой, такъ какъ въ ней тоже содержится много органическихъ, способныхъ къ раз-ложешю примесей. Изследовашя профессора Эммериха въ Мюнхене доказали весь вредъ подобнаго рода матер!аловъ, а профессоръ Нуссбаумъ
387
(Das Wohnhaus, стр. 658) считаетъ необходимымъ запретить ихъ употре-блеше законодательнымъ путемъ.
Все сказанное нисколько не относится къ строительному мусору, остающемуся при постройке новыхъ строен!й. Онъ точно такъ же состоитъ изъ песку, извести, мелкихъ частицъ кирпича и т. п. и обла-даетъ ничтожной теплопроводностью; но разница въ томъ, что эта смесь ни ч'Ьмъ не загрязнена.
Дробленый каменно-угольный шлакъ представляетъ легкш и дурно проводящш тепло и звукъ матер!алъ и былъ бы однимъ изъ луч-шихъ матер!аловъ для засыпки межпотолочныхъ пространствъ, если бы не обладалъ въ такой степени гигроскопичностью и не содержалъ бы солей кал!я. ПослЪдтя, вместе съ гигроскопической влагой, которую шлакъ упорно удерживаетъ, представляетъ, по Robert Hartig, очень благопр!ят-ную среду для развипя нЪкоторыхъ грибковъ и паразитовъ, уничтожаю-щихъ дерево.
Измельченный или гранулированный шлакъ доменныхъ печей, получаемый, какъ известно, въ виде крупнаго песка путемъ Д'Ьй-ств!я струи холодной воды на расплавленную массу шлаковъ, совершенно чистъ и для засыпки потолковъ вполне пригоденъ.
Такое же назначеше можетъ иметь и, такъ называемая, шлаковая шерсть, получаемая дЪйств!емъ сильнаго дутья воздуха на струю, выте-кающихъ изъ домны, расплавленныхъ шлаковъ; при этомъ получается масса, состоящая изъ тонкихъ стеклянныхъ волокнъ, обладающая ничтожной тепло- и звукопроводностью.
Такое заполнеше безусловно лишено всякихъ органическихъ примесей, но, по словамъ профессора Нуссбаума, можетъ обнаруживать Henpi-ятный запахъ, если содержитъ сернокислую известь, которая отъ дЪй-ств!я сырости и углекислоты воздуха, освобождаетъ, хотя въ очень незна-чительномъ количестве, сернистый водородъ; не следуетъ, однако, забывать: i) что шлаковая шерсть применяется въ совершенно сухомъ состоянш, то-есть неблагопр!ятномъ для разложеюя серно-кислой извести; 2) что примесь последней можетъ быть лишь въ томъ случае, если употребляемый каменный уголь содержитъ серу, и, наконецъ, 3) что шлаковую шерсть, передъ употреблешемъ ея въ дело, можно оставить некоторое время пролежать на открытомъ воздухе, тогда она совершенно лишается этого недостатка.
Торфяная мелочь, торфяной порошокъ, сфагнумъ (болотный торфъ), какъ матер!алы незначительнаго веса и обладающее плохой тепло- и звукопроводностью могутъ быть съ успехомъ применяемы для засыпки подпольныхъ пространствъ въ междуэтажныхъ покрыпяхъ. Широкое распространено торфа въ нашемъ отечестве, а также и незначительная стоимость, целаютъ его доступнымъ для самой экономной стройки.
Торфъ, а въ особенности сфагнумъ, не только сами по себе не вредны въ гийеническомъ отношенш, но даже могутъ служить, какъ хорошее де-зинфикщонное средство противъ гшешя и вообще заразныхъ началъ.
Недостатки торфянаго вещества заключаются, во - первыхъ, въ его
25*
388
гигроскопичности, и разъ впитавшаяся влага—съ трудомъ его оставляетъ. Въ такомъ состояши торфъ можетъ способствовать развипю грибка, вредно дЪйствующаго на дерево. Этотъ фактъ, впрочемъ, еще не вполне доказанъ; наоборотъ, есть примеры совершенно безвреднаго пребывашя торфа между двумя деревянными обшивками въ продолжены десятковъ л'Ьтъ.
Второй недостатокъ торфа гораздо существеннее—торфъ принадлежитъ къ числу горючихъ матер!аловъ, поэтому онъ во всЪхъ отношешяхъ цЪле-сообразенъ лишь для покрыпй, въ которыхъ дерево совершенно отсут-ствуетъ.
Профессоръ Нуссбаумъ пробовалъ пропитывать торфяную мелочь известковымъ молокомъ съ цЪлью сдЪлать ее невоспламеняемой, но хотя его лабораторные опыты и увенчались полнымъ успЪхомъ, примЪнеше же на практике этого способа оказалось настолько неудобнымъ и затруднитель-нымъ, что приходится отъ него отказаться.
Однимъ изъ лучшихъ матер!аловъ для засыпки накатовъ является инфузорная земля (трепелъ, кизельгуръ), о которой было уже сказано выше при описаши покрыпй изъ трепельнаго кирпича.
Инфузорная земля невоспламеняема и несгораема. Заключая въ себе массу воздуха, она очень легка: i кубичесюй метръ веситъ около 430 кг., тогда какъ даже самый мелкш песокъ веситъ отъ 1600 до 2000 кг. i куб. метръ. Теплопроводность этого матер!ала на ю—12% меньше чЪмъ золы; онъ сильно задерживаетъ звукъ и въ своемъ естественномъ виде, безъ всякаго прокаливашя—совершенно чистъ и не содержитъ никакихъ орга-ническихъ примесей.
D-r R. Koch (известный бактеорологъ) производилъ целый рядъ опы-товъ и нашелъ, что въ i куб. см. инфузорной земли можно встретить лишь 3—4 бактерш.
При смЪшеши этого матер!ала съ питательнымъ бульономъ, заражен-нымъ холерными, тифозными и гнойными бациллами—первыя погибали тот-часъ же, а вторыя и третьи на восьмой день после замешивашя.
Что касается способности впитывать въ себя влагу, то по опытамъ того же ученаго, мы имеемъ слЪдуюшдя данныя, показывающая содержаше воды въ процентахъ, какъ инфузорной земли, такъ и другихъ мате-р!аловъ:
Кизель- Строит, о Сухой гуръ. мусоръ. песокъ.
Въ состояши естеств. влажности . 7,6 1,7 1,13 0,13
Смоченный до насыщешя .... 223 27 86,5 17,5
Изъ этой таблицы можно заключить, что кизельгуръ будетъ оставаться совершенно сухимъ при такихъ услов!яхъ, при которыхъ другой сыпучш матер!алъ, какъ, напримеръ, песокъ, насквозь пропитается водой.
Это явлеше, а также и медленность процесса пропитывашя водой, происходитъ благодаря пористости инфузорной земли, въ которой объемъ промежутковъ равенъ 86°/0; поэтому сухая инфузорная земля можетъ служить хорошимъ высушивающимъ средствомъ для техъ частей строенш, которыя ее окружаютъ, то-есть балокъ, накатовъ, половъ и проч.
389
Сравнительный испыташя теплопроводности сыпучихъ матер!аловъ, употребляемыхъ для засыпки подполья, D-r Koch производилъ слЪдующимъ образомъ: жел'Ьзная трубка, наполненная водой, нагрФтой до 45° С, вставлялась' въ другую такую же трубку болыпаго Д1аметра такъ, что между первой и второй оставалось кольцеобразное пространство, шириною въ 2 см., которое и заполнялось испытуемымъ матер!аломъ, при этомъ въ теченш II м. вода охладилась:
Въ трубк'Ь съ: Кизельгуромъ, стр. мусоромъ, золой, пескомъ, воздух.
Д° 39е 33,3° 35,8° 34,3° 37,2°
Такимъ образомъ и въ этомъ отношены инфузорная земля даетъ результаты наиболее благопр!ятные.
Кизельнуръ применяется въ его естественномъ видЪ, частью распавшимся въ тонкы порошокъ, частью въ видЪ крупинокъ и насыпается на черный 1накатъ, предварительно залитый алебастромъ, слоемъ около 2 дюймовъ.
Пробковые обрЪзки или стружки, какъ отбросы напробковыхъ заводахъ, представляютъ незначительную стоимость и, какъ дурной про-
воднихъ тепла и звука, весьма пригодны для засыпки потолочныхъ нака-товъ. Чтобы уменьшить воспламеняемость, пробковые обрЪзки мЪшаютъ съ
известковымъ растворомъ и наносятъ на поверхность наката слоемъ около 4—5 дюймовъ.
Такое же примЪнеше имЪютъ и древесный опилки, которыя тоже смЪшиваются съ алебастромъ или известью (какъ это было указано выше, стр. 384).
Въ заключеше скажемъ, что при всемъ внимаши и осторожности строителя, есть услов!я, которыя всякую смазку и засыпку способны сдЪлать вредной, носящей въ себе заразу, независимо отъ матер!ала, изъ котораго состоитъ эта засыпка. Эти неблагопр!ятныя и, къ сожалЪшю, почти неизбЪжныя услов!я заключаются въ загрязнен!и междуэтажнаго заполнешя рабочими во время производства работъ не только мочей, но и фекальными массами.
Ни увтЬщашя, ни угрозы, ни штрафы въ этомъ отношены не при-носятъ никакой пользы, въ особенности при постройка многоэтажныхъ здашй.
Какъ меры, противодЪйствуюшдя этому злу, указываются: i) какъ можно скорей устраивать людсюе ретирады, не уничтожая отдельно устро-енныхъ и достаточно просторныхъ ретирадъ на дворе; 2) ставить въ эта-
жахъ временныя выносныя бадьи, какъ писсуары, и 3) устраивать смазку
и насыпку изолящоннаго слоя одновременно съ настилкой чистаго пола, чтобы засыпка наката не оставалась открытой.
ПослЪднш пр!емъ можетъ быть выполненъ лишь при условы совер-
шенной сухости матер!аловъ для смазки и засыпки (инфузорная земля, пробковая стружка, сухая торфяная мелочь, просеянный строительный му-соръ и т. п.). Замечено между прочимъ, что чЪмъ ценнее засыпанный матер!алъ, тЪмъ меньше случаевъ его загрязнешя рабочими.
390
На чер. 6, листъ 12 представленъ потолокъ другого типа сравнительно съ предшествовавшимъ. Здесь мы видимъ, что деревянный лаги К, К, служащая основашемъ для чистаго пола, погружены въ песокъ и расположены близъ главныхъ балокъ, съ целью передать нагрузку на концы досчатаго наката, лежащаго на брускахъ ж, т. Непроницаемость потолка для жидкости достигается покрыпемъ наката и балокъ асфальтовымъ толемъ.
Чистый полъ состоитъ изъ тесоваго настила, служащаго подготовкой для дубоваго паркета (такъ называемаго „Спещала") въ виде дубовыхъ фанеръ толщиною отъ 72 до 3/< дюйма. Фанеры или прибиваются къ тесу шпильками, сплачиваясь одна съ другой посредствомъ гребня и шпунта или сажаются въ слой асфальтовой мастики.
Снизу потолокъ подшитъ тесомъ (чер. 6, л. 12), подбитъ соломеннымъ матомъ и оштукатуренъ.
Описанный потолокъ, хотя и принадлежитъ къ типу сгораемыхъ, удо-влетворяетъ, однако, всемъ остальнымъ требовашямъ междуэтажныхъ покрьтй для жилыхъ здашй. Въ немъ достигается: i) теплонепроницае-мость слоями дерева, въ виде тесовой подшивки, чернаго пола, тесовой настилки по лагамъ и выстилки дубовой фанеры, слоемъ штукатурки и соломенныхъ матовъ, воздушной прослойкой, слоемъ асфальто-ваго толя и, наконецъ, слоемъ песку; 2) звуконепроницаемость отд4> лешемъ дерева чистаго пола отъ всей остальной конструкщи, песча-нымъ слоемъ и прослойкой толя; 3) непроницаемость для воды достигается той же прослойкой ас-фальтоваго толя.
Требоваше гипены удовлетворяется употреблешемъ матер!аловъ совершенно лишенныхъ органиче-скихъ примесей или какихъ - либо загрязнешй.
Принимая во внимаше, что таюя покрьтя слоемъ штукатурки защищены до известной степени и отъ воспламенешя, ихъ можно рекомендовать, какъ одну изъ лучшихъ конструкщй.
Примочат. ВзамЪнъ тесовой выстилки по лагамъ КК (чер. 6, листъ 12), еще удобнее и целесообразнее располагать на песокъ или строительный мусоръ—слой асфальтовой мастики, а въ него сажать дубовый фанеры, располагаемый „въ елку“, какъ показано на чертеже 473 (въ вертикальн. разрезе Л и въ плане В),
Здесь фанеры, стыкаясь другъ съ другомъ, образуютъ шпунтъ въ виде лапы, заполненной асфальтомъ, что крепко удерживаетъ фанеру.
391
На чер. 7, листъ 12, представленъ поперечный разрЪзъ потолка, въ «которомъ звуконепроницаемость достигается введешемъ между главными балками (а, а), промежуточныхъ, более тонкихъ балокъ 6, поддерживаю-щихъ только тесовую подшивку и штукатурку, то-есть грузъ, равный приблизительно io пуд. на кв. саж., весь же остальной грузъ, какъ чернаго, такъ и чистаго половъ, а также смазки и временной нагрузки передается на главныя балки значительно ббльшаго поперечнаго сЪчешя. Сверхъ балокъ расположены переводы, по нимъ настланъ тёсъ, а затемъ слой асфальтовой мастики и дубовой фанеры или же прямо по переводамъ простой щитовый полъ.
Такъ какъ въ этой конструкщи на слой засыпки чернаго пола не передается никакого груза, то это засыпка можетъ состоять вместо песка или строительнаго мусора—изъ более легкаго матер!ала, какъ наприм’Ьръ, инфузорной земли, золы, торфа и т. п., что даетъ возможность устройства наката изъ тонкаго теса и этимъ весь потолокъ сделать значительно легче.
Изъ приведеннаго краткаго описашя *), какъ несгораемыхъ такъ и деревянныхъ потолочныхъ покрыпй, можно видеть, что современная техника располагаетъ въ настоящее время довольно разнообразнымъ строи-тельнымъ матер!аломъ, пользуясь которымъ, можно устроить эти, весьма важныя части жилыхъ строенш, вполне цЪлесеобразно.
Къ сожал'Ьшю на практике, въ большинстве случаевъ, мы видимъ лишь шаблонные пр!емы давно отставппе отъ современной науки и далеко неудовлетворяющие даже самымъ элементарнымъ требовашямъ. Въ особенности по отношешю къ деревяннымъ покрыпямъ, наиболее распростра-неннымъ.
При постройке обывательскихъ домовъ преобладаетъ торопливость, желание, какъ можно скорей выстроить, при чемъ нЪтъ времени подумать о рацюнальной конструкщи частей здашй; лишь бы не задержать работу. Очевидно, что такое производство работъ ненормально и ведетъ не къ прогрессу архитектурной техники, а къ ея упадку.
§ 52.
f) Внешняя отделка потолковъ. Что касается внешней художественной отделки поверхности потолковъ, то она можетъ быть очень разнообразна.
Вообще говоря, гладко оштукатуренные потолки, скрываюпце всю конструкщю покрыпя, представляютъ довольно скучный, однообразный видъ и вмЪстЪ съ тЪмъ видъ не внушаюшдй уверенности въ прочности и устойчивости этого потолка. Невольно долженъ являться вопросъ: чЪмъ и какъ держится это плоское покрыпе, по внешности похожее на каменное? Достаточно ли оно прочно? Но, привычка, а главное, уверенность, что за этимъ слоемъ штукатурки или за обшивкой, скрывается конструкщя вполне
*) Подробности можно найти во многихъ сочинен!яхъ, такъ напр.: „Термокинетика"—П. Сальмановича; das Wohnhaus Chr. Nussbaum; Handbuch der Architectur— Raumbegrenzende Constructionen. 2 B. 3 Heft., и проч.
392 соответствующая услов!ямъ устойчивости и прочности, отгоняютъ всякое опасеше.
Въ прежнее время, какъ заграницей, такъ и у насъ въ старину, потолки строились съ совершенно открытой конструкщей. Въ домахъ съ богатой отделкой это применяется и теперь, при чемъ конструкщя все-таки маскируется филенками, ложными второстепенными балками, галтелями и проч.
Можно оставить потолокъ въ совершенно открытомъ виде нисколько не меняя его конструкцш, не вводя лишь подшивки и украшая несколько его части. Такъ, на чер. 8, листе 12, показанъ въ разрезе такой потолокъ, безъ подшивки, въ которомъ нижшя поверхности открытыхъ балокъ украшены галтелями, а досчатый, чисто оструганный, накатъ обло-женъ деревянными калевками и богетомъ.—Во всемъ остальномъ, конструкщя остается та же самая, что и предшествовавшихъ типовъ, разница лишь въ томъ, что досчатая настилка подъ дубовый полъ, расположена не на переводахъ (чер. 5 и 7, листъ 12), а прибита къ подкладкамъ К, К. лежа-щимъ поверхъ балокъ на прослойкахъ изъ асфальтоваго толя.—Такое устройство возможно при разстоянш между осями балокъ не более i1/, арш. и половой настилки подъ паркетъ не изъ теса, а изъ досокъ толщиною тУд в.
Нижняя, открытая поверхность потолка можетъ быть покрыта лакомъ, окрашена масленой краской подъ дубъ или орехъ или же разделана ри-сункомъ и разными колерами (потолки въ русскомъ стиле).
Украшеше оштукатуренныхъ потолковъ можетъ быть достигнуто раз-делешемъ ихъ различными тягами, въ виде фальшивыхъ балокъ, кессонами, выступами и проч., вообще путемъ подражашя (имитащи) деревянному открытому потолку, а также украшены лепною работою и живописью. Для последней въ особенности удобны открытый горизонтальный поверхности (плафоны).
§ 53.
Чистые полы, а) Переходя къ описашю чистыхъ половъ, прежде всего укажемъ на те услов!я, которымъ они должны удовлетворять:
i) Поверхность всякаго пола должна быть горизонтальна, какъ наиболее удобная для ходьбы.
2) Полъ долженъ стойко сопротивляться стирашю; отъ этого зависитъ его долговечность и красивый, опрятный видъ.
3) Онъ долженъ быть безъ щелей, не впитывать и не пропускать воду, а также не пропускать пыли. Весьма важна въ гипеническомъ отношенш возможность промывашя пола водой или натирашя воскомъ.
4) Поверхность пола должна быть гладкая, но не настолько, чтобы была опасность поскользнуться.
5) Для жилыхъ домовъ полъ долженъ состоять изъ матер!аловъ, дурно проводящихъ тепло, въ особенности въ техъ помещешяхъ, где люди ра-ботаютъ или пребываютъ долгое время въ сидячемъ или стоячемъ поло-женш, безъ ходьбы, напр., въ церквахъ, театрахъ, классахъ, конторахъ,
393
присутственныхъ местахъ, частныхъ квартирахъ и проч. Наоборотъ, въ коридорахъ, вестибюляхъ, лЪстницахъ и проч.—это требоваше не имеетъ значешя. ПримЪромъ совершенно нецелесообразнаго въ этомъ отношенш пола можетъ служить полъ изъ чугунныхъ или железныхъ плитъ, какъ это можно еще встретить и теперь въ н'Ькоторыхъ старинныхъ церквахъ и общественныхъ здашяхъ. Таше полы, а къ нимъ надо причислить и каменные, даже при температуре выше комнатной, даютъ впечатлите совершенно холодной поверхности и служатъ причиною простуды ногъ, ревматизма и т. п.
Наконецъ, 6) полы должны удовлетворять общимъ требовашямъ, на основаши которыхъ несгораемые матер!алы предпочитаются.
Къ сожалЪшю, надо сознаться, что ни одинъ изъ имеющихся въ на-шемъ распоряжеши строительныхъ матер!аловъ не отв'Ьчаютъ вполне выше-приведеннымъ требовашямъ.
Во всякомъ случае сл^дуетъ предпочитать те изъ нихъ, которые наиболее приближаются, при достаточной прочности, къ требовашямъ гипены.
По матер!алу чистые полы можно разделить на три рода: i) деревянные, 2) каменные, главнымъ образомъ изъ искусствен наго камня, и 3) полы изъ разныхъ см'Ьшанныхъ матер!аловъ.
Ь) Деревянные чистые полы. Хотя деревянные полы и сгораемы, но они имеютъ такъ много достоинствъ и удобствъ сравнительно со всеми другими родами половъ, что до сихъ поръ ихъ распространеше самое обширное. Дерево обладаетъ упругостью, дурно проводитъ тепло, очень теплоемко, хорошо сопротивляется стирашю, въ особенности некоторые его сорта, даетъ возможность иметь значительныя поверхности безъ со-пряженш и хорошо принимаетъ окраску и натирку воскомъ. Кроме того, оно легко обрабатывается въ различный формы и даетъ самый красивый и, такъ сказать, пр!ятный полъ. Рядомъ съ этимъ можно указать на весьма важный недостатокъ дерева, какъ матер!ала для чистыхъ половъ, а именно: подъ вл!яшемъ сырости и сухости оно то разбухает ъ, то усы хает ъ, въ особенности въ направлеши перпендикулярномъ къ волокнамъ, вслЪд-ств1е чего полъ получаетъ трещины и делается проницаемымъ и для пыли, и для воды.
Для избЪжашя этого недостатка полы должны быть сделаны изъ су-хаго леса, зашпатлеваны и окрашены масляной краской или покрыты горячей олифой. Дубовые полы, паркеты, натираются воскомъ.
Простой дощатый настилъ по балкамъ или переводамъ сильно усы-хаетъ и даетъ щели; доски могутъ быть или прифугованы другъ къ другу (чер. 474 а), сполочены въ четверть (Ь) или въ пазъ и шпунтъ (с). Последнее соединеше наиболее прочное и непроницаемое.
Надо заметить, что доски при усушке делаются съ краевъ тоньше, чемъ въ средине, и коробятся по ширине, обращаясь выпуклостью къ сердцевине (чер. 475); поэтому для того, чтобы настилъ былъ по возможности непроницаемъ для воды,—доски следуетъ настилать сердцевиной
394
внизъ; при такомъ настилЪ коробленыя доски будутъ изображать желобки (чер. 475), въ которыхъ вода будетъ задерживаться и постепенно
испаряться.
Чер. 474. Дощатый полъ лучшаго
£ качества получается при упо-
требленш узкихъ и сухихъ до-сокъ, съ выпиленной сердце-виной-
Столярные дощатые полы дЪлаются изъ отдЪльныхъ щ и т о в ъ, состоящихъ изъ 4 — g узкихъ сосновыхъ до-
Чер. 475* сокъ, другъ къ другу прифу-
гованныхъ и склеенныхъ кле-емъ. КромЪ того, доски соединяются шпонками, а щиты другъ съ дру-гомъ—вставными шипами.
При устройств^ такого щитового пола сперва приготовляется и укладывается вокругъ всего помЪщешя, у стЪнъ, дощатая рама.—Рама имЪетъ шпунтъ, въ который вкладываются концы щитовъ, образуя, такимъ образомъ, гребень.
Щиты располагаются на переводы, но первый годъ еще не пришиваются къ нимъ, чтобы имЪть возможность черезъ годъ, когда появятся щели, сбить щиты и въ образовавшуюся отъ усушки щель ввести, на клею, деревянную рейку.
Затемъ полъ шпатлюется, окрашивается масляной краской и когда просохнетъ, то покрывается англш-Чер. 476. скимъ лакомъ. Собственно лакъ и про-
тиводЪйствуетъ стирашю: какъ только лакъ сотрется, такъ немедленно сходить и окраска.
За последнее время, вместо окраски, на щитовые полы стали наклеивать, обыкновеннымъ клейстеромъ, тонюя бумажный обои (выбирая рису-нокъ подъ дубъ или ясень), которые затЬмъ покрываются, также какъ и крашеные полы, упомянутымъ лакомъ.
Очевидно, что здЪсь слой краски замЪненъ слоемъ бумаги.
Паркетные полы, называемые также штучными, дЪлаются двухъ родовъ: щитовые и такъ называемые „спещалъ". Первые (чер. 476 а и Ь)
им'Ьютъ видъ квадратныхъ щитовъ, разм'Ьровъ 2 арш. въ сторон^ квадрата. Самый щитъ называется фундаментомъ, делается изъ сухого
сосноваго дерева и состоитъ изъ рамы со средникомъ, въ которыхъ вынуты
395
лазы; въ нихъ загоняются узюя доски меньшей толщины, чЪмъ рама. Такимъ образомъ получается правильная плоскость, которую съ внешней поверхности окончательно остругиваютъ особымъ стругомъ, оставляющимъ мелюя борозды. На эту поверхность и наклеиваютъ, различной геометрической формы, фанеры изъ дуба или какого-либо иного твердаго дерева. Щиты располагаются и привинчиваются винтами къ особой подрешетке изъ необрЪзныхъ толстыхъ досокъ или пластинъ, расположенныхъ въ клетку, подъ прямымъ угломъ, въ одной плоскости и на взаимномъ другъ отъ друга разстояши въ i арш. (чер. 476 а). Съ внЪшей стороны рамы фундамента сделаны тоже пазы, въ которые, при соединеши одного щита съ другимъ, вставляются рейки. Уложивъ одну паркетину, въ пазъ вста-вляютъ рейку и пригоняютъ следующую и т. д.
Каждый щитъ привозится на постройку безъ крайнихъ фанеръ (е, е, е...) и когда щиты уложены и прибиты, то недостающая фанеры наклеиваются, и паркетъ получаетъ видъ общей поверхности, которая окончательно выстругивается и затемъ натирается воскомъ.
Въ м’Ьстахъх сопряжешя деревянныхъ половъ со стенами образуется щель, которая закрывается деревянной галтелью, называемой плинту-сомъ. При обыкновенныхъ полахъ плинтуса имеютъ 3" высоты, а при паркетинахъ не более il"/2.
Если между деревяннымъ поломъ и смазкою имеется пустота, то не следуетъ забывать оставлять въ углахъ помещений въ полу неболышя отверспя и закрывать ихъ решетками; это необходимо для провЪтривашя подполья *).
Паркетный полъ несомненно можетъ считаться лучшимъ изъ деревянныхъ половъ, но зато и самымъ дорогимъ. Смотря по рисунку паркета, цена его за квадратную сажень очень различна, начиная отъ 18 руб. и ДО 15° РУ6-
Паркетъ „спещалъ“ представляетъ более дешевую конструкшю ду-боваго пола. Какъ было указано выше (чер. 6, л. 12), для его устройства необходима подготовка въ виде сплошного дощатаго настила изъ сухихъ i1 /« дюймовыхъ досокъ; на немъ располагаютъ и къ нему прибиваются шпильками дубовыя фанеры, въ виде узкихъ и короткихъ прямоугольныхъ дощечекъ (4"\i2) толщиною въ 37« и укладываемыя въ елку (чер. 473 В). Каждая дощечка имеетъ съ одной стороны пазъ, а съ другой—гребень.
„Спещалъ", уложенный по асфальтовой мастике (чер. 473 А и В) имеетъ то преимущество, что даетъ совершенно непроницаемый полъ. Такое устройство наиболее подходящее для несгораемыхъ железо-бетон-ныхъ покрыпй, въ которыхъ основаше для асфальтоваго слоя уже готово въ виде горизонтальной бетонной поверхности.
Весьма важно ращональное устройство половъ въ нижнихъ этажахъ, то-есть расположенныхъ надъ грунтомъ. Въ подобныхъ слу-чаяхъ должны быть приняты меры для сохранешя дерева отъ гшешя.
*) Эти отверспя не нужны лишь въ томъ случай, если засыпкой накатовъ служить пыльный матер!алъ, какъ-то: инфузорная земля, зола, очень мелшй песокъ.
396
Прежде всего надо обратить внимаше на подполье, которое, если не засыпано, то ни въ какомъ случаЪ не должно быть совершенно разобщено съ наружной атмосферой и лишено провЪтривашя. Въ цокол'Ь, во внутреннихъ продольныхъ и поперечныхъ стЬнахъ подполья, должны быть оставлены отверспя въ видЪ отдушинъ, въ наружныхъ стенахъ, на зиму закрываемыхъ двойными крышками, съ промежуткомъ, забитымъ соломой, а на лЪто, съ наступлешемъ первыхъ теплыхъ дней, оставляемыхъ совершенно открытыми до поздней осени, съ цЪлью наибольшаго провЪтрива-шя И'просушивашя подполья.
Устройство самаго пола, если онъ деревянный, дЪлается совершенно такъ же, какъ и междуэтажнаго покрьтя; разница лишь въ томъ, что накатъ кладется „неразрЪзной", поверхъ балокъ; на накатъ располага-ютъ переводы, въ разстоянш i арш. одинъ отъ другого, для настилки щитоваго пола во фризъ или же устраивается подрЪшетка для паркета.
Поверхъ наката дЪлается смазка и насыпается слой дурного проводника.
Изъ подполья, то - есть между грунтомъ и накатомъ, должны быть устроены вытяжки въ печи или въ каналы, проведенные въ толщинЪ внутреннихъ стЪнъ и выходяице сверхъ крыши въ видгЬ трубъ.
Но на практик^ весьма затруднительно достигнуть надлежащей вентилящи подполья и, въ большинства случаевъ, накаты сохраняются не долго; первый ремонтъ, который приходится производить въ зданш, заключается въ замЪнЪ сгнившихъ накатовъ, балокъ и переводовъ подъ полами нижняго этажа. ДЪло въ томъ, что въ плохо провЪтриваемомъ подполь'Ь, какъ бы чисто оно ни было, все же собирается почвенный воздухъ и сырость, что и даетъ главнымъ образомъ благопр!ятныя услов!я для гшешя. Въ особенности это опасно, если дерево имЪетъ споры грибка Merullius lacrimans, при наличности котораго и отсутствш въ подпольи оживленной вентилящи, дерево пропадаетъ въ течете года, а иногда и нЪсколькихъ мЪсяцевъ.
Въ виду всего изложеннаго лучше обходиться совс'Ьмъ безъ подполья, которое лучше засыпать чистымъ сухимъ пескомъ, и на немъ располагать лаги для устройства по нимъ деревяннаго пола какой угодно конструкщи.
На чертежЪ 9, листъ 12, показано устройство пола безъ употреблешя наката, а лишь однихъ переводовъ. Для этого необходимо снять растительный слой земли и засыпать подполье пескомъ. Предполагая возвысить полъ надъ уровнемъ земли по крайней мЪрЪ на 12 вершк., слой песка получается въ SVg вершковъ, следовательно на каждую сажень его потребуется 0,18 куб. саж. ЗатЪмъ, на пескЪ разсыпаютъ и утрамбовываютъ слой то-щаго бетона или строительнаго мусора, на который и укладываются лаги или переводы въ разстоянш i аршина одинъ отъ другого, подложивъ подъ нихъ местами cyxie кирпичи плашмя. Это необходимо для того, чтобы де-ревянныя лаги не прикасались къ сырому бетону.
По лагамъ настилается щитовый полъ во фризъ или настилъ съ дубовой фанерой или же устраивается подр'Ьшетка и дЪлается щитовый паркетный полъ. Въ полу необходимо оставлять продушины (а), и изъ под
__ 397__
полья—вытяжки (6), направленныя или въ печь, или въ особые каналы, заложенные въ толщине внутреннихъ стенъ здашя. Такимъ образомъ въ подполье будетъ всегда теплый воздухъ.
Чтобы избежать совершенно дерева, оставляя лишь дубовую или сосновую фанеру, и достигнуть вместе съ тЪмъ еще большей долговечности пола, по песчаной насыпи устраиваютъ подготовку изъ хорошо утрамбованнаго щебеночнаго бетона, по немъ располагаютъ слой асфальтовой мастики, на которую и накладываютъ, крепко прижимая, дубовую фанеру, какъ это показано на чертеже 473 А и В. Но такой полъ будетъ все-таки несколько холодней (теплопроводнее), чемъ предшествовавшей конструкщи.
Въ гинекологическихъ клинникахъ Московскаго университета полы въ нижнихъ этажахъ устроены почти такъ, какъ показано на чер. 9, листъ 12. Разница лишь въ томъ, что для предотврашешя проникаюя поч-веннаго воздуха въ подполье, поверхъ слоя тощаго бетона, расположенъ асфальтовый слой въ
с) Каменные полы. Устройство половъ изъ плитокъ естествен-наго или искусственнаго камня, напримеръ, изъ мрамора, изъ гончарныхъ или цементныхъ лещадокъ, заключается въ томъ, что на предварительно подготовленномъ и прочно утрамбованномъ основашй изъ тощаго бетона, располагаютъ тонкш слой (около % Д-) цементнаго раствора (составъ i часть цемента, 3 части песку), въ который и вдавливаютъ лещадки.—Если же полъ устраивается на несгораемомъ междуэтажномъ покрыпй, то основаше для него уже имеется въ виде бетоннаго или кирпичнаго свода или желЪзно-бетоннаго покрьтя. Остается только выравнять внешнюю поверхность сводовъ насыпкой песка, строительнаго мусора или тощаго бетона и на немъ основать лещадочный полъ.
Полы выстилаются изъ плитъ, им'Ьющихъ самый разнообразный рису нокъ форму и цвЪтъ.
Недостатки этихъ половъ, какъ уже было указано выше, состоятъ въ ихъ звуко—и теплопроводимости и малой теплоемкости; въ виду же ихъ очень красиваго вида и безспорныхъ достоинствъ, главнымъ образомъ несгораемости, прочности, непроницаемости, применеше ихъ весьма желательно.—Въ последнее время за границей ихъ стали устраивать съ нагрЪвашемъ особыми каналами, по которымъ циркулируетъ горячш воздухъизъ кало-риферовъ. Нагретые до температуры около 30 Со, они не производятъ впе-чатлЪшя холодныхъ половъ, напротивъ, въ такомъ состояши могутъ слут жить даже нагревательной поверхностью для отоплешя помЪщешя. Полъ изъ плитъ „митляхъ“, съ подогревашемъ паровымъ отоплешемъ устро-енъ между прочимъ въ 1896 г. въ Москве въ такъ называемыхъ „Санду-новскихъ баняхъ“, въ помЪщеши бассейна для купанья.
Къ поламъ изъ сплошной несгораемой или невоспламеняемой массы относятся полы цементные, мозаичные, асфальтовые и проч. Мы не будемъ останавливаться на описаши ихъ производства работъ, а скажемъ только, что для всехъ этихъ половъ, во избежаше ихъ неравномерной
398
осадки и появлешя трещинъ, необходимо устройство хорошаго основашя изъ плотно утрамбованнаго слоя (толщиною не менЪе 6—го дошмовъ) изъ тощаго бетона со щебнемъ, а если грунтъ слабъ, то и предварительная насыпка песку.
Главный недостатокъ половъ изъ минеральной массы, ихъ теплопроводимость, вызвалъ новыя изобр'Ьтешя такихъ составовъ, которые, будучи несгораемыми, приближаются по своей малой теплопроводности къ дереву. Такъ за последнее время появились полы изъ ксилолита, naniepo-лита, эфбеолита и проч. Bdb они составляютъ см'Ьсь древесныхъ опилокъ съ различными минеральными веществами: магнез!альнымъ цементомъ (хлоръ—окись кальщя), жидкимъ стекломъ и проч. Практика еще недостаточно выяснила достоинства этихъ половъ.
Ст. 6. Крыши со стропилами.
§ 54.
Крыши. Внешняя поверхность потолочнаго или сводчатаго покрьтя здашя не можетъ оставаться открытой, такъ какъ на ней будетъ задерживаться дождевая вода и снЪгъ; эту поверхность необходимо защитить непроницаемой и непромокаемой оболочкой, которая бы служила надеж-нымъ приспособлешемъ для отвода воды.
Такое приспособлеше называется крышею здан!я и для нЪкото-рыхъ нежилыхъ строешй (пакгаузовъ, сараевъ и проч.) служитъ един-ственнымъ покрьгпемъ здашя. Въ южныхъ странахъ и въ местности, гдЪ дожди рЪдки, крыши могутъ быть плоскими, съ самымъ незначительнымъ уклономъ, но все же состоятъ изъ непроницаемой оболочки. Та Ki я крыши носятъ назваше террасъ и служатъ вмЪстЪ съ тЪмъ какъ открытое пом'Ьщеше ничЪмъ не защищенное или покрытое шатромъ.
Въ нашемъ климат'Ь, наоборотъ, крыши должны имЪть значительные уклоны, обусловливающее быстрый стокъ воды.
Крыши вообще можно разсматривать какъ состояния изъ двухъ главныхъ частей: изъ непроницаемой оболочки, называемой кровлей, и той конструкши, которая принимаетъ на себя грузъ кровли и называется стропилами.
Пространство между кровлей и внешней поверхностью потолочнаго покрьтя называется чердакомъ.
Разсмотримъ первоначально формы крышъ.
Плосюя крыши, въ видЪ .террасъ, устраиваются непосредственно на верхней поверхности потолка или свода; следовательно, чердака не им'Ьютъ.
За последнее время, вмЪстЪ съ распространешемъ бетонно-жел'Ьз-ныхъ горизонтальныхъ покрьтй (о которыхъ было сказано выше) и въ нашемъ умЪренномъ климатЪ стали устраивать таюя же почти горизон-тальныя крыши, состояния въ томъ, что на внешнюю поверхность бетонно-жел'Ьзнаго покрьтя наносятъ непроницаемый слой изъ цемента или асфальта, который и служитъ кровлей. Вся крыша обносится барьеромъ,
26
402
который задерживаетъ воду и такимъ образомъ получается бассейнъ, который зимой превращается въ слой льда, предохраняющш потолокъ отъ быстрой потери тепла. На подобную конструкщю имеются уже нисколько привилегий, какъ-то Wilhelm Schad, Henningsen и друг. Насколько подобный крыши применимы въ нашемъ климате, еще недостаточно обследовано.
Къ типу плоскихъ крышъ относятся и такъ называемый древесно-цементныя кровли. Оне устраиваются на сплошной, съ подъемомъ около 740 отъ пролета, дощатой (платформе) палубе, на которую первоначально насыпаютъ тонюй слой песка (толщиною около 7* д.), а на него располагаютъ 4 слоя бумаги, пропитанной древеснымъ цементомъ. Сверхъ 4-го слоя бумаги (чер. 477), после предварительной смазки древеснымъ цементомъ, насыпаютъ слой мелкаго сухаго песка, толщиною въ 7я Д-J на него располагаютъ слой крупнаго песка въ 3/4 д. и наконецъ слой толщиною въ 1V2 д. крупнаго грав!я, смешаннаго съ глиной или жидкимъ известковымъ растворомъ (около объема всего слоя). На свесахъ крыши (чер. 477), бумагу располагаютъ такъ, чтобы первые три слоя
Чер. 477.
слегка выступали за свесъ крыши, а четвертый слой перекрывалъ ниже-лежашде ряды бумаги; затемъ ряды перегибаются, какъ показано на чер. 477, и прибиваются къ торцамъ палубы гвоздями. Кроме того, бумажная настилка прикрепляется упорными брусками (а), служащими для удержа-шя песчанаго слоя на крыше. Для стока воды въ нижней части брусковъ делаются неболыше вырезы, на разстоянш 6—8 дюймовъ другъ отъ друга.
Что касается до состава древеснаго цемента, то это есть смесь дегтя, каменно-угольной смолы и серы, при чемъ, такъ какъ его производство находится исключительно въ рукахъ несколькихъ фабрикантовъ, которые уклоняются отъ сообщешя пропорцш, въ какой смешаны эти составныя части, то точный его составъ не определенъ. По Бэдекеру употребительный составъ следующш:
3 пуда дегтя,
2,36 „ каменно-угольной смолы, 0,61 „ серы.
Все эти составныя части должны быть хорошо перемешаны въ одну равномерную массу.
403
Главныя преимущества древесно-цементныхъ крышъ заключаются: во-i-хъ, въ безусловной непроницаемости, во-2-хъ, въ безопасности въ по-жарномъ отношеши, въ-3-хъ, въ дурной теплопроводимости и, въ-4-хъ, въ долговечности. Хотя эти достоинства и очень важны, но принимая во вни-маше значительный вЪсъ этихъ крышъ (не менЪе 15 пудовъ кв. с.) и некоторый друпя неудобства, древесно-цементныя крыши не получили ши-рокаго применешя на практике, въ особенности въ нашемъ отечестве. Это устройство по сравнешю съ другими способами обходится значительно дороже, требуетъ очень внимательной и копотной работы и благо-пр!ятной погоды (ясной и неветряной). Кроме того, необходимый для крыши матер!алъ прюбретается съ большими затруднешями; его необходимо выписывать изъ-за границы, а вместе съ нимъ и дорогихъ иностран-ныхъ мастеровъ. Недоброкачественный матер!алъ и небрежная и неумелая работа—почти совершенно лишаютъ этотъ родъ крышъ всехъ выше-приведенныхъ достоинствъ.
Мы уже упоминали, что крыши обыкновеннаго устройства состоятъ изъ двухъ главныхъ частей: кровли и стропилъ. Последшя служатъ для поддержашя кровли, сопротивлешя напору ветра, грузу снега и проч., словомъ, это есть сопротивляющаяся часть крыши.
Ч е р д а к ъ, или помещеше подъ крышей, освещается окнами, устроенными или во фронтонахъ, или въ самой кровле; последшя называются слуховыми окнами и служатъ какъ для света, такъ равно и для про-ветривашя чердака.
Кроме климатическихъ услов!й, на форму крышъ имеетъ важное вл!я-ше матер!алъ, изъ котораго делаются кровли: чемъ плотнее соединяются составныя части кровли, темъ отложе могутъ быть ея скаты. Точно такъ же вл!яютъ на устройство крышъ форма и величина здашй, ихъ назначеше, положеше относительно другихъ здашй въ городахъ, экономичесюя и эсте-тичесшя услов!я, опасность отъ огня и проч.
Для того чтобы дождевая вода и растаявшш снегъ удалялись скорее съ крыши и не протекали на чердакъ,—кровле придаютъ видъ скатовъ наклонныхъ къ наружнымъ стенамъ; вода, скопляющаяся внизу этихъ скатовъ, отводится посредствомъ водосточныхъ желобьевъ и трубъ.
Лучшая форма для ската—наклонная плоскость; кривая поверхность представляетъ затруднешя при устройстве стропилъ и кровли, а потому употребляется редко. Такимъ образомъ наружная поверхность крыши составляется изъ одной, двухъ и большаго числа наклонныхъ плоскостей.
Уголъ наклонешя скатовъ (крутизна) имеетъ большое вл!яше, съ одной стороны, на скорость отведешя воды, съ другой—на стоимость крыши. Чемъ круче крыша, темъ скорей она отводитъ воду и не даетъ ей разрушительно действовать на кровельный матер!алъ; но, вместе съ увеличешемъ уклона крыши, увеличивается и потребное количество матер!ала для ея устройства. Эта разница такъ ощутительна, что, напр., при угле въ 450 требуется сравнительно съ горизонтальной плоскостью въ iV2, а при угле въ 6о°—въ 2 раза более матер!ала. Въ видахъ благоразумной экономш скаты следуетъ делать настолько малыми, насколько дозволяетъ матер!алъ.
26*
404
Для уклоновъ, свойственныхъ каждому матер!алу, существуютъ пределы, которыхъ не слЪдуетъ переступать изъ опасешя сделать крышу излишне дорогой или недолговечной. Крыши съ крутыми скатами, кроме большей ценности, имеютъ и друпя неудобства: оне грузны, требуютъ большого количества мaтepiaлa для устройства стропилъ и кровли и пред-ставляютъ большую поверхность для напора ветра. Но вместе съ темъ крутыя кровли более долговечны и даютъ более удобные чердаки.
Каждая изъ наклонныхъ плоскостей, составляющихъ верхшя поверхности крыши, называется кровельнымъ скатомъ.
§ 55.
Назваше крыши зависитъ отъ числа и формы скатовъ.
Двускатная крыша (чер. 478) состоитъ изъ двухъ наклонныхъ плоскостей, взаимно пересекающихся въ горизонтальной прямой а Ъ, называемой к о н ь комъ к ры ш и. Разстояше отъ конька крыши до ея основашя называется подъемомъ крыши.
Треугольный оконечности стенъ, расположенный по концамъ крышъ cfid, какъ было уже сказано выше, называются фронтонами или щипцами. ’ ———
Односкатная крыша (чер. 479) можетъ быть разсматриваема какъ половина двускатной, которой конекъ расположенъ на продолжеши одной изъ наружныхъ стенъ.
Четырехскатная крыша, или шатровая крыша (чер. 480), составляется изъ двускатной крыши, концы которой срЪзаны наклонными плоскостями, направленными подъ тЪмъ же уклономъ, какъ и главные скаты. Получаемые при этомъ треугольные скаты (а Ъ с) называются взлобками или вальками.
Въ односкатной крыше дождевая вода отводится только въ одну сторону къ лиши ad и потому здесь ея скопляется вдвое больше, чемъ въ двускатной крыше. На практике такая крыша применяется лишь въ техъ случаяхъ, въ которыхъ необходимо отвести воду на одну сторону строешя.
Шатровая крыша больше друтихъ имеетъ наружныхъ выпуклыхъ реберъ, что увеличиваетъ работу и усложняетъ устройство стропилъ и
405
покрыпй некоторыми кровельными матер!алами. Взлобки аЪ с (чер. 480) этой крыши производятъ распоръ въ точкахъ а и с. Чердачное помещеше освещается съ бблыпимъ затруднешемъ, чемъ въ двускатной и односкатной крышахъ. Къ выгоде шатровой крыши относится лучшее распределеше дождевой воды и, сверхъ того, меньшая поверхность стенъ.
Изъ разсмотренныхъ крышъ двускатная считается лучшей; она имеетъ более удобствъ и менее недостатковъ сравнительно съ другими. Осве-
Чер. 480. Чер. 481.
щеше чердака этой крыши производится посредствомъ оконъ, помЪщен-ныхъ во фронтонахъ; въ шатровой же крыше для этой цЪли нужно дЪ-лать слуховыя окна или люки, что не всегда удобно.
Что касается до поверхности разсматриваемыхъ крышъ, то, при одина-ковыхъ планахъ строешя и угле наклонешя скатовъ, величины поверхностей будутъ одинаковы. Действительно, лишя ас ската односкатной крыши (чер. 479) равна отрЪзкамъ ac'-\-c'fy точно такъ же, дополняя шатровую крышу до двускатной, легко убедиться въ равенстве поверхностей этихъ крыщъ. Изъ этого можно заключить, что для всехъ трехъ типовъ крышъ требуется одинаковое количество кровельнаго матёр!ала.
и о лу в ал ьковая крыша (чер. 481) часто употребляется въ экономическихъ постройкахъ. Она получается изъ двускатной крыши, отъ которой снята часть ас d и вместо ея сделаны трехугольные скаты а Ъ d, носяице назваше п о-лувальковъ.
Если планъ здашя квадратный, то шатровая крыша переходитъ въ
пирамидальную (чер. 482); все скаты этой крыши будутъ одинаковаго вида и величины. Если планъ здашя — правильный многоугольникъ, то крыша получаетъ видъ правильной многосторонней пирамиды.
При круглой форме плана получается коническая крыша.
Многощипцовая крыша (чер. 483) можетъ также служить по-крьтемъ для здашя, имеющаго въ плане форму квадрата или правильнаго многоугольника. Верхшя лиши аЪ и cd взаимнаго пересечешя скатовъ представляютъ коньки; входяшде же углы по лишямъ е f образуютъ разжелобки. При этомъ на все стороны будутъ выходить не скаты, а фронтоны или щипцы.
406
Эти крыши хотя и красивы на видъ, но не практичны, такъ какъ въ разжелобкахъ (бходяице углы) скопляется снЪгъ, затекаетъ вода и способ-ствуетъ скорому изнашивашю крыши.
Цилиндрическ1я крыши вообще употребляются очень р^дко; онЪ получили свое начало вслЪдств!е расположешя кровли непосредствено на цилиндрическихъ сводахъ.
Строешя неправильнаго въ планЪ вида прекрываются слЪдующимъ образомъ:
Положимъ, что строеше имЪетъ видъ неправильнаго многоугольника (чер. 484). Въ такомъ случай его перекрываютъ пирамидальной крышей, при чемъ за вершину пирамиды принимаютъ центръ тяжести многоугольника.
При удлиненной формЪ плана, какъ это, напр., изображено на чер. 485, и покрыли строешя четырехскатной крышей, черезъ стороны много
угольника проводятъ равно наклонный плоскости, при чемъ лиши ихъ пересЪчешя въ планЪ получаются отъ раздЪлешя угловъ пополамъ. Пере-сЬчешя скатовъ въ этомъ случай образуютъ наклонный конекъ, придающей крышЪ некрасивый видъ. Чтобы избежать этого, черезъ (.) а, проводятъ горизонтальную плоскость а с, которая пересекается со скатами по лишямъ а' Ь', Ъ' с' и с' а', параллельнымъ направлешямъ наружныхъ стЪнъ и образующимъ въ планЪ треугольникъ а'Ъ'с’. Эту горизонтальную площадку покрываютъ плоской пирамидальной крышей такъ, чтобы не было видно снизу; тогда крыша со вс'Ьхъ сторонъ будетъ казаться съ горизон-тальнымъ конькомъ.
Шпицами называются коничесюя пирамидальныя, а иногда и мно-гощипцовыя крыши, подъемъ которыхъ значительно больше необходимаго для стока воды. Щипцы употребляются для покрыпя башенъ, колоколенъ, церквей и вообще возвышенныхъ частей здашя. Употреблеше ихъ зависитъ отъ эстетическихъ требовашй.
Не всегда планъ строешя им'Ьетъ видъ простого прямоугольника; въ большинства случаевъ мЪстныя услов1я, удобства внутренняго расположешя, увеличеше строешя пристройками, придаютъ плану строешя до
407
вольно сложную форму, тогда и самое покрьте получается болЪе слож-нымъ.
Предположимъ, что мы им^емь форму плана, показанную на чер. 486. Въ такомъ случай, соответственно выступамъ и пристройкамъ, мы раздЪ-ляемъ его на отдельные прямоугольники, обозначенные буквами и частью
Чер. 486.
пунктирными лишями; затемъ, задавшись одинаковымъ для всЪхъ скатовъ наклономъ, покрываемъ прямоугольники abed и egfe шатровыми, а прямоугольники тпор и el 1гк—двускатными крышами и т. д. и строимъ пе-рес'Ьчешя скатовъ, разделяя углы пополамъ, Такимъ образомъ мы получаемъ покрьте, въ которомъ всЬ скаты для воды совершенно правильны.
Зубчатая крыша есть видоизмЪнеше двускатной (чер. 487) и со-етоитъ изъ ряда зубцовъ, у которыхъ скаты имЪютъ неодинаковые уклоны. Таюя крыши устраиваются на фабрикахъ и заводахъ для по-лучешя верхняго свЪта, такъ какъ въ каждомъ зубц'Ь одна сторона, болЪе крутая (Sc, de, fg),—свЪтлая и состоитъ изъ стеклянныхъ рамъ, а другая, болЪе, пологая (ab, cd,ef),—
темная, т.-е. покрыта кровельнымъ матер!аломъ. Очевидно, что при такомъ расположенш скатовъ, чтобы не застаивалась вода необходимо между зубцами устроить разжелобки (1гкс, тпе), состояние изъ двухъ пологихъ скатовъ.
§ 56.
Стропила. Мы уже упоминали, что крыша обыкновенная устройства состоитъ изъ двухъ главныхъ частей: кровли и стропилъ. ПослЪдшя служатъ для поддержашя кровли съ грузомъ снЪга, дождевой воды, давле-шемъ вЪтра (въ виду наклонная положены кровли) и, наконецъ, времен
408
ной случайной нагрузки людьми. Въ сложности весь этотъ грузъ, какъ^ мы увидимъ ниже, составляетъ довольно значительную величину, что при болыпихъ пролетахъ требуетъ подчасъ довольно сильной и сложной кон-струкщи. Мы ограничимся разсмотрЪшемъ лишь несложныхъ стропиль-ныхъ системъ, наиболее употребительныхъ на практике.
Главныя составныя части стропилъ суть: стропильныя фбрмы, которыя въ конструкцш крышъ имЪютъ одинаковое значеше съ потолочными балками и отличаются отъ послЪднихъ своей формой и бол'Ье слож-нымъ устройствомъ. Это есть главная сопротивляющаяся часть стропилъ. Кроме фермъ, стропила состоятъ изъ частей, имЪющихъ назначеше привести все стропильныя фермы въ зависимость между собою или въ неизменную связь такъ, чтобы силы, (напр., давлеше ветра), действующая на. одну какую-нибудь часть крыши передавались бы и на друпя части; сюда принадлежать: подкосы, прогоны, связи и т. п. Къ этимъ же второстепеннымъ частямъ принадлежать также и ташя, которыя служатъ для равномернаго распределешя груза всей крыши на стены здашя; брусья, расположенные съ этой целью вдоль стенъ подъ концами фермъ, называются м а у е р л а-тами. Въ некоторыхъ крышахъ мауерлаты, соединенные между собой не-изменнымъ образомъ, составляютъ горизонтальныя рамы, служацця, кроме, равномернаго распределешя по стенамъ груза крыши, и для уничтожешя распора наклонныхъ частей стропилъ. Наконецъ, части стропилъ, служа-шдя для передачи груза кровли на фермы, или части, служашдя для прикре-плешя и расположешя более или менее мелкаго матер!ала кровли, составляютъ обрешетку; во многихъ случаяхъ обрешетка представляетъ изъ себя сплошной дощатый настилъ.
По матер!алу стропила разделяются на деревянны я—изъ бревенъ, брусьевъ и досокъ; металлическ!я — изъ железа и чугуна, и смешанный—изъ дерева, железа и чугуна.
По конструкц! и стропила можно разделить на д в а вида: &а. лонныя и висячая. ГТе^выя^состоятъ изъ двухъ наклонныхъ ст роли льны хъ ногъ аЪ и bff (чер. т, листъ 13), расположенныхъ въ виде наклонныхъ балокъ на двухъ (а и &) или несколькихъ (а, е и Ъ) опорахъ. Висячая конструкщя состоитъ изъ стропильныхъ фермъ (чер. 2, листъ 13), передающихъ грузъ только на опорный стены и какъ бы висящихъ надъ пролетомъ. Въ самомъ простомъ виде стропильная ферма висячей системы состоитъ изъ двухъ стропильныхъ- ногъ ас и сЪ (чер. 2) и затяжки аЪ, въ концы которой врублены или закреплены концы стропильныхъ ногъ. Такимъ образомъ система эта представляетъ изъ себя замкнутый треуголь-никъ.
Чемъ значительнее перекрываемый пролетъ, темъ сложнее стропильная конструкщя, которая бываетъ очень разнообразна и заключается, главнымъ образомъ, въ способе укреплешя стропильныхъ ногъ для большаго ихъ сопротивлешя изгибу.
При изученш наиболее употребительныхъ способовъ устройства стропилъ мы примемъ за основаше разделеше ихъ по конструкцш и по мате-р!алу.
' I. Деревянныя стропила.
§ 57.
а) Стропила наслонной системы.
По преимуществу устраиваются изъ дерева.
Въ обыкновенныхъ жилыхъ домахъ, подразд±ленныхъ капитальными стенами на отдельный помещешя, всегда возможно иметь подпорныя точки, расположенныя вдоль по средней лиши строешя. При такихъ условь яхъ, при устройстве крышъ, почти всегда избирается наслонная система стропилъ, какъ наиболее дешевая, простая и прочная.
Если мы имЪемъ строеше съ внутренней капитальной стеной, идущей вдоль посредине его, то для устройства системы наслонныхъ стропилъ,. надъ этой капитальной стеной на чердаке выводятъ каменные столбы (чер. з, л. 13, а—поперечный, Ъ—продольный разрезы) при разстояши ихъ между собою, смотря по мЪстнымъ услов!ямъ, отъ il/a до 4 саж. Поверхъ ихъ располагаютъ прогонъ с й, если разстояше между столбами приближается къ предельному; то этотъ прогонъ подпирается подкосами д и д (см. продольный разрЪзъ Ъ).
По наружнымъ стенамъ, близъ ихъ внутренней поверхности, кладутся мауерлаты е и е, на которые опираются стропильныя ноги; верхше концы послЪднихъ должны быть соединены неподвижно и врублены въ прогонъ с.
Стропильныя ноги, соответствуя размерамъ обрешетки, обыкновенно располагаются на разстояши около i саж. одна отъ другой.
При обыкновенныхъ размерахъ продажныхъ бревенъ и брусьевъ длина свободной части стропильной ноги не должна быть более 2 саженъ; если же длина ноги превышаетъ эту норму, то ее подпираютъ, какъ это показано на чер. 3, подкосомъ d, упертымъ въ прогонъ /, или укрепляютъ другимъ какимъ-либо образомъ, чтобы предупредить изгибъ.
На каменные столбы, для ограждешя прогона с отъ сырой каменной кладки и для более равномерной передачи давлешя на столбъ, укладываются подкладки изъ сухого, просмоленнаго дерева.
На чер. I, л. 13, показанъ примеръ устройства стропилъ наслонной системы, въ которой средины стропильныхъ ногъ подперты не подкосомъ, а расположены на прогонахъ, лежащихъ на каменныхъ столбахъ, поста-вленныхъ на поперечныхъ стенахъ здашя.
Вместо каменныхъ столбовъ можно употребить и деревянныя стойки, основанныя на стенахъ, на колоннахъ или же на концахъ потолочныхъ балокъ. Нижше концы стоекъ вводятся въ обшдй продольный прогонъ, расположенный вдоль чердака.
Наслонная система стропилъ въ особенности удачно применяется для фабричныхъ здашй, всегда имеющихъ значительную ширину хотя и безъ внутреннихъ продольныхъ стенъ, но съ рядами колоннъ, расположенныхъ вдоль здашя.
На чер. 4 и 5, л. i31 въ продольномъ и поперечномъ разрезе представлены стропила, коихъ фермы передаютъ, воспринимаемый ими грузъ,
410
не только на наружный стены, но и на внутренше ряды колоннъ; точно такъ же, какъ и въ предшествовавшихъ примЪрахъ (чер. i и 3) въ восприняты груза крыши принимаютъ учаспе, какъ наружный стены, такъ и внутреншя продольный и поперечный.
Какъ видно изъ чер. 4 и 5, чердачное покрьте фабрики устроено изъ несгораемыхъ матер!аловъ и состоитъ изъ такъ наз. англшскаго способа покрьтя *), т.-е. изъ железныхъ двутавровыхъ балокъ, идущихъ поперекъ здашя и стыкающихся на колоннахъ. На главный балки расположены второстепенный тоже двутавровый, но меньшаго поперечнаго сечешя, балочки, промежутки между которыми заполнены цементно-бетонной массой. Вдоль чердака, соответственно рядамъ колоннъ, уложены деревянные брусья (т, ж), на которые, черезъ каждыя двЪ сажени, поставлены вертикальный стойки (ши), врубленный въ горизонтальный брусъ шипами. На верхушку стоекъ нарублены прогоны ей/, которые, въ виду значительныхъ разсто- ' янш между стойками, подперты подкосами (чер. 5), чЪмъ пролеты уменьшены до половины.
На внутреннемъ обрЪзЪ наружныхъ стЪнъ укладываютъ мауерлаты вокругъ всего здашя. Такимъ образомъ, две стропильныя ноги, взаимно опирающаяся своими вершинами, составляютъ ферму и располагаются на четырехъ точкахъ с, е, /, d. Этимъ можно бы закончить всю конструкщю, такъ какъ она вполне определяешь форму двускатной крыши, но въ виду того, что въ точкахъ с и е отъ дЪйств!я изгибающей силы и груза стро-пильныхъ фермъбудетъ проявляться распоръ—въ точке е, равный-^- Cotg. а, а въ точке с равный Р Sin a Cos а, если а = углу наклонешя стропильной ноги къ горизонту, ^—нагрузка на часть стропильной ноги eb, а Р—на часть се, то для противодейств!я этимъ горизонтальнымъ усшпямъ, а также для надлежащей устойчивости стоекъ тп вводятся схватки ск, Id и е/, состояния каждая изъ двухъ толстыхъ досокъ (чер. 5), соединенныхъ болтами. Съ левой стороны чертежа 4, листъ 13, стропильная нога сопрягается съ горизонтальнымъ брусомъ со, зубомъ и шипомъ, какъ это показано детально на чер. 6 того же листа, и притянута болтомъ, расположен-нымъ перпендикулярно къ поверхности стропильной ноги. Брусъ со сращивается съ двумя горизонтально на ребро положенными досками ок въ виде схватокъ, защемляюпця конецъ бруска ос и стойку тп.
Изъ чер. 6 видно, что сращиваше бруска со со схватками достигается двумя болтами съ железными шайбами.
Съ правой стороны чер. 4 показана другая конструкщя, поясненная на чер. 8 вертикальнымъ разрезомъ по лин. gh (чер, 4); здесь конецъ стропильной ноги непосредственно обхватывается схватками Id и связывается «съ ними болтами; можно применять или тотъ или другой способъ, причемъ первый способъ даетъ более совершенное сопряжеше.
Описанныя фермы наслонной системы могутъ быть поставлены на разстоянш 2 саженъ одна отъ другой; но такъ какъ подрешетка подъ
*) См. чер. 6, листъ 9.
411
кровлю состоитъ изъ брусковъ толщиною не болЪе i—iV4 верш., то такое значительное разстояше повлекло бы за собой прогибъ брусковъ отъ тяжести кровли и груза, на ней лежащаго, въ виду чего, для умей^щешя разстояшя между стропилами, вводятся еще промежуточный стропильная ноги (rs, hi чер. 5), состояния только изъ1 двухъ наклонныхъ брусьевъ, не вводя въ конструкщю схватокъ. Такъ какъ мауерлатъ хорошо скрЪ-пленъ со всей системой стропилъ въ главныхъ фермахъ, то этого совершенно достаточно, чтобы противодействовать небольшому распору отъ промежуточныхъ стропильныхъ ногъ.
Для устройства спуска кровли и настЪннаго желоба надъ карнизомъ къ боку стропильной фермы, прибивается доска q (чер. 6, 7, 8), срЪзанная нисколько подъ меньшимъ угломъ къ горизонту чЪмъ стропила, вслед-cibie чего крыша получаетъ здесь переломъ и переходитъ къ болЪе пологому скату.
Наслонная система стропилъ даетъ возможность устройства совершенно открытаго чердака въ средней части. Поперечные размеры брусьевъ показаны на чертежахъ въ вершкахъ.
На чер. 9, ю и II, листъ 13, представлены въ поперечномъ и про-дольномъ разрезахъ стропила такой же системы, перекрывающая фабричное строеше шириною внутри 84 фута.
Здесь стропильныя ноги въ виде наклонныхъ брусьевъ Ъс и кроме взаимнаго упора въ вершине, поддерживается каждая тремя опорами, изъ коихъ внутренщя опоры состоятъ изъ рядовъ вертикальныхъ стоекъ, соответствующихъ рядамъ колоннъ въ этаже. Стойки соединены другъ съ другомъ насадками и схватками вдоль строешя; поперечная же связь между столбами и ихъ надлежащая устойчивость достигается введешемъ попереч-ныхъ схватокъ се, е/, дт, кк. Главныя фермы располагаются на разстояши 2 саженъ одна отъ другой, а въ промежутки между ними (чер. ю), на те же продольные брусья, кладутся стропильныя ноги rs, rs (чер. ю) безъ всякихъ поперечныхъ скреплешй, какъ наклонный балки, свободно лежа-шдя на опорахъ. Для продольной связи между столбами служатъ схватки m и п.
Въ виду значительной длины стропильной ноги (около 7 саж.) она можетъ быть составная, причемъ достаточно прочное сращиваше достигается замкомъ (чер. и), стянутымъ двумя болтами.
На черт. I, листъ 14, изображена стропильная ферма, применяемая при весьма значительной ширине фабричнаго здашя съ четырьмя рядами колоннъ. При такихъ услов!яхъ устраивать висячую ферму и передавать весь грузъ крыши только на две наружный стены представляется невы-годнымъ; необходимо ввести въ сопротивлеше этому грузу и внутренше ряды колоннъ, что въ данномъ случае достигается распределешемъ нагрузки на промежуточный точки с и d.
Стропильныя фермы ставятся на разстояши отъ 14 до 16 футовъ (чер. 2, продольный разрезъ), смотря по разстояшю между срединами оконныхъ простенковъ, а сверхъ стропильныхъ ногъ въ точкахъ е, /, «, i, д, /г, к— кладутся горизонтальные прогоны, на которые располагаются второстепен-
412
ныя стропильныя ноги меньшаго поперечнаго сечешя и на разстоянш не бол'Ье I саж. одна отъ другой. По нимъ уже устраивается обрешетка подъ железную кровлю (чер. 3).
Если кровельный матер!алъ мелокъ и тяжелъ, то уклонъ скатовъ и размеры поперечнаго сочетая р'Ьшетинъ изменяются. Такъ какъ въ большинстве случаевъ въ нашемъ отечестве самая доступная по своей стоимости, легкая и удобная несгораемая кровля—изъ листоваго железа, то все системы стропилъ, которыя мы будемъ разсматривать ниже, предполагаются для железной кровли.
Итакъ, стропильная ферма (чер. т, листъ 14) воспринимаетъ грузъ кровли въ точкахъ е, /, а, 6, д, h, к, причемъ грузъ въ точкахъ е и к уничтожается сопротивлешемъ опоръ; въ точкахъ / и h передается на сжа-Tie подкосовъ fcnhdn частей ef и 1гк стропильныхъ ногъ. Въ точке т (деталь изображена на чер. 3) стропильная нога опирается на прогонъ ж, идушдй перпендикулярно чертежу и нарубленный на рядъ стоекъ еж и, наконецъ, въ точке Ъ вертикально действующее усшпе разлагается на две составляюшдя по направлешю стропильныхъ ногъ. Здесь же мы видимъ новую часть стропильной фермы — &п, называемую бабкой, къ которой подвешаны схватки тп и на вершине которой располагается коньковый брусъ (деталь чер. 4, листъ 14). Стропильныя ноги, кроме врубки зубомъ и шипомъ, соединяются съ бабкой двумя железными накладками, связанными болтами.
Размеры поперечныхъ сечешй брусьевъ показаны на чертеже 3 въ сантиметрахъ.
Для предупреждешя прогиба схватокъ ее и dk подъ нихъ въ местахъ г и $ подложены деревянные чураки въ виде подкладокъ.
Если необходимо иметь свободный чердакъ, то наслонная система стропилъ можетъ быть устроена, какъ показано на чер. 5. Ширина строешя соответствуетъ обыкновенному городскому многоэтажному дому для квартиръ, т.-е. отъ 7 до 8 саж. Здесь стропильныя ноги лежатъ на пяти продольныхъ прогонахъ а, &, с, и зъ коихъ а и е расположены на внутреннихъ обрезахъ наружныхъ стенъ; Ъ и d—нарублены на деревянныя стойки /7; прогонъ же с въ коньке крыши лежитъ на каменныхъ столбахъ h ,возве-денныхъ на каменныхъ продольныхъ стенахъ. Столбы эти могутъ и не быть въ одной плоскости съ деревянными стойками у/, которыя вместе съ главными стропильными фермами устанавливаются по длине строешя на раз-стояши отъ 2 и более саженъ одна отъ другой. Между главными фермами располагаются промежуточный стропильныя ноги, опираясь на те же пять прогоновъ, какъ наклонныя балки.
Въ этой конструкцш наслонныхъ стропилъ мы видимъ следуюшдя особенности: bo-i-хъ, въ виду расположешя каменной продольной стены посредине здашя, крыша является къ одному боку несимметричной, съ разными уклонами скатовъ. Во-2-хъ, такъ какъ дымовыя трубы и вытяжные каналы располагаются обыкновенно въ продольной внутренней каменной стене и выводятся на чердакъ и сверхъ крыши, то коньковый брусъ лежитъ не на столбе, а сбоку, на особомъ выступе. Въ-3-хъ, укреплеше
вертикальныхъ стоекъ достигается ригелемъ к и подкосами s, s; посл'Ьдше упираются въ поперечные брусья д, д, однимъ концомъ заделанные въ стены, а другимъ врубленные въ продольные прогоны п, п. Въ эти же поперечные брусья д, д врубаются шипами и вертикальный стойки /, /.
Схватки о, о связываютъ подкосъ съ концомъ стропильной ноги.
Для избЪжашя прогиба ригеля к, к, вслЪдств!е значительной его длины, вводятся подкосы ж, ж. Равнымъ образомъ такими же подкосами слЪ-дуетъ подпирать и прогоны Ъ и й, если разстояшя между главными фермами более 2-хъ саженъ.
Таюе чердаки въ частныхъ домахъ служатъ сушильнями для белья и должны быть снабжены слуховыми окнами для надлежаща™ освЪщешя и провЪтривашя.
Стропила односкатной крыши, применяемой нередко въ городскихъ постройкахъ, могутъ быть ‘очень удобно устроены наслонной системы, какъ это показано на чер. 12 и 13, листъ 13. Въ первомъ случае грузъ стропильныхъ ногъ передается на два прогона, изъ коихъ верхшй нарубается на деревянный стойки, прислоненный къ каменному брандмауеру, а нижшй исполняетъ назначеше мауерлата. Кроме того, имеется подкосъ и схватка.
На чер. 13 того же листа представлена система стропилъ, применяемая въ томъ случае, когда необходимо удобное чердачное помещеше.
Недостатокъ этихъ стропилъ состоитъ въ томъ, что большая часть груза крыши передается на средину потолочныхъ балокъ, что должно быть принято во внимаше при расчете самихъ балокъ. При этомъ продольный прогонъ является необходимымъ для передачи давлешя крыши по возможности на большее число балокъ.
Что касается вообще до передачи давлешя крыши на потолочныя балки, то хотя это и упрощаетъ конструкщю стропилъ, однако неудобства такого npieMa прежде всего выражаются въ сотрясешяхъ, испы-тываемыхъ балками отъ переменной нагрузки въ зависимости отъ давлешя ветра; въ особенности вл!яютъ порывы ветра. Последств1емъ этихъ со-трясешй являются трещины на штукатурке потолковъ.
§ 58.
Определеше разм4ровъ частей стропилъ наслонной системы.
Стропильныя ноги въ наслонной системе разсчитываются, какъ наклонный балки, нагруженный равномерно, причемъ, принимая за пролетъ горизонтальное разстояше между опорами, наиболышй сгибаюпцй моментъ выражается той же самой формулой, какъ и для балки, лежащей горизонтально; въ этомъ легко убедиться на основаши следующихъ сообра-жешй:
Положимъ, что Q (чер. 488) есть равнодействующая груза, равномерно распределенная на балке АВ, наклонной къ горизонту подъ угломъ а; — длина балки, а /—горизонтальная проекщя этой длины.
414
Сила Q разложится на две составляются Q sin а и Q cos а, изъ коихъ последняя будетъ сгибать балку, и моментъ изгиба выразится, какъ известно,
тт Q cos a L
Чер. 488. М= 1 .
Но
1 cos а
Поэтому
, _ Q COS а / . 0 1
ЛГ=-£-----— -77- •
8 cos а 8
Следовательно, наклонъ балки не имеетъ вл!яшя на величину сгибающаго момента; онъ определяется такъ же, какъ и для балки, лежащей горизонтально при длине ея равной I и грузе Q.
Составляющая Q sin а (чер. 488), направленная по оси стропильной ноги, стремится сдвинуть ее внизъ и если въ точке А она уперта, а въ точке В закреплена,
то этимъ сопротивлешемъ уравновешивается сила Q sin а. На это следуетъ обратить внимаше при устройстве наслонныхъ стропилъ.
Грузъ, действующей на балку, распределяется на каждую изъ опоръ А и В по Q эта сила (чер. 489) разложится на две составляющая:
х Q
1) cos а, направленную перпендикулярно къ положенно стропильной ноги и
О
2) -у sin а, направленную параллельно положешя стропильной ноги.
Каждая изъ этихъ двухъ наклонныхъ силъ можетъ быть разложена на 2 составляющая— горизонтальную и вертикальную. При этомъ мы получимъ (чер. 490): по вертикальному направлешю сумму двухъ усшпй, действующихъ внизъ, и равныхъ
COS2 а + ” sin2 а — (cos2 а + sin2 а) = 2 & А 1
а по горизонтальному направлешю две равныя и другъ другу противоположный силы:
О . О
Sin а . cos а-- COS а . Sin а,
— Z
т. к. силы эти взаимно уравновешиваютъ, то верхшй конецъ балки распора не проявляетъ. Это вполне ясно видно и изъ графическаго построешя на чер. 490.
То же самое относится и къ нижнему концу балки.
Следовательно, въ точкахъ А и В действуютъ только [вертикальный силы -~
и никакого распора не будетъ.
Если же стропильная нога въ вершине будетъ не расположена, а уперта въ;го-
ризонтальный брусъ или въ вертикальную стойку или стену, то она проявить распоръ.
Для примернаго расчета возь-мемъ наслонную ферму, представленную на чер. 4, листъ 13, и изо-бразимъ ее схематически на чер. 491.
Положимъ, что вся ферма загружена равномернымъ грузомъ и что [на часть стропильной ноги Ьс действуетъ равнодействующая Q, а на часть аЪ — равнодействующая Р; тогда на точки а, Ь, с пе-реходятъ усил!я:
и Р
На точку а сила —
ь + Л
« » и П Q Г 9
с i
« >> v « 9
Чер. 490.
Сгибаюпце моменты М и Мг равны
D „ Q О
Въ точке с сила разложится на горизонтальную г—-— и по направленно
Zi & COS ci
Q
стропильной ноги на Первая уничтожается действ!емъ равной и противопо-
ложной силы отъ другой стропильной ноги, а вторая, т.-е. % У—, перенесенная въ точку Ъ, разложится на ycraie Н = q = -Я Cotg. а, которое будетъ действовать
; £ S'l'fc О. £
на растяжеше схватокъ bd и на вертикальную силу ~ Кроме того, на эту же
О
точку переходитъ давлеше следовательно, на точку Ъ отъ верхней части стро
416
пильной ноги Ъс будетъ переходить давлеше -2- + % = Q: а все давлеше йа стойку pin bf равно —s— •
Следовательно, схватка bd при этой конструкцш необходима и работаетъ на растяжеше. Въ точке а распоръ выразится равнымъ:
Р ,
— Cot. а.
Р
Вертикальное же давлеше, въ размере—, воспринимается мауерлатомъ.
§ 59.
Ь) Шпренгельная система деревянныхъ стропилъ. Переходной формой отъ наслонныхъ стропилъ къ висячимъ является, очень у насъ распространенная на практике, шпренгельная система, которой образецъ представленъ на черт. 6, листъ 14, съ различными деталями сопряжены на черт. 7, 8, 9, ю, и, 12, и 13.
Таюя стропила могутъ быть устроены надъ фабричнымъ или какимъ-либо инымъ помЪщешемъ при пролете до ю саж., раздЪленномъ двумя рядами колоннъ, замЪняющихъ внутреншя продольный стены.
Здесь мы видимъ, что хотя грузъ крыши передается, кроме наружныхъ стенъ, и на колонны, но пролеты между стенами и колоннами перекрываются шпренгелями, которые, въ свою очередь, и передаютъ грузъ крыши на эти опоры. Шпренгеля состоятъ изъ бабки д, двухъ подкосовъ Д к л общей обоимъ шпренгелямъ затяжки жп, проходящей насквозь по длине всей фермы; въ средине затяжка сращена и служитъ для настила.
Шесть продольныхъ прогоновъ (а, 6, с, d, е, f) расположены на вер-шинахъ шести вертикальныхъ столбовъ, укрЪпленныхъ горизонтальными схватками и служатъ, какъ и въ предшествовавшей системе стропилъ, опорами для стропильныхъ ногъ, размЪщенныхъ на разстоянш не болЪе i саж. одна отъ другой; расположеше же главныхъ фермъ соответствуетъ среди-намъ просгЬнковъ между окнами. ВсЪ фермы продольно связаны двумя парами схватокъ ss.
Сопряжете бабки съ затяжкой самымъ простымъ способомъ можетъ быть достигнуто врубкой въ полъ дерева съ закрЪпленшмъ болтоме(чер. 7).
Въ случаЪ провиса затяжки такое сопряжете, однако, не даетъ возможности приподнять или подтянуть ее и этимъ выпрямить; поэтому простую врубку заменяютъ хомутомъ, т.-е. железной полосой, изогнутой въ виде обратной буквы П (чер. 8).
Верти кальныя полосы хомута имеютъ продолговатые прорезы, соот-ветствуюпце такому же прорезу въ бабке для вставки клиньевъ, которые можно подбивать и этимъ подтягивать затяжку. Действ1е клиньевъ понятно изъ чер. и.
Еще удобнее хомутъ заменить двумя, вертикально расположенными, железными полосами, прикрепленными къ бабке тремя болтами (чер. ю). Нижше концы полосъ удлинены въ виде винтовой нарезки; на нихъ надевается, какъ шайба, горизонтальная накладка поперекъ затяжки и завин
417
чивается гайками; подвинчивая гай^и, можно достигнуть гЬхъ же резуль-татовъ. Въ обоихъ случаяхъ бабка входитъ въ затяжку шипомъ, который, однако, не опускается на всю глубину гнЪзда, а оставляется запасъ для подъема затяжки въ случай провисашя.
Такая же шпренгельная система стропилъ можетъ быть устроена надъ пролетомъ безъ всякихъ колоннъ, какъ это показано на чер. 3, листъ 15. Здесь имеется шпренгельная о двухъ стойкахъ (dh и ек) балка а, б?, е, /, которая и составляетъ главную сопротивляющуюся часть стропильной ч|)ермы; на ней, а также и на стойкахъ а и /*, установленныхъ на концахъ балки а/*, располагаются продольные прогоны р, Ъ, с, г, на которыхъ лежатъ стропильныя ноги.
Три пары горизонтальныхъ схватокъ приводятъ всю систему въ большую связь и устойчивость въ случае односторонней нагрузки.
Въ вершине (s) фермы, продольнаго прогона нЪтъ и стропильныя ноги взаимно другъ въ друга опираются, при чемъ врубка делается въ 7а дерева и скрепляется или деревяннымъ нагелемъ или болтомъ.
Таюя фермы, перекрывая пролетъ около 7 саженъ, располагаются на разстоянш отъ i72 до 2 саженъ одна отъ другой, а между ними, опираясь на прогоны, укладываются второстепенный стропильныя ноги въ разстоянш не болЪе i саж. одна отъ другой.
Сопряжеше бабокъ съ затяжкой (въ точке li) показано на чер. 7, 8, 9 и ю, листъ 14; подкосъ сопрягается съ затяжкой (въ точкахъ а и f) посредствомъ зуба и шипа (чер. и, листъ 14 А и В) и, кроме того, скрепляется болтомъ. Въ точке d соединяются три бруса: ригель, подкосъ и бабки. Сопряжеше это детально представлено на чер. 14, листъ 14, изъ котораго видно, что для большей связи врубки скрепляются двумя накладками (о трехъ отросткахъ), соединенныхъ другъ съ другомъ болтами.
§ 60.
с) Висячая система деревянныхъ стропилъ. Эта система устраивается надъ помещешями, не имеющими, кроме наружныхъ стенъ, никакихъ другихъ опоръ въ виде внутренныхъ, поперечныхъ и продольныхъ стенъ или рядовъ колоннъ. Стропильныя фермы опираются только на наружный стены и какъ бы висятъ надъ пролетомъ; отсюда и назваше ихъ— висяч!я.
Какъ было уже упомянуто, самаго простого вида, таюя стропильныя фермы состоятъ изъ двухъ стропильныхъ ногъ ас и cb (чер. 2, листъ 13) и затяжки аЪ.
У си л in въ такой трехугольной ферме распределяются следующимъ образомъ: предположимъ, что мы имеемъ стропильную ферму асЪ (чер. 492). Если 2^ составляютъ всю нагрузку на стропильную ферму, то въ вершине с будетъ (действовать сила Q, а усил!е, действующее на верхшй конецъ каждой изъ стропильныхъ ногъ въ точке с, будетъ = -^-; обозначая черезъ а уголъ наклонешя стропильныхъ ногъ къ горизонту и разлагая
27
418
последнее усил!е (т.-е. на две, составляющая /7 и мы видимъ, что последняя изъ нихъ уравновешивается противоположнымъ действ!емъ такой же силы отъ другой стропильной ногй, а первая выведется изъ уравнешя
Q о • — — о sin а; 2 ’
откуда
2 sin а
(4
Сила эта будетъ сжимать стропильную ногу и, будучи приложена въ точке а, разложится на две, составляющая: Н и изъ коихъ последняя уравновешивается сопротивлешемъ опоры,
а первая, т.-е. горизонтальная, действуетъ на растяжеше затяжки и равна:
тт n Q cos a Q z ч
Н= S cos а = — — —cotg а. , .................(2).
2 sin а 2 * v
Отъ действ!я усил!я Q на средину стропильной ноги получается сгибающее усил!е
R = Qcos а..............................(3).
Такимъ образомъ, мы видимъ, что стропильныя ноги подвергаются изгибу при сжапи, а затяжки растяжешю.
При этомъ, однако, следуетъ заметить, что въ вершине стропильныхъ ногъ действ!е силы £и можетъ проявиться сжапемъ волокнъ иди ска-лывашемъ, смотря по характеру врубки.
Возмемъ численный примерь и опредЬлимъ размеры поперечнаго сечешя какъ затяжки, такъ и стропильныхъ ногъ, наклоненныхъ къ горизонту подъ угломъ а=25°; предположивъ: 1) что разстояше между стропильными фермами = 1 саж.; 2) что кровля предполагается железная, следов., весомъ около 2 пудовъ кв. сажень; 3) давлеше ветра=25 пуд. на кв. саж.; 4) давлеше снега = 18 пуд. и, наконецъ, собственный весъ стропильной ноги (предполагая сечеше ея около кв. фута, принимая весъ куб. фута дерева=1 пуду) предположимъ=3,5 пудамъ. Следовательно, весъ 1 кв. саж. получается
р = 2 + 25 + 18 + 3,5 = 48,5 со 50 пудовъ, что составить на всю стропильную ногу, при ея длине = 3 саж.
Q = 150 пудовъ.
По уравнешю 3-му, R = Q cos а = 150 X 0,91 = 136,5 пуд.
1-му, S= = 180 пуд.
„ „ 2-му, H—Q Cotg а = 75 X 2,14 ~ 160,5 п.
£
419
Сначала о предел имъ размеры поперечнаго сечешя стропильной ноги по отношение къ сопротивление изгибу, предполагая коэффищентъ прочнаго сопротивлешя дерева на изломъ = 24 пуд. на кв. д. и руководствуясь формулой
М max = 37г3.............•...............(4)
,, RI 136X252
М max — — =------77--- = 4184 = 37г3,
О О
Л== |/ —3~ = ^'1494 03 11,5 д.;
ширина
ь= 11,5X3 =8б
Площадь попереч. сечешя +=98 кв. д.
Кроме изгиба, стропильная нога подвергается еще сжапю отъ дЬйств!я силы S = 180 пуд.
Для проверки можно руководствоваться таблицей Рондле (въ конце книги), изъ которой мы видимъ, что въ нашемъ случае отношеше = сю 23, а, следовательно, произведя интерполящю, мы получимъ сопротивлеше такого бруса на сжапе равнымъ 13 пуд. на 1 кв. д., поэтому полученное сечеше надо увеличить на
180
1з=14 «•’
т.-е. мы получимъ въ сечеши 98+14 = 112 кв. д.
Для округленности цифръ мы можемъ взять брусъ въ сечеши
12 X Ю = 120 кв. д.
Первоначально принятое нами сечеше было въ 98 кв. д., следовательно, сжимающее усил!е В производило на каждый кв. дюймъ
ISO . оо
-^- = 1,83 пуда,
что въ виду семикратной прочности, принятой для дерева прееставляетъ величину незначительную; поэтому для обыкновенныхъ практическихъ целей, при расчете деревянныхъ стропилъ можно ограничиваться определешемъ размеровъ поперечныхъ сечешй стропильныхъ ногъ лишь на ихъ сопротивлеше изгибу.
На практик^ нередко приходится употреблять для стропилъ уже готовые, имЪюпцеся въ продаж^ деревянные брусья, извЪстныхъ опредЪлен-ныхъ поперечныхъ сЪчешй; поэтому приходится разрешать вопросъ—какой длины можетъ быть стропильная нога безъ укрЪпленш при данныхъ поперечныхъ размЪрахъ ея.
Въ такомъ случай, предполагая разстояше между фермами въ i саж. и, руководствуясь формулой 4, мы имЪемъ:
150 cos а . I
8 ’
откуда
I _ 8 - З^3 =
150 . cos а 6,25, cos а *
Въ этой формулЪ размеры въ дюймахъ.
27*
420
Предположимъ, что h = 10", что соотвЪтствуетъ наиболее распространенному и наиболее выгодному размеру продажныхъ брусьевъ (тл-е. 6 верш.). Полагая а = 250; получимъ:
7 IOOO
I = ----------= 176 = 2,i саж.
6,25.0,91 7
Изъ этого примера видно, что при обыкновенных!» разм^рахъ стропильныхъ брусьевъ, длина неподкрЪпленной ноги не должна превышать 2 саж.
Что касается до затяжки аЬ въ нашемъ примере, то, предполагая, что она не-сетъ грузъ потолка, для опредЪлешя ея размеровъ по отношенью къ сопротивлению изгибу, мы имеемъ следующее данныя:
1) Длина затяжки 5,5 саж.
1) Собственный в'Ьсъ приблизительно 20 пудовъ.
3) Равномерно распределенный грузъ съ деревянной настилкой и временной нагрузкой Р=220 пуд.
Вставляя эти величины для наибольшаго сгибающаго момента М получимъ:
О о
37г3 — 12705;
откуда
Л =
= 16,5 д.
Ъ = = 12,5 д
Площадь поперечнаго сечешя F = 12,5 X 16,5= 206 кв. д.
Следовательно, по отношешю къ растягивающему усил!ю = Н = 160 пуд. (см. выше) при найденномъ поперечн. сечеши, на каждый кв. дюймъ распределяется еще 160 л усилю “-^-=0,77 пуда.
Такой ничтожной нагрузкой можно пренебречь въ виду семикратной надежности, принятой для сопротивлешя дерева изгибу и расчитать затяжку только на изгйбъ*).
отли-и за-
ита-под-
ВсЪ разнообразный конструкцш стропилъ висячей системы чаются другъ отъ друга способами укр'Ьплешя стропильныхъ ногъ тяжекъ для противодЪйств!я ихъ изгибу.
Къ деревяннымъ стропиламъ этого рода относятся такъ наз.: а) л i ан ская (Па#лад1ева) система, сходная со шпренгельной;
кошеная или трехугольная система; у) многоугольная или немецкая и S) кружальная система.
ПростЪйшш видъ укр'Ьплешя стропильныхъ ногъ заключается въ введенш кромЪ затяжки аЪ (чер. 493) еще и ригеля cd. Если мы предста-вимъ себЪ, что въ точкахъ с, в и d дЪйствуютъ сосредоточенные грузы Q и если уголъ наклонешя стропильной ноги къ горизонту равенъ а, то въ точкЪ с сила Q разложится на двЪ составляющая:
Н = QtganS=^$-.
J Sin а
*) Обыкновенно для предупреждена изгиба затяжки при пролете более 3-хъ саж. вводится вертикальный железный болтъ или деревянная бабка.
421
Изъ коихъ первая будетъ сжимать ригель, а вторая — стропильную ногу; поэтому въ такой фермЪ ригель, хотя и направленъ параллельно за-тяжкЪ, но будетъ работать на сжапе и для того, чтобы онъ отъ д,Ьйств1я собственнаго в±са не прогибался и тЬмъ не уменыпалъ бы своего сопроти-влешя на сжапе, его необходимо подвЪшинЪ къ вершинЪ стропильныхъ ногъ
деревянной бабкой или жел'Ьзнымъ болтомъ (обозначено пунктиромъ).
Врубка концовъ ригеля въ стропильную ногу въ точкЪ с показано на на чер. 4, листъ 15, при чемъ конецъ ригеля отдельно изображенъ въ горизонтальной проекцш. Что же касается до со-пряжешя въ точк'Ь /, т.-е. бабки съ ригелемъ, то это достигается по одному изъ способовъ, пока-занныхъ на чер. 7, 8 и 9,
листъ 14.
Детали сопряжешй деревянныхъ частей съ желЪзными будутъ показаны ниже при разсмотрЪнш см'Ьшанныхъ по матер!алу конструкщи стро
пилъ.
Если затяжка аЪ требуетъ, всл'Ьдств^.е своей значительной длины, сра-щивашя, то оно можетъ быть достигнуто врубкой, показанной на чер. 498, скреплено болтами и накладками и подперта брускомъ, расположеннымъ вдоль чердака посредине.
Деталь въ точкЪ е, сопряжешя стропильныхъ ногъ съ бабкой, показано на чер. I, листъ 15. '
Описанная ферма можетъ быть расположена надъ пролетомъ въ 5—6 саж.
§ 61.
а) Въ Паллад1евой системе главнейшая сопротивляющаяся часть фермы представляетъ одну или нисколько трапещй (чер. 5, листъ 15 и чер. 494 текстъ) и напоминаетъ шпренгель. Такъ на чер. 5 показаны стропила для пролета въ 6—7 саженъ. Здесь трапещя а, Ъ, е, d состоитъ изъ двухъ подкосовъ аЪ и cd, ригеля Ъс и затяжки ad. Для предупреждена прогиба последней вводятся две бабки Ък и cl, къ которымъ, посред-ствомъ хомутовъ или врубокъ (см. чер. 7, 8, 9, листъ 14), подвешивается затяжка. Чтобы придать крыше форму, требуемую по проекту, въ виде двухъ скатовъ кладутся стропильныя ноги se и те, врубленныя въ затяжку зубомъ, а въ вершине, сопрягающяся простой накладкой. Таюя фермы размещаются на разстоянш одной сажени одна отъ другой.
Сопряжете частей въ точкахъ а, к и Ъ— детально показаны на чер. 7 8, ю, 12, 13 и 14, л. 14. Въ точке Ъ сходятся три бруса (чер. 14, листъ 14):
422
ригель, вершина бабки и подкосъ; последнее сопряжете делается врубкой зубомъ и шипомъ. Съ обЪихъ сторонъ сопрягаемыхъ брусьевъ располагается железная накладка о трехъ отросткахъ для подкоса, бабки и ригеля. Обе накладки соединяются болтами. Накладки могутъ быть заменены и железными скобами.
Въ вершине стропилъ мы имЪемъ врубку двухъ наклонныхъ брусьевъ, что делается простой накладкой въ 1/2 дерева со скр'Ьплешемъ жел'Ьзнымъ болтомъ или деревяннымъ нагелемъ.
Размеры поперечныхъ сЪчешй брусьевъ для деревянныхъ стропилъ, соответственно имеющимся въ продаже, принимаются по высоте отъ 4 до 7 верш, (отъ i8 до 31 см.), а по ширине отъ 4 до 5 верш. (18—22 см.).
На чер. 12 и 13, листъ 14 представлены сопряжешя стропильныхъ ногъ съ затяжками посредствомъ одиночнаго я двойнаго зуба и шипа, при чемъ въ первомъ случае для скреплешя врубки применена скоба, а во второмъ—железный хомутъ. На практике, во всехъ случаяхъ, скобы употребляются чаще болтовъ и хомутовъ.
На чер. 494 представлена ферма Паллад1евой системы о четырехъ бабкахъ. Здесь, следовательно, имеются две трапещи а, е, /, d и а, &, с, d, имеющая общую затяжку и
какъ бы вставленный одна въ другую, а поверхъ ихъ располагаются стропильныя ноги gh и hk для придашя крыше вида двускатной поверхности. Затяжка подвешена въ 4-хъ местахъ (/, ш, и, о).
Такъ какъ при обыкно-
венныхъ размерахъ брусьевъ бабки ставятся на разстояши около 2 саж. одна отъ другой, то таюя стропила могутъ быть устроены надъ пролетами отъ i о до 12 саж.
Средшя бабки (ст и fri) врубаются въ ригель Ъс, который ихъ пере-секаетъ, въ полдерева, такъ какъ все брусья фермы находятся въ одной плоскости. Затяжка дк можетъ состоять изъ частей, которыя сращиваются въ местахъ подвеса къ бабкамъ.
Если мы сравнимъ наслонную систему о двухъ стойкахъ (чертежъ 4, листъ 13) со шпренгельной и итал!анской системой (чер. 3 и 5, листъ 15) съ двумя бабками, то увидимъ, что въ последнихъ двухъ системахъ бабки имеютъ совершенно другое назначеше сравнительно со стойками. Въ на-слонной системе стойки служатъ опорами и работаютъ на сжапе; въ щп-ренгельной и итал!анской системе бабки совсемъ не принимаютъ учаспя въ сопротивлеши грузу крыши, а поддерживаютъ лишь затяжку, предупреждая ея изгибъ, т.-е производятъ небольшую работу на растяжеше.
/^Такъ, напр., усшня, действующая въ точкахъ д и h (чер. 5, листъ 15) разлагаются каждая на две составляющая, изъ которыхъ одна направлена по наклонной стороне трапещи (напр., по а&), а другая—по ригелю Ъс.
423
Первая будетъ сжимать подкосъ аЪ, а вторая ригель—Ъс. Затяжка ad будетъ испытывать растяжеше.
Такъ, предположить, что на точки Ъ и с (чер. 495) одновременно дЪйствуютъ равные грузы Q, Q, которыхъ составляющая, направленный перпендикулярно къ положешю стропильной ноги, равна R — Q Cos а. Это
7Э
усил!е разложиться въ свою очередь на две составляюшдя на Н— — и д sin а
на 8 = -^-, сжимаюпця подкосъ и ригель.
Размеры поперечныхъ сЪчешй этихъ брусьевъ, соответственно дЪй-
ствующимъ на нихъ усил!ямъ, легко выводятся, опредЪливъ минимальный моментъ инерщи (см. стр. 211) изъ формулы
J min = 83 Hl2 min — 83 Sl^
Здесь H и S приняты въ тоннахъ, а I и въ метрахъ.
Если ширина бруса 6, а
Чер. 495.
J тгп =
вышина Л, то
hb*
12 *
ПримЪ'ръ. Положимъ, что jff=4 Z = 5 м., тогда
Jmin = — = 83 X 4 X 25 = 83°°-12
Если Й = 2О см., то ____________
, __3/8зооХ12
6 = ]/ 20 17
(Въ двухъ таблицахъ въ конц-Ь книг-fe показаны величины Jm, принимая — pl* и при отношенш ^ = -|, а также при h = Б).
Такимъ же образомъ определяются размеры поперечнаго сЪчешя и для подкоса аЪ (чер. 495); хотя составляющая 8 всегда будетъ меньше Н, но для удобства сопряжеюй обыкновенно принимаютъ одно и то же поперечное стЬчеше, какъ для ригеля такъ и для подкоса.
§ 62.
£) Подкосная или трехугольная система деревян. стропилъ.
РазсмотрЪнныя нами стропила, какъ наслонныя, такъ и висяч!я, ита-л!анской системы, принадлежатъ къ конструкщямъ статически неопредЪ-леннымъ и могутъ сопротивляться внЪшнимъ усил!ямъ лишь при условш равномерной и симметричной нагрузки. Въ случае же односторонней нагрузки, напр., давлешя ветра, эта конструкщя не вполне отв^чаетъ своему
424
назначетю; таюя стропила, не представляя замкнутой трехугольной системы при такихъ услов!яхъ не могутъ передавать нагрузку на опоры безъ измЪ-нетя своей геометрической формы.
НапримЪръ, по отношешю къ Паллад1евой системе, въ которой главная сопротивляющаяся часть имеетъ видъ трапещй а, 5, с, d (чер. 495), представимъ, что на эту трапещю дЪйствуетъ только одна сила Q, положимъ, правая. Грузъ этотъ не можетъ быть переданъ на опоры безъ изменения геометрической формы трапещй, такъ какъ сила JET, направленная по Ъс и приложенная въ ( . ) с, встрЪчаетъ брусъ cd подъ угломъ и будетъ его вращать около точки d, а брусъ аЪ—около точки а, вслЪдств!е чего форма трапещй изменится и приметъ другой видъ.
Для приведешя системы въ состоите неизменяемое, при дЪйствш
одностороннихъ нагрузокъ, стоитъ только ввести два подкоса х и х, показанные на томъ же чертеже 495 пунктирно; этимъ мы уже переходимъ къ подкосной или трехугольной системе. Очевидно, что при такомъ устройстве пользоваше чердакомъ ‘делается более затруднительными
На чер. 496 схематически представлена такая ферма, состоящая изъ трапещй еЪ с d (какъ въ паллад!евой системе), двухъ бабокъ gb и ch, подвер-женныхъ сжапю и двухъ под-косовъ gf и hf.
Такая ферма представляется статически определенной и, если въ точкахъ abecd
расположить прогоны и на нихъ второстепенный стропильный ноги на разстоянш I саж. одна отъ другой, то въ этшгь^дючкахъ будутъ действовать сосредоточенные грузы и все части/сурощ^ьнрй фермь^-^уду^ъ^испыты-вать или растя/кеьпя^или сжатхе, но /не уЬзхЫб^. | Если же не вводить прогоны, а обрешетить стропила подъ желтаную или какую-либо иную кровлю, то нагрузка расположится равномерно по всей Стропильной ноге и тогда последняя, а также и подкосъ ab будутъ подвергнуты изгибу, а остальныя части или вытягивашю или сжапю.
Детали сопряжешя деревянныхъ брусьевъ, составляющихъ стропильную ферму, остаются те же, что и въ предшествовавшихъ случаяхъ.
На чер. 6, листъ 15, показана стропильная ферма трехугольной системы для пролета въ 5—6 саж. Она состоитъ изъ двухъ стропильныхъ ногъ ас и cb, затяжки ab, бабки cf и двухъ подкосовъ fd и /с, подпираю-щихъ стропильныя ноги въ предупреждеше ихъ изгиба. Сопряжете подкосовъ съ бабкой и со стропильными ногами показаны на чер. 2 и 7,
листъ 15.
Стропила о трехъ бабкахъ трехугольной системы, для пролетовъ отъ 8 до 9 саж., изображены на чертеже 8, листъ 15. Въ такихъ фермахъ грузъ крыши въ значительной своей части передается подкосами cd и fd на средину стропильной затяжки, где она подвешана къ бабке de. Въ такой
425
фермЪ стропильныя ноги и подкосы испытываютъ сжапе, а бабки и затяжки растяжеше.
* Детали сопряжешя частей показаны выше.
Стропила о четырехъ бабкахъ статически определенной конструкщи, при которой внЪшшя усил!я, действующая на ферму въ любомъ направле-ши, передаются на опоры, не выз&в^я никакихъ изменешй въ геометрической форме конструкщи, представлены схематически на чер. 497.
Чер. 497-
Эта ферма напоминаетъ шпренгельную систему, чер. 6, листъ 14, и передаетъ грузъ крыши на четыре опорный точки а, р, о, с, но при этомъ стропила висятъ надъ пролетомъ и опираются только на две наружный стены.
Распоръ стропильныхъ ногъ уничтожается затяжкой ед, а ихъ про-гибъ—брусками, расположенными по трехугольной системе. Въ точкахъ р и о затяжка подвешена къ бабкамъ и здесь можетъ быть устроено ея сращиваше. Для этой цели вполне пригодна самая простая врубка пря-мымъ замкомъ (чер. 498).
Размеры врубки определяются на основашй слЪдующихъ соображешй: если мы имеешь два бруса, срощенные пря-мымъ замкомъ (чер. 498), то такое сое-динеше можетъ разрушаться отъ скалы-вашя выступающей части врубки по площади ае, если е ширина бруса, и отъ сня-т!я боковой грани ке\ поэтому скалыва
Чер. 498.
ющейся части надо дать такую длину, при которой сопротивлеше скалывашю площади ае было равно сопротивление смяпю ке.
Называя черезъ прочное сопротивлеше скалывашю и черезъ —прочное сопротивлеше смяпю дерева на кв. см., мы получимъ для опредЪлешя длины а, уравнеше
Rzae — Т\ке,
откуда
# ___-Й4
к
На основашй опытовъ надъ сосновнымъ деревомъ можно принять:
= ю кг., a = 50 кг. на см2.
426
Толщину к принято, для предупреждена ломкости, делать въ — d, гд'Ь d — высота поперечнаго сЬчешя бруса, поэтому получимъ: а 50 Т~ 10“5’ а такъ какъ к = — 4 ’ то а = — d. 4
СлЪдоват., длина всего соединен!я будетъ
2 а = 2,5 d.
Чтобы сравнить прочность соединешя брусьевъ прямымъ замкомъ съ прочностью щЬльнаго бруса имеемъ:
Сопротивлешеше бруса разрыву.......= Rrde.
т. ^de
„ „ скалывашю ... — R3ae = Rz
Отношеше сопротивлешй..............=
4 -tij
Принимая для сосноваго дерева предЪлъ прочнаго сопротивлешя разрыву R\= 5 10 1
= 62 кг. на кв. см., получимъ для сопротивлешя замка — . ^= co-у сопротивленш разрыву цЪльнаго бруса.
Поэтому, если есть возможность, то лучше для затяжки брать цельный брусъ или скреплять сращиваше желЪзными накладками. ВмЪстЪ съ Т'Ьмъ приведенный соображе-шя указываюсь на то, что при длинныхъ затяжкахъ выгоднее применять вместо дерева болтовое желЪзо, что обыкновенно и делается. БолЪе прочное сращиваше съ помощью же-лЪзныхъ накладокъ показано на чер. 499.
На главный фермы опи-саннаго вида (чер. 497) располагаются въ точкахъ а, к, Z, 5, т, п и с, продольные прогоны, которые нисколько врубаются въ стропильныя ноги (чер. ю и 14, листъ 15) и кромЪ того удерживаются въ своемъ положенш кобылками (а), прибитыми гвоздями.
На продольные прогоны, на разстоянш не болЪе i саж. одна отъ другой, кладутся второстепенный стропильныя ноги (ад и Ьс чер. 497), по ко-торымъ настилается обрЪшетка подъ кровельный матер!алъ.
§ 63.
у) Многоугольная система деревянныхъ стропилъ. Если перекрыпе помЪщенш не требуетъ потолка и стропила остаются совершенно откры
427
тыми, какъ, напр., при устройств^ н^которыхъ заводскихъ или торговыхъ здашй, складовъ и проч, или желаютъ увеличить высоту помЪщешя не увеличивая высоты наружныхъ стЪнъ, то висячая система стропилъ дЪлается безъ затяжки и принимаетъ видъ многоугольной системы, т.-е. ограниченной снизу трехугольникомъ или многоугольникомъ.
Самый простой видъ этаго типа стропилъ представляетъ статически неопределенная ферма (чер. 500), состоящая изъ двухъ стропильныхъ ногъ ас и еЬ и ригеля cd,
Въ такихъ фермахъ распоръ въ точкахъ а и Ъ не уничтожается затяжкой, такъ какъ ее нЪтъ, а передается на опорный стЪны, размеры и ^Ьнструкщя которыхъ должны быть таковы, чтобы сопротивляться, какъ поступательному, такъ и вращательному движению и передавать грузъ крыши безъ всякихъ повреждены фундаменту. ЧЪмъ больше высота опорныхъ стЪнъ отъ ихъ основашя до точки приложешя горизонтальныхъ усилш, темъ болышй опрокидывающш ихъ моментъ; поэтому стараются расположить концы стропильныхъ ногъ не на самую вершину стенъ, а по воз
Чер. 500.
можности ниже, чтобы уменьшить этотъ моментъ. Кроме того, распоръ необходимо распределять равномерно по длине опорныхъ стенъ, для чего вдоль последнихъ на ихъ вершине укладываются горизонтально брусья (мауерлаты), которые принимаютъ на себя распоръ и передаютъ его стенамъ.
Если въ стропилахъ съ ригилемъ (чер. 500) мы будемъ разсматривать трапецпо а с db, какъ главную сопротивляющуюся часть фермы и если предположить, что въ с и d имеются шалниры, а, следоват., оне неспособны воспринимать моменты, то paBHOB'bcie возможно только при условш дЪйств!я въ этихъ точкахъ совершенно оди-паковыхъ вертикальныхъ силъ Р и Р, расположенныхъ симметрично относительно вертикальной средней оси. Наоборотъ, при дЪйствш силы Р только въ одной изъ точекъ, паприм., въ точке с, а въ d она равна нулю, то равновесие невозможно, такъ какъ сила Я, направленная по cd, встретить силу направленную по бруску db, который составляетъ не продолжеше cd, а расположенъ къ нему подъ угломъ, поэтому сила Н ни чемъ не уравновешивается.
Чтобы достигнуть равновешя и устойчивости стропильной фермы, необходимо точки с и d закрепить, сделать невращающимися и способными воспринимать моменты; при такихъ услов!яхъ, если въ (. ) с действуетъ нагрузка Р (чер. 501), то, разлагаясь въ какой-нибудь точке е на две составляющая по направлешямъ еа и eb, встречаетъ противодейств!е опоръ В и Где собственно будетъ находиться точка е, намъ неизвестно; мы знаемъ только, что она должна быть по направлешю силы Р. Следовательно, при принятомъ нами положены точки е, моментъ силы В, относи
428
тельно точки с равенъ jRr, а моментъ силы относительно ( .) d равенъ 7?^. Оба эти момента будутъ вращать части стропильныхъ ногъ ас и db около точекъ с и d и пока скр'Ьплешя въ этихъ точкахъ имЪютъ достаточное сопротивлеше вращенпо—ра-спора на стЪны ле будетъ; онъ проявится лишь въ незначительной степени отъ действия силы, сгибающей брусокъ ас.
Хотя распоръ и уничтожается прочнымъ скрЫплешемъ въ точкахъ с и d путемъ тщательной врубки, желЫзныхъ паковокъ и неразрывной, по всей своей длинЫ, стропильной ноги af, но во всякомъ случае на это нельзя надеяться вслЫдств!е усушки дерева. Для большей жесткости кон-струкщи и неизменяемости геометрической формы, точки с и d соединяются
непосредственно съ опорными точками (чер. 500) брусками ad и сЬ и по-
лучается ферма, ограниченная снизу двумя наклонными поверхностями (Немецкая система). ТЫмъ же требовашямъ удовлетворяютъ и стропила, показанный на чер. 502, въ которыхъ точка f соединяется съ а и Ъ. Такая
ферма является уже геометрически и статически определенной, какъ при равномерной и одинаковой, такъ и при несимметричной и неодинаковой
Чер. 502.
нагрузке, передавая грузъ на опоры. Въ случае дЫйств1я силы Р только въ точке с (чер. 502), она разлагается по направлешю са и cf] первое усшне, переходя въ (.) а, передается на растяже-ше бруска или струнъ af, а второе направляется до точки f и здесь уравновешивается сопро-
тивлешемъ того же стержня af.
Такая ферма носитъ назваше Н Ы м е н к о й.
На чер. 9, листъ 15, представлена стропильная ферма, въ которой затяжка служитъ вмЫсте съ тЫмъ и потолочной балкой. Стропила перекры-ваютъ пролетъ около 15 метровъ, при чемъ затяжка можетъ быть или подвЫшана посредине къ стропильной бабкЫ желЫзной тягой или, какъ это показано на чертеже, подперта деревяннымъ прогономъ, лежащимъ на столбахъ. Въ обоихъ случаяхъ, въ виду значительной длины потолочной балки, она должна быть не цельная, а срощенная посредине, при чемъ, такъ какъ эта балка, кромЫ изгиба испытываетъ и растяжеше, то слЫдуетъ обратить внимаше на прочность срощешя и устроить его съ металлическими накладками и введешемъ поперечныхъ дубовыхъ шпонокъ, какъ показано на чер. 499. Разсматриваемая ферма состоитъ изъ двухъ стропильныхъ ногъ cd и de чер. 9, листъ 15 подстропковъ cf и ед, (въ кои врубаются концы стропильныхъ ногъ), бабки dh и подкосовъ х и у\ всЫ эти части вмЫстЫ съ затяжкой аЪ, находятся въ одной плоскости и схватываются двойными схватками: наклонными к и п и горизонтальными тт. Поверхъ стропильныхъ ногъ вдоль строешя располагаются семь продольныхъ прогоновъ с, о, р, d, г, s, е, удерживаемыхъ, на наклонной поверхности стропильныхъ ногъ, кобылками а (чер. ю, листъ 15). Стропильный фермы размещаются на разстоянш до 2-хъ саженъ одна отъ другой, соответственно располо-
429
жешю простЬнковъ между окнами; наклонные же брусья tu и чтобы дать возможность устройства обыкновенной подрешетки подъ железную кровлю, располагаются на разстояши около i сажени одинъ отъ другого.
Такая система, сокращая расходы на устройство покрьтя верхняго этажа, даетъ въ то же самое время совершенно открытый чердакъ.
§ 64.
II, Смешанная конструкщя стропилъ.
Во многихъ случаяхъ является выгоднымъ и болЪе удобнымъ некоторый части деревянныхъ стропилъ заменять металлическими, при чемъ части, подверженный вытягивашю, делаются изъ железа и дерева, а сжатш, изъ дерева и изъ чугуна. Вместе съ тЬмъ чугунное литье даетъ возмож-
Чер. 503.
ность применять коробки и башмаки при сопряжешяхъ концовъ деревянныхъ брусьевъ, что всегда надежнее и прочнее врубокъ, подвергающихся усушке и изменешямъ.
На чер. 503 до 508, представлены стропила смешанной конструкщи при пролетахъ отъ 8 до 20 метровъ.
Двойными лишями на чер. обозначены деревянные брусья, а одиночными—железные стержни.
На чер. 503 изображена самая простая ферма, висячей системы, въ которой две стропильныя ноги деревянныя, а затяжка и бабка железныя. Въ концахъ стропильныхъ ногъ и въ вершине помещаются чугунный коробки.
На чер. 504—все части деревянныя за исключешемъ бабки, состоящей изъ болтоваго железа.
Такъ называемая немецкая система (чер. 505 ), о которой было уже упомянуто выше, имеетъ две стяжки и бабку болтоваго железа, а осталь-ныя части деревянныя.
430
На чертежахъ 506, 507—изображены фермы смешанной конструкцш американской системы стропилъ, съ верхнимъ св'Ьтомъ въ виде фонаря. Чер. 508, представляетъ ферму раскосной системы.
Детальное сопряжеше частей стропильныхъ фермъ смешанной кон-струкцш и определеше ихъ размеровъ будутъ указаны ниже.
Для покрьтя заводскихъ помЪщешй, складовъ и вообще строешй значительныхъ пролетовъ, открытыми стропилами, можетъ быть применена смешанная ферма висячей конструкцш (чер. и, листъ 15), въ которой только затяжка и часть бабки железная, а остальныя части все деревянныя.
Съ нижней стороны, деревянные брусья и схватки, составляющее ферму, образуютъ многоугольникъ а, &, с, d,
Стропила состоятъ изъ двухъ стропильныхъ ногъ gh и 1гк} врублен-ныхъ концами въ мауерлаты д и к, послЪдше расположены на стойкахъ и, вершины коихъ обхватываются двумя схватками, составляющими продол-жеюе затяжки be изъ бол-Чер. 507. товаго железа. Сопряжеше
схватокъ съ железной за-тяжкой показано на чер. 13, листъ 15. Для поддержашя каждой стропильной ноги вводится два подкоса а о и п с> подпирающде ногу въ yF ~ |||^’ двухъ м^стахъ. Отклонеше
подкоса п с во внутрь предупреждается введешемъ двойныхъ схватокъ въ виде ригеля cd.
Затяжка подв'Ьшана къ бабке h болтомъ hr, какъ это показано на чер. 12, листъ 15.
Стропила могутъ быть подшиты снизу досками, что и показано на нашемъ чер. и. Это придаетъ всему внутреннему помещение более законченный видъ.
Если помЪщеше, перекрываемое этими стропилами, должно быть теплое, то, поверхъ подшитыхъ брусьевъ, располагается настилъ изъ толстыхъ досокъ или пластинъ, на которомъ устраивается смазка и насыпается слой дурнаго проводника.
Фермы располагаются черезъ каждый 2 саж.; второстепенный же стропильныя ноги на разстоянш не болЪе т саж., для устройства обрешетки обыкновеннаго типа подъ желЪзную кровлю.
Очень удобно применяется смешанная конструкщя къ немецкой системе стропилъ, въ общемъ виде указанныхъ на чер. 505, а детально изображенная на чер. i, листъ 16. Стропила могутъ быть расположены надъ пролетомъ до 15—16 метр., one состоятъ изъ деревянныхъ стропильныхъ ногъ, горизонтальнаго ригеля ей, въ виде двойныхъ схватокъ изъ толстыхъ досокъ, железныхъ болтовыхъ тягъ ае и eb и такой же подвески ef изъ круглаго железа.
431
Въ вершине стропильный ноги сопрягаются посредствомъ особой чугунной коробки, детально изображенной на чер. 2, А, В, С, листъ 16. Черезъ коробку проходитъ болтъ, подхватывающш ригель и скр'Ьпляющш коньковый брусъ съ вершиною стропилъ.
Наиболее простой способъ сопряжешя подвЪски ef со схватками ригеля и концами железныхъ стяжекъ—детально показанъ въ фасадЕ, планЕ и разрЕзЕ на чер. 2, Л, Б, С, листъ i6.
Концы стропильныхъ ногъ упираются въ чугунные башмаки, лежапце на каменныхъ стенахъ, при чемъ, какъ видно изъ чер. 3, листъ 16, болтъ проходитъ черезъ дерево стропильной ноги сквозь заднюю стЕнку башмака и завинчивается гайками. Просверливаше дерева длинной цилиндрической скважиной, составляетъ слабую сторону этого скрЕплешя, поэтому удобнЕе устраивать такъ, какъ показано на чер. 7, того же листа.
ЗдЕсь стяжки оканчиваются развилиной, обхватывающей конецъ стропильной ноги. Развилина оканчивается проушинами, черезъ который, а
также черезъ дыры, просверленный въ двухъ вертикально ЧеР* 5°&
поставленныхъ уголкахъ, проходитъ болтъ. Съ об'Ьихъ сторонъ конца стропильной ноги, для избЕжашя смятия, привинчиваются шурупами двЕ же-лЕзныя накладки. Конецъ
стропильной ноги устанавливается на подкладочный камень.
Поверхъ стропильныхъ ногъ (чер. i) располагаются продольные брусья на разстоянш 2 метровъ одинъ отъ другого, а на нихъ—или непосредственно настилается сплошной дощатый настилъ подъ соответственный кровельный матер!алъ или укладываются, съ промежутками до i саж., второстепенныя стропильныя ноги, къ которымъ прибивается обрЕшетка подъ желЕзную
кровлю.
На чер. 4, листъ хб, показанъ образецъ стропильной фермы смешанной конструкцш съ двумя железными подвесками и затяжкой; осталь-ныя части деревянный. Стропила располагаются надъ пролетомъ въ 8—9 саженъ и поддерживаютъ продольные брусья, на которыхъ лежатъ второстепенныя ноги, несущ1я обрешетку подъ железную кровлю.
Если таюя фермы перекрываютъ котельное помЕщеше, мастерсюя и т. п., то продольные брусья обшиваются снизу и сверху досками, какъ показано детально на чер. 6, листе 16. Нижняя дощатая обшивка обивается войлокомъ или соломенными матами и дранью и оштукатуривается, а верхшй настилъ покрывается железомъ.
Таюя стропила будутъ вполне определенной треугольной системы, если добавить, еще три железныхъ стержня, какъ это показано на чер. листъ хб, пунктирно по направлешямъ а Ъ} Ъ с и b h. Введя подвеску ригеля fд болтомъ bhj мы получаемъ возможность воспользоваться ригелями для устройства теплаго горизонтальнаго потолка, расположивъ на его верхнюю '^поверхность накатъ изъ пластинъ съ надлежащей смазкой, а нижнюю по
432
верхность обшить тесомъ и оштукатурить по войлоку. При такихъ усло-в!яхъ внутренная наклонная подшивка досками по прогонамъ делается лишь отъ d до f и отъ е до д.
Сопряжешя частей строительной фермы въ точкахъ d и а показаны детально на чер. 5, листе 16, въ плане и въ двухъ разрезахъ.
Чугунный башмакъ d приспособленъ къ пом'Ьщешю конца стропильной ноги и къ закр'Ьплешю съ помощью горизонтальнаго болта концовъ двойной болтовой затяжки da. Въ точке а, сопрягаются концы двойной затяжки da, деревяннаго подкоса и двухъ железныхъ стержней af и ас; если же система приведена въ треугольную связь, то и стержня а Ъ, показаннаго пунктиромъ.
§ 65.
Американская система висячихъ стропилъ смешанной конструкщи.
Укр'Ьплеше стропильныхъ ногъ въ этой системе достигается введешемъ болтовъ и подкосовъ, что даетъ возможность устраивать перекрыпя весьма значительныхъ пролетовъ, подвергая весь матер!алъ, составляющш ферму, работать или на изгибъ или на сжапе, направленный по оси стержней не вызывая въ частяхъ дЪйств!е неуравновЪшенныхъ и неопредЪленныхъ моментовъ вращешя.
Назваше свое эта система вероятно получила вслЪдств!е сходства съ мостовыми американскими фермами, состоящими изъ двухъ поясовъ, между которыми располагаются болты и подкосы; впрочемъ эта же система носитъ назваше английской.
На чертеже 506 и 507 показаны схематически два примера такихъ стропилъ смешанной конструкщи надъ пролетами отъ 12 до 20 метр., съ верхнимъ св'Ьтомъ въ виде фонаря надъ конькомъ крыши. При равномерной симметричной или неравномерной и несимметричной нагрузке такой фермы—подкосы всегда подвержены сжапю, а болты и затяжка растяжешю.
Достаточно поверхностнаго взгляда, чтобы видеть ясную и простую конструкщю этой системы, въ которой дерево и железо размещены соответственно своимъ свойствамъ. Благодаря простоте и ращональности, эта конструкщя, преимущественно передъ другими, применяется при устройстве металлическихъ стропилъ изъ железа и чугуна, т.-е. изъ более дорогого, сравнительно съ деревомъ матер!ала, такъ какъ она требуетъ наименьшей затраты этого матер!ала.
Въ примере, изображенномъ на чер. 506, стропиьныя ноги, затяжки и подкосы—деревянные, а вертикальный части изъ железныхъ полосъ круглаго поперечнаго сечешя. Во-второмъ примере (чер. 507)—подкосы чугунные или железные, затяжка тоже железная и къ средине несколько приподнятая, что даетъ возможность, уменьшая длину подкосовъ, увеличивать этимъ ихъ сопротивлеше на сжапе.
Подробности устройства американской стропильной фермы, смешанной конструкщи, показана на чер. 7, листъ 17, для пролета отъ 12 до 14 метр.
Тавдя стропила могутъ быть устроены надъ мастерскими, котельной, па-ровознымъ депо и т. п. Прочное сопряжете покосбвъ и болтовъ со стропильной затяжкой достигается съ помощью чугунной коробки (чер. 8, листъ 17), скрепленной съ затяжкой болтами. Въ вершине стропилъ помещается коробка (чер. 9, С), сходная съ показанной на чер. 2, листе 16, разница лишь въ томъ, что здесь имеются два двойныхъ ушка, съ которыми скрепляются тяги х и у, помещенный въ фонаре.
Къ стропильной затяжке, перекрывающей фонарь, струны х и х прикрепляются съ помощью болтовъ, какъ показано на чер. 9, D, листъ 17.
§ 66.
Растяжная система стропилъ смешанной конструкщи.
Для предупреждена изгиба, стропильныя ноги въ растяжной системе укрепляются слЪдующимъ образомъ: предположимъ, что мы имЪемъ равномерно-нагруженную стропильную ногу аЪ (чер. 509); въ средине ея, тамъ, где действуетъ наибольший изгибающш моментъ, поставимъ въ плоскости ноги столбикъ или подпорку с d и соединимъ конецъ ея d съ концами а и Ъ стропильной ноги струнной или железной полосой. При такихъ условь яхъ подпорка будетъ сжата, а струна подвержена растяжешю. Пока струна не изменитъ своей длины и точки с и d не переместятся — стропильная нога не прогнется, такъ какъ она въ точке с будетъ лежать, какъ на постоянной опоре и изгибаюпця ее усил!я передадутся на концы стропильной ноги, где уничтожаются сопротивлешемъ сжапю.
Если мы две, укрепленный такимъ образомъ стропильныя ноги, соединимъ затяжкой df (чер. 509), то получимъ вполне законченную ферму (какъ это показано пункти-ромъ), непроизводящую никакого распора на стены. Такая ферма носитъ назваше рас-т.яжной системы или системы Polonceau.
Чтобы предупредить про-висаше затяжки, она подвешивается къ вершине стропильныхъ ногъ тягой Ъе.
Смотря по величине перекрываемаго пролета и длине стропильныхъ ногъ, система усложняется введешемъ 2, 3 и более подпорокъ, какъ это показано на чер. 510, Л, В, С и В.
При устройстве смешанныхъ по матер!алу стропилъ по системе По-лонсо—дерево служитъ для стропильныхъ ногъ, чугунъ и дерево для подпорокъ и железо, въ виде круглыхъ или прямоугольныхъ полосъ, для струнъ.
На чер. I, листъ 17, представлена такая ферма съ деталями, для пролетовъ отъ 12 до 15 м.
Уже одинъ изящный и правильный видъ этой фермы внушаетъ пол
28
434
ное довЪр1е къ ея прочности и неизменяемости подъ вл!яшемъ груза. Детали сопряжешя металлическихъ частей съ деревянными и между собой— просты и удобны.
Въ точке М (чер. I, листъ 17), кроме вертикальнаго подвеса R М, затяжка встречается еще съ концами горизонтальной продольной тяги, связывающей стропила по длине. Изъ чер. 4 4 и В, видно, что для сопряжешя четырехъ горизонтальныхъ и одного вертикальнаго конца болтоваго железа, применены два железныхъ диска, между которыми проходятъ проушины сопрягающихся частей и свинчиваются болтами.
Въ вершине стропильныхъ ногъ помещена чугунная коробка (чер. 3, С и JD), снабженная шипомъ, на который насаживается коньковый прогонъ d, связывающш фермы по длине.
Взаменъ чугунной коробки применяется и изогнутая железная полоса а, 5, с (чер. 6, на томъ же листе), которая привинчивается къ дереву болтами,
Чер. 510.
а къ ней, въ свою очередь, прикрепляются угольниками и заклепками две вертикальный железныя доски, между которыми вставляются проушины трехъ тягъ.
Коньковый брусъ закрепляется угольниками и болтомъ.—Точно также две железныя накладки служатъ для скреплешя нижняго конца чугуннаго столбика съ тремя концами болтоваго железа (чер. 5, Е и F).
Чер. Е изображаетъ разрезъ по хх, изъ котораго видно, что этотъ конецъ столбика оканчивается проушиной; другой же его конецъ отлитъ вилкой, обхватывающей стропильную ногу и соединяющейся съ ней сквоз-нымъ болтомъ.
Столбикъ въ поперечномъ сечеши имеетъ видъ креста (чер. д).
Таюя фермы, установленные на разстояши до 4 метровъ одна отъ другой, поддерживаютъ продольные прогоны, на которыхъ располагаются второстепенный стропильныя ноги, служапця для устройства надлежащей обрешетки, соответственно кровельному матер!алу.
§ 67.
Кружальная система стропилъ.
Стропила, въ которыхъ главную часть составляетъ арка деревянная или металлическая,—могутъ быть отнесены къ кружальной систем-fc, схематически изображенной на чер. 51 г.
Здесь, сопротивляющуюся часть, составляетъ полуциркульная арка А С В, сделанная изъ дерева и напоминающая кружальное ребро; откуда и назваше системы. Вообще матер!аломъ, наиболее удобнымъ для этихъ стропилъ, служитъ дерево и лишь въ рЪдкихъ случаяхъ—металлъ.
Иногда, впрочемъ, вводится затяжка А В изъ болтоваго железа, при чемъ однако чистый типъ кружальной фермы затяжки не имЪетъ.
Поверхъ деревянной арки, въ одной плоскости съ нею, располагаютъ стропильныя ноги 1)Н и НК, придаются покрьтю видъ двускатной крыши.
Связь между кружаломъ и стропильными ногами достигается схватками DE, IG, НС к т. д., рас
положенными нормально къ кривой.
Криволинейная часть фермы изготовляется или изъ досокъ, поставленныхъ на ребро или плашмя. Въ первомъ случае мы имЪемъ стропила системы „de I’Orme", во второмъ „Ешу“.
Для приготовлешя фермы изъ досокъ, поставленныхъ на ребро, сперва, соответственно рад!усу кривой, делаются изъ досокъ толщиною I1/* до 2 верш.,—косяки (чер. 512), которые накладываюсь другъ на друга въ нЪсколько слоевъ (чер. 512 и 513), но такъ, чтобы стыки ихъ были въ перевязку, и сбиваются деревянными или железными гвоздями, какъ это показано на чер. 513. Длина каждаго косяка зависитъ отъ рад!уса кривизны и ширины досокъ изъ которыхъ они вырезаются. Сначала приготовляюсь шаблонъ, соответствующш косяку, и обчерчиваютъ его на по
Чер. 512.
Чер. 513.
верхности доски (чер. 512). Затемъ, лишшя части обтесываюсь или опиливаюсь, причемъ получаются косяки длиною отъ 1% до 3 арш., смотря по ширине доски, которая впрочемъ должна давать возможность выпилить косякъ шириною не менее 4 верш.
28*
436
Толщина и число дощатыхъ слоевъ въ каждой ферме увеличиваются соответственно величине пролета и можетъ быть взята изъ следующей таблицы *).
Таб. XXXIII.
Пролетъ. Число досокъ. Толщина доски.
Отъ 7,5 до 11,5 м. 2 доски 4 см.
» 11,5 -12,5 „ 2 , 5 я
„ 12,5 -14,0 „ 3 я 4 „
14,0 — 15,75 „ 1 въ средний 1 6 я
J по сторонамъ по 1 . . . 4 ,
Я 15,75 — 17,27 „ 3 доски 6 я
Разстояше между стропилами принимается отъ 3,5 до 4 метровъ.
Недостатокъ этихъ стропилъ заключается bo-i-хъ, въ томъ, что не имея затяжки, оне проявляютъ распоръ, который передается на стены. Поэтому стены должны иметь надлежащее утолщеше и чемъ ниже точка Л, чер. 511 (приложешя распора) темъ большее сопротивлеше окажутъ опоры; во-2-хъ,—вырезая изъ досокъ отдельные косяки, мы частью пере-резаемъ продольный волокна дерева, что уменыпаетъ его сопротивлеше.
Кружальныя формы по системе „Ету“, составляются тоже изъ досокъ, но уже изъ цельныхъ и расположенныхъ горизонтально одна на другую (чер. 514). Доски стыкаются въ перевязку и связываются другъ съ дру-гомъ въ одно целое или въ одинъ криволинейный брусъ, помощью хомутовъ и болтовъ, какъ показано на чертеже. Въ схематическомъ виде ферма представляетъ такой же видъ, какъ и предшествовавшая система (чер. 511).
Чер. 514.
Если съ нижней своей поверхности кружальныя стропила должны быть обшиты досками и представлять сплошную цилиндрическую поверхность, то они размещаются на небольшихъ разстояшяхъ (отъ о,8 до i ,5 м.) и при этомъ получается весьма красивое и прочное покрьте при значи-тельныхъ пролетахъ.
‘) G. Wanderley, стр. 235.
437
Введете въ ферму, для уничтожешя распора, железной затяжки совершенно портитъ видъ и стЪсняетъ пом'Ьщеше.
Главный недостатокъ дерева, какъ матер!ала для стропилъ, его сгораемость. Что касается долговечности, то хотя, въ этомъ отношеши, оно и уступаетъ металлу, но мы знаемъ, что находясь постоянно въ сухомъ помЪщеши, закрытомъ отъ дождевой влаги—дерево не только не теряетъ своей прочности, но, наоборотъ, съ течешемъ времени, твердость его увеличивается. Стропила на чердаке находятся именно въ этихъ благопр!ят-ныхъ услов5яхъ и опытъ показалъ, что по прошествш ста и болЪе летъ ихъ дерево делается такъ крепко, что его какъ говорится „не беретъ топоръ“. Лишь те части на которыя действуетъ влага, какъ, напр., концы стропильныхъ ногъ и затяжекъ, а такъ же и те, которыя подвергались вл!яшю дождя и снега, располагаясь близъ слуховыхъ оконъ—сохраняются не долго.
При разборке деревянныхъ стропилъ старыхъ здашй встречается нередко именно такое крепкое дерево. Фактъ этотъ склонны объяснять темъ, что въ старину былъ лесъ лучшаго качества, чемъ въ наше время. Но подобный предположешя не верны и ни на чемъ не основаны. Во времена глубокой древности, какъ это видно, напримеръ, изъ советовъ Вит-рув!я, дерево, находясь при обыкновенныхъ услов!яхъ на открытомъ воздухе, такъ же быстро пропадало. Свайныя постройки до историческихъ временъ, открытыя въ швейцарскихъ озерахъ, сохранились, конечно, не потому, что въ те далеюя времена было дерево особаго качества, а потому, что, благодаря постоянному пребывашю подъ водой, оно консервировалось и не разлагалось. Точно такъ же сохраняются мнопе сорта дерева, въ томъ числе и хвоя, находясь постоянно въ сухомъ помещешй, доступномъ проветривашю.
Итакъ, чтобы увеличить долговечность деревянныхъ частей стропильныхъ фермъ, нужно стараться прикрывать ихъ, какъ можно, тщательнее отъ вл!яшя дождя и снега, т.-е. позаботиться о непроницаемости кровли и правильныхъ стоковъ дождевой и снеговой воды. .
Сгораемость дерева, опасность его въ пожарномъ отношеши устраняется гораздо трудней. Правда, есть составы (большею частью неоргани-чесюя соли) для пропитывашя дерева, которые делаютъ его не воспламеняемым^ но эти способы до сихъ поръ обходятся такъ дорого, что не окупаютъ затратъ и на практике не применяются. Тамъ, где требуется огнестойкое покрыпе, выгоднее устроить стропила металли-чесюя.
§ 68.
III. Стропила металличесюя.
Строго говоря, хотя железо и не воспламеняется, и не даетъ пищи для огня во время пожара, но не следуетъ забывать, что въ сильномъ жару (более 8оо°) оно размягчается, теряетъ свою крепость и прогибается отъ лежащей на немъ тяжести. Главнымъ образомъ это угрожаетъ темъ постройкамъ, которыя вмещаютъ въ себе значительный количества горю-
438
чаго матер!ала, какъ напр., товарные склады, амбары и т. п. Таюя строешя должны быть покрыты или сплошнымъ сводомъ, или несгораемымъ по-толкомъ, въ которомъ если и есть желЪзо, то изолированное слоемъ цемента или обожженной глины, какъ было указано въ статьЪ о потолочныхъ покрыпяхъ.
Металлическая конструкщя стропилъ впервые появилась въ концЪ 18-го столЪпя во Франщи.
Въ 1785 году архитекторъ Ango въ Boulange построилъ желЪзныя стропила надъ пролетомъ въ 6,5 м. ЗатЪмъ примЪнеше чугуна и желЪза стало входить въ конструкщю стропилъ, главнымъ образомъ, во Франщи и Англш и выразилась въ своей полной разработка въ 1850 году въ прекрасно выполненномъ архитекторомъ Cubitt покрыты главнаго здашя на i-й всем!рной выставкЪ въ ЛондонЪ.
Къ числу первыхъ железныхъ конструкцш, появившихся во Франщи еще въ 1830 г., принадлежитъ весьма изящная и остроумно . придуманная система инженера Polonceau, о которой уже было упомянуто выше при разсмотрЪнш стропилъ растяжной системы и смешанной конструкцш.
Въ настоящее время, благодаря усовершенствовашямъ въ прокаткЪ железныхъ полосъ различныхъ поперечныхъ сЬченш какъ по формЪ, такъ и по размЪрамъ, а главное—удешевлешю этого матер!ала—желЪзная конструкщя стропилъ стала бол'Ье доступной и получила широкое примЪне-ше на практик^ даже при постройкЪ обыкновенныхъ городскихъ домовъ, не говоря уже о болЪе или менЪе значительныхъ монументальныхъ зда-шяхъ.
Металличесюя стропила устраиваются почти исключительно висячей системы различныхъ конструкцш.
439
По сравнешю съ деревянными, при покрьтй значительныхъ проле-товъ, металличесюя стропила въ большихъ населенныхъ центрахъ обходятся не только не дороже, но даже дешевле.
Подробное изучеше и проектироваше жел'Ьзныхъ стропилъ входить въ особый курсъ, поэтому я считаю возможнымъ ограничиться здЪсь раз-смотрЪшемъ лишь тЪхъ прим'Ьровъ стропилъ, который чаще всего приходится применять на практик^, а именно:
i) Американская или англ!йская система (чер. 515), о которой было уже упомянуто выше (чер. 506, 507 и чер. 7, листъ 17). Она состоитъ изъ стропильныхъ ногъ и затяжки (зам'Ьняющихъ какъ бы нижнш и верхшй поясъ американской раскосной балки), а между ними располагаются вертикально поставленные стержни и подкосы, при чемъ уклонъ посл'Ьднихъ направленъ къ срединЪ стропильной фермы. Это направлеше подкосовъ (щагоналей) служитъ отличительнымъ признакомъ англшской системы.
Чер. 517.
2) БельНйская конструкция (чер. 516 и 517), сходная съамери-
канской, характеризуется обратнымъ направлешемъ наклона подкосовъ, т.-е. отъ средины фермы къ ея концамъ. Такъ называемые вертикальные стержни расположены или отвесно (чер. 516), или н'Ьскольно наклонно, нормально къ стропильной ногЬ (чер. 517).
3) Растяжная система (Polonceau) самой простой коцструкщи представлена ria чер. 518 и на чер. 519 болЪе сложнаго вида для пролетовъ болЪе 15 м., съ поддержкой стропильной ноги въ трехъ м^-
стахъ, тремя столбиками.
4) Русская (сетчатая) система покрыт!я инженера В. Г. Шухова въ общемъ видЪ состоитъ изъ металлической сЬтки криволинейной формы, расположенной на опорахъ и стящ^гой затяжкой АВ (см.
чер. 559).
Все покрьте удерживается въ равновЪсш безъ помощи дополнитель-ныхъ частей въ видЪ стропильныхъ фермъ, прогоновъ и пр. При проле-летахъ болЪе 12 м., кромЪ горизонтальной затяжки, вводятся таковыя и въ другихъ плоскостяхъ, какъ это показано на чертеж'Ь наклонными пунктирными лишями AF и BE.
440
Въ плане покрыпе имеетъ видъ сетки.
Желающимъ иметь более подробный свЪдЪшя по конструкщи и расчету металлическихъ стропилъ рекомендую сочинеше Max Forster’a — die Eisenkonstruktionen der Ingenieur-Hochbauten (III Absch., die eisernen Dach-konstruktionen. Стр. 119) *). Мы же ограничимся лишь краткимъ изложе-шемъ.
Переходя къ разсмотрЪшю способовъ построешя металлическихъ стропилъ, зам'Ьтимъ, что въ настоящее время матер!аломъ для нихъ служить почти исключительно железо. Чугунъ применяется довольно редко и то лишь для отливки некоторыхъ частей второстепеннаго значешя, какъ-то: башмаковъ, коробокъ, подкладокъ и т. п., а также иногда для столби-ковъ въ системе Polonceau.
Для стропильныхъ ногъ применяется угловое, тавровое, двутавровое, а иногда и швеллерное железо; для затяжекъ и вообще частей, подвержен-
ныхъ растяжешю,— болтовое, полосовое и угловое железо, а для частей, подверженныхъ сжатию,—угловое и тавровое.
Болтовое железо неудобно въ соединешяхъ, поэтому его редко упо-требляютъ.
§ 69.
А. Скреплен1я стропильныхъ частей между собою делаются болтами и заклепками съ помощью накладокъ, прокладокъ и подкладокъ изъ плоскаго прокатнаго железа.
Укажемъ первоначально на нЪкоторыя о б щ i я правила, которыми надо руководствоваться вообще при проектировали сопряжешй между железными частями.
Толщина заклепокъ (чер. 520) зависитъ отъ толщины соединяемыхъ частей. Заклепки слишкомъ тонк!я неудобны, потому что он!> не могутъ достаточно прижать другъ къ другу соединяемыя части; слишкомъ толстыя заклепки, ослабляя соединяемый части, подверженный растяжешю, кромЪ того при охлаждеши, своимъ на-жат1емъ могутъ повредить прочности соединешя.
Если d—д!аметръ заклепки, 3—толщина жел'Ьзныхъ листовъ или полосъ, то отношен! е г должно быть = отъ 1,75 до 2,5. Обыкновенно принимаютъ о
у = 2, т.-е. d = 2 3. о
*) Это сочинеше имеется и на русскомъ язык'Ь въ перевод^ инженеровъ А. Н. Ефремова и В. С. Лаврова подъ редакщей проф. Н. Н. Митинскаго. Оно еще не закончено переводомъ.
441
Наиболее употребительный заклепки следующихъ дтаметровъ: 0,75, 1, 2, 1 . 5,1 . 6Г 2.0, 2.3 и 2.5 см.
Длина заклепокъ определяется по числу соединяемыхъ частей и ихъ толщине; во всякомъ случае она не должна превосходить 4 d. ?
Въ частяхъ, подверженныхъ сжарю, заклепки должны совершенно ^плотно заполнять дыру, и такая продырявленная полоса сопротивляется сжаНю, какъ цельная.
По Тетмейеру при склепке полосъ, толщина коихъ 8 менее 1,2 см.,д!аметръ заклепки
d = 8 + 1,0 см.
Если же толщина железа более 1,2 см., то
d = 0,5 8 + 1,6 см.
При накладывали полосъ одна другую дыры, для заклепокъ должны образовать правильное цилиндрическое от-верспе; число неправильныхъ, какъ это показано на чер. 521, допускается не более 5°/0 отъ всего числа дыръ.
Дыры въ железныхъ полосахъ или просверливаются или пробиваются; по-следшй способъ хотя и сокращаетъ работу, но нередко настолько повреждаетъ края отверсНй, что этимъ значительно уменьшаетъ сопротивлеше железа на смяпе. Поэтому во многихъ случаяхъ пробивка дыръ не допускается, а требуется просверл ива nie.
Какъ при томъ, такъ и при другомъ способе следуетъ тщательно удалять зазубрины по краямъ дыры.
При хорошей работе шляпка должна располагаться центрально относительно окружности дыры, плотно и неподвижно прилегать къ соединеннымъ частямъ.
Въ последнемъ можно легко убедиться, постукивая молоточкомъ по шляпке съ одного конца заклепки и придерживая пальцемъ съ другого; малейшее движеше заклепки будетъ ощутительно. Ташя заклепки должны быть вырублены и заменены новыми.
При сращиваши двухъ полосъ, усшпя Р и Р, действующая на срезъ заклепки (чер. 520), не совпадаютъ въ одну прямую и составляютъ пару силъ съ моментами Jf=P8, если 8 толщина каждой полосы. Это усшпе будетъ сгибать заклепку, а не срезывать ее, поэтому так!я соединешя лучше заменять способомъ, указаннымъ на чер. 523, при которомъ оба усшпя, действующая въ разныя стороны, совпадаютъ въ одну прямую.
При сращиваши трехъ полосъ или двухъ съ помощью накладокъ снизу и сверху р
(чер. 522) въ стыкаемой полосе напряжеше равно Р, а въ накадкахъ по Теоретически 8 должна быть = 2 8Ь но на практике накладки всегда делаются несколько толще.
Заклепки разсчитываются только на срезъ, при чемъ въ виду высокаго каче-
442
.4
ства железа, употреоляемаго на этотъ предметъ, сопротивлеше принимается = -
отъ сопротивлешя на разрывъ. 4
Принимая последнее —1000 кг., напряжеше на срезъ выразится = - X Ю00 = = 800 кг. 5
Усил1е N, допускаемое на одну заклепку, при сопряженш съ однимъ перерезывашемъ, т.-е. двухъ полосъ безъ накладки (чер. 520), выразится:
800.
4
Принимая все действующее на сопряжете усшпе равнымъ Р, число заклепокъ п определится изъ уравнешя
Если сопряжете двухъ полосъ делается съ помощью накладокъ (чер. 522) или состоитъ изъ трехъ полосъ, то срезъ будетъ въ двухъ поперечныхъ сечешяхъ заклепки (соединеше съ двойнымъ перерезывашемъ), поэтому
N= 2—800
4
(Ъ).
_ Р П ~ 2 ''
800
Усшпе на смяпе дыры отъ давлешя заклепки, на основаши многочисленныхъ опытовъ, берется въ пределахъ отъ 1200 до 1400 кг. на кв. см., причемъ полуцилин-дрическая поверхность (чер. 524) принимается за плоскую въ виде прямоугольника, у котораго высота 3 равна толщине листа (полосы), а ширина d—д!аметру дыры.
Поэтому величина усшпя на каждую заклепку выразится
3 . 1200 ............(с),
443
а число заклепокъ
Р Р d 8 1200
(d).
Для правильнаго размещешя
заклепокъ следуетъ определить разстоян!е
ихъ отъ края железа и между собой, чтобы предупредить разрывъ въ этихъ местахъ железныхъ полосъ.
Изъ чертежа 522 видно, что при недостаточныхъ размерахъ, заштрихованная часть железа abed, лежащая передъ заклепкой, можетъ быть выдавлена, чему оказываетъ сопротивлеше на срезъ железо по лишямъ Ъа и de (если пренебречь небольшими отрезками bf и dg), равное
2 х 8.800 кг.,
а такъ какъ давлеше на стенки дыры, какъ мы видели (урав. с) равно d 3 1200, то для одновремен-наго смяпя и среза необходимо равенство этихъ двухъ напряже-
шй, то-есть
2 х 3 . 800 = d о 1200,
откуда
3 7 х = - d.
4
а разстояше центра дыры отъ боковыхъ краевъ полосы должно быть
3 , , d 5 , 4^+2 = 4d-
На практике, придерживаясь некоторая запаса, прини'маютъ р а з с т о-я н i е х отъ центра заклепки до края полосы по направленiw растягивающаго у с и л i я равнымъ 2 d\ следовательно наименьшая ширина b (чер. 525) сопрягающихся полосъ должна быть
6 = 3 d.
Чер. 526.
Чер. 525.
Точно такъ же определяется и взаимное разстоян!е заклепокъ одна отъ другой (чер. 526), причемъ это разстояше должно быть не менее 2,5 и не
444
более 5 д!аметровъ заклепки. При большемъ разстоянш части полосъ между заклепками могутъ неплотно прилегать одна къ другой. Наилучшимъ разстояшемъ между центрами заклепокъ принимается отъ 3 до 4 д!аметровъ.
При определен]и поперечныхъ сечешй полосъ, подверженныхъ растяжешю необходимо принимать во внимаше ослаблете ихъ дырами для заклепокъ; нужно, чтобы такъ называемое полезное поперечное с е ч е н 1 е, т.-е. то, которое остается за вычетомъ дыръ, равнялось бы теоретически определенному. Следов, последнее должно быть увеличено соответственно числу дыръ.
Если все заклепки расположены въ рядъ (чер. 527), то, при болыпихъ напряже-шяхъ, потребуются слишкомъ значительный поперечный измерешя полосъ, что уве-личиваетъ безполезную затрату металла, поэтому приходится располагать не одинъ, а несколько рядовъ заклепокъ, придерживаясь следующаго правила:
Если для с о п р я ж е н i я требуется более одной заклепки, то теоретическая ширина полосы увеличивается первоначально на одинъ д!аметръзаклепки (чер. 529); затемъ на два, съ постановкою двухъ заклепокъ; потомъ на три—съ тремя заклепками и т. д.
Пояснимъ это правило примеромъ:
Положимъ, что вертикальная полоса, толщиною въ 1,2 см., подверженная растя-гивающимъ усил!ямъ въ 17280 кг., прикрепляется къ горизонтальной полосе съ по-
мощью двухъ накладокъ (чер. 527 и 528). Д1аметръ заклепокъ 2 см., а прочное сопротивлеше железа принято въ 900 кг. на см2.
Следовательно, теоретическое поперечное сечеше f полосы д. б.
f =
17280
900
—19,2 см2.
Разсчитывая на срезъ двухъ поперечныхъ сечешй каждой заклепки, согласно предшествовавшей формулы (&), для прочности сопряжешя требуется:
Р 17280
п =-----= ——-—= 3,4 со 4 заклепки.
2 42.800 2 3 * *’ Ц-2 .800
4 4
А по отношешю къ сопротивлешю дыры смятпо по формуле (d) получимъ: _ Р 17280 _ „
1 d 8 . 1200 ~ 2,0.1,2 X 1200 6 заклепокъ>
которыя и должны быть поставлены.
Если эти шесть заклепокъ расположить въ рядъ, какъ это показано на чер. 527г то при разстоянш между центрами дыръ, равнымъ 3 d, т.-е. 6 см., а отъ края полосы
445
по 1,5 d, т.-е. 3 см., то вся ширина полосы д. б. = 5 X 6,0 + 2 X 3 = 36, при этомъ за вычетомъ дыръ остается площадь поперечнаго сечешя равная:
/'= (36 — 6 X 2) . 1,2 = 28,8 см2.
Но на основаши вышесказаннаго, памъ необходимо только f = 19,2 см2, следовательно такое размЪщеше невыгодно, такъ какъ требуетъ более 30°/0 излишняго матер! ала.
Если расположить такъ, какъ показано на чер. 528, т.-е. два ряда по 3 заклепки, то при толщине железа въ 1,2 см., за вычетомъ >трехъ дыръ, полезная ширина по-лосы должна оставаться — —4г- = 16 см.; а вся ширина вместе съ дырами получает-1,л
ся = 16 + (3 X 2,5) = 22,0 см., при чемъ разстояше между центрами дыръ, какъ это показано на чертеже, делается=4 d, т.-е. 8 см. При такомъ размещены получается уже значительная эконом!я въ материале, но все же способъ, указанный на чер. 529, зна-19 2
чительно выгоднее. Здесь къ необходимой ширине полосы, равной = 16 см. при-1
бавляется только одна дыра д!аметромъ въ 2 см.; следовательно вся ширина полосы получается только въ 18 см. Во второмъ ряду расположено две дыры, а въ третьемъ— три; всего 6 заклепокъ, какъ это требуется по расчету. Каждая заклепка принимаете
1 17280
на себя сопротивлеше равное отъ ^действующей силы Р, ,т.-е. —-— =2 880 кг. Въ
первомъ ряду полезная площадь полосы = 19,2 см2.
Чер. 550.
Чер. 5JI.
Вычитая усшпе, воспринимаемое первой заклепкой, на последующей второй рядъ, въ которомъ 2 заклепки, остается усшпе, равное
17280 — 2800 = 14400 кг., полезная же площадь полосы равна
(18,0 — 2 X 2,0) 1,2 = 16,8 см2.
т.-е. способна противостоять усилие, равному
16,8X900= 15120 кг.
Следовательно, имеется некоторый запасъ.
После втораго ряда заклепокъ остается усшпе = 17280 — 3 X 2880 = 8640 кг., а между темъ въ третьемъ ряду, вычитая дыры для трехъ заклепокъ, у насъ остается полезное поперечное сечеше полосы = (18,0 — 3.2,0) = 14.4 см2., способное выдержать 14,4 X 900 = 12960 кг. натяжешя.
На основаши изложеннаго, мы видимъ, что при ^'значительномъ числе [заклепокъ, размещеше, показанное на чер. 529, является наиболее выгоднымъ, нисколько не уменьшая прочности сопряжения.
446
Для того, чтобы достигнуть одинаковаго напряжен!я по всему поперечному се-чешю полосы, необходимо размещать заклепки симметрично относительно ея оси. Это правило должно быть непременно соблюдаемо во всехъ случаяхъ.
Въ полосахъ, подверженныхъ сжатпо, нетъ надобности вычитать дыры для заклепокъ изъ поперечнаго сечешя полосы, такъ какъ последняя при плотной кйепке сопротивляется, какъ цельная.
При скреплены углового железа могутъ быть два случая размещешя заклепокъ: 1) когда полка уголковъ, шириною менее 80 mm., и 2) когда более этой меры.
Чер. 532.
ширина и 3—толщина полки, а во 2-мъ—w —| (чер. 531).
Стыковыя соединешя углового железа всегда делаются съ помощью двухъ накладокъ SSSS? (чеР- 532) и располагаются съ наружнихъ сторонъ, какъ это показано на чертеже (лишь въ & особыхъ случаяхъ съ внутренней); при этомъ разстояше между центрами заклепокъ е=
gm 3—4 d.
Стыковыя соединешя швел-лернаго, двутавроваго и зето-ваго железа выполняются обыкновенно помощью двойныхъ накладокъ, перекрываю-щихъ стыкъ (чер. 533, а, Ъ, с); во избежаше ослаблешя поясовъ дырами на нихъ не следуетъ располагать накладки; въ особенности, если стыкъ находится близъ средины балки. Въ последнемъ случае необходимо проверить ея сопротивлеше на продольный изгибъ.
Чер. 534-
Чер. 535.
Если балки указанныхъ профилей встречаются подъ угломъ, то сопряжете достигается съ помощью угловыхъ накладокъ, какъ это*показано на чер. 534, 535, 536.
447
Болт ы. Въ некоторыхъ случаяхъ, при сопряжены более крупныхъ частей или такихъ. кои должны быть собираемы и разбираемы на месте производства работъ, а также для сопряжешя чугупныхъ частей употребляются вместо заклепокъ болты. Они состоятъ изъ стержня (цилиндрической части), съ одной стороны имеющаго шестигранную шляпку, а съ другой—винтовую нарезку (чер. 537, а, &, с), на которую навинчивается гайка, тоже имеющая шестиугольную форму. Для предохранешя отъ смят!я скрепляемыхъ частей подъ гайку подкладывается шайба.
Д1аметръ D круга, вписапнаго въ шестигранникъ гайки=2 d, если d—д!аметръ 4 Z)
болта; высота гайки = d. Д1аметръ Р2 шайбы = - D, а толщина ея о = — .
Въ виду того, что при навинчиваши гайки возникаютъ значительный скручи-,при расчет^ болта на растяжеше прини-
Чер. 357-
fl
/ \
вающы усилш, допускаемое напряжены мается лишь въ 600 кг. на см2.
Если dr—д!аметръ сердцевины болта (чер. 537) безъ углублешя нарезки, а Р — действующее усил!е въ тоннахъ, то
Р = 2^1? о . 6, откуда di = 1,45 /Р
Такъ какъ, въ среднемъ, отношеше
~ = 0,818, то а
0,818 *
Примеръ. Болть долженъ выдерживать растяжеше = 9000 кг.
^ = 1,45 /9 = 4,35 см.
На срезъ болты разсчитываются такъ же, какъ и заклепки, при чемъ наименьшее разстояше между центрами болтовъ = 3V2 d,
Сращиваше железныхъ стержней круглаго или прямоугольнаго поперечнаго сечешя достигается и съ помощью шалнирныхъ болтов ыхъ соеди-
н е н i й. При этомъ могутъ быть такъ же, какъ и при заклепочномъ соединены, два случая соединеше съ одиночны мъ и двойнымъ перерез ыван!емъ болтовъ.
Въ первомъ случай (чер. 538), кроме среза, болты могутъ подвергаться и изгибу, въ особенности, если дыры для нихъ имеютъ нисколько болышй д!аметръ. Поэтому расчетъ болтовъ въ такомъ шанирномъ соединены делается на срезъ, смят!е дыры и изгибъ. Кроме того и сами полосы должны иметь размеры поперечныхъ сечешй соответственно, действующимъ на ихъ усил!ямъ растяжешя.
Сопряжеше признается прочнымъ, если оно оказываетъ одинаковое сопротивлеше всемъ указаннымъ усшпямъ; это достигается следующимъ отношешемъ размеровъ частей, если действующее на стержень усшпе Р выражается въ тоннахъ:
При сопряжены полосъ прямоугольнаго сечешя:
Ширина полосы Ь = 2,22 /Р
Толщина „ 3 = 0,45 VP
448
Д1аметръ болта
d = 1,8 /К
Наружный д!аметръ проушины
D = 4,6 VP.
П р и м 'Ь р ъ. Железныя сопрягаюпцяся полосы подвержены усшпямъ вдоль оси = Р = 4000 кг. и сращиваются шалнирнымъ сопряжешемъ.
Согласно только что сказанному, имеемъ:
Ъ = 2,22 VTfi = 2,22.2=4,44 см.еоб см. о = 0,45 X 2 = 0,9 см.
б£ = 1,8Х 2 = 3,6 см.
Если вместо полосъ сопрягаются стержни круглаго поперечнаго сЪчешя, то д!аметръ d0 (чер. 538) выводится изъ формулы
^Х1,о=Р откуда _
d0 = 1,13 VP.
ПримЪръ сопряжешя съ двой-нымъ перерЪзывашемъ представленъ на чер. 539. ЗдЪсь сращивате горизонтальныхъ стержней круглаго поперечнаго обчеши (напр., для стро-
пильной затяжки), достигается съ помощью двухъ накладокъ изъ полосоваго железа и двухъ болтовъ. Сопрягаемые стержни заканчиваются проушинами плоской формы. Кром'Ь того, съ этимъ же сопряжешемъ соединенъ вертикальный, круглый стержень т, предупреждающей провисаше затяжки.
/г. в.
Чер. 539-
лОъ этой цЪлью вводится подкладка а, черезъ которую проходитъ винтовая нарезка стержня т и завинчивается гайкой.
Расчетъ шалнирнаго сопряжешя двойного перерЪзывашя ведется слЪдующимъ образомъ:
Если d д!аметръ болта, Р—растягивающее усшпе въ тоннахъ, то, принимая без
449
опасное напряжеше на срезъ въ 0,8 t, поперечное сечеше болта получается изъ уравнешя
2^. 0,8 = Р, откуда
б/= 0,9 VP.
Въ вид}’ того, что возможны неплотности сопряжешя вслгЬдств!е просторныхъ дыръ, на практика принимаютъ, что
d= 1,33/1°
Если 3 толщина накладокъ, то по отношешю къ предупрежден^ смят!я дыръ, должно существовать равенство
d. г. i^=p.
Здесь 1,21= 1.200 кг. допускаемое давлеше на 1 кв. см. станки дыры. Вставляя въ это выражеше вместо d его величину, получимъ толщину накладокъ
3 = 0,63 VP~.
Этимъ самымъ, полагая сопротивлеше железа равнымъ 1000 kg = l t., определяется и ширина самихъ сопрягаемыхъ железныхъ полосъ изъ уравнешя
Ъ . 3 . 1,0 = Р, откуда __
& = 1,59/Р.
Внешни! д!аметръ проушины D равенъ
D=3,33
При кругломъ поперечномъ сечеши сопрягаемыхъ полосъ (чер. 539), д1аметръ^0 определяется изъ уравнешя:
. 1,0 = Р, 4
откуда _
d0 = 1,13 /Р. d = 1,6 /У Р=2,8 VP
Ширина накладокъ равна внешнему д!аметру (D) проушины, а толщина 5 = 0,4 dQ. Следоват. _ __
8 = 0,4 . 1,13 /Р= 0,45 |/Р
Примеръ. Предположимъ, что нужно определить dQ, d, D и 3 для шалнир-наго сопряжешя круглыхъ стержней при Р=9000 кг. Пользуясь только что написанными формулами, получимъ:
tZ0 = 1ДЗ ^=1,13/9 = 1,13 . 3 = 3,39 со 3,4 см.
d = 1,6 X 3 = 4,8 см,
D = 2,8 X 3 = 8,4 см.
8 = 0,45 . 3 = 1,35 см. (X) 1,4 см.
§ 70.
Подушки. Подъ концы деревянныхъ стропилъ, какъ мы видели выше, располагаются прогоны (мауерлаты), которые служатъ для болЪе равномерной передачи давлешя крыши на всю верхнюю поверхность стены. При железныхъ стропильныхъ фермахъ, на каменныя стены располагаются своей нижней поверхностью концы стропильныхъ фермъ, ширина кото-29
450
рыхъ, вообще говоря, незначительна, а потому и давлеше, передаваемое ими на единицу поверхности каменной кладки, весьма значительно и всегда больше допускаемаго; поэтому, точно также, какъ и при укладке метал-лическихъ балокъ, для предупреждена раздроблешя кирпичной кладки, поверхность, на которую передается давлеше фермы, увеличиваютъ, подкладывая чугунную подушку (чер. 540) значительно большей ширины, чЪмъ
затяжка, а самую подушку располагаютъ на широкомъ камне толщиною отъ 3 до 4 верш. При определены размеровъ чугунной подушки и подфермен-наго камня прочное сопротивлеше чугуна принимаютъ въ 250 кг. см2.; для подферменнаго камня—отъ 25—30 кг. см2, а для кирпичной кладки—8 кг. см2.
При пролетахъ не более 16 м.
чугунныя подкладки делаются такого же вида, какъ и подъ железныя балки. Наружная поверхность ихъ делается криволинейной (чер. 540) величина же f плоскости соприкасашя съ камнемъ:
могутъ заметно изменять свою
где Р весь грузъ, передаваемый на опору, а К прочное сопротивлеше чугуна на раздавливаше.
Ширина подушки принимается обыкновенно равной ширине затяжки ю см.
При значительныхъ пролетахъ металличесюя стропила, подъ вл!я-шемъ температуры и односторонняго давлешя на крышу ветра или снега,
длину, а подъ вл!яшемъ нагрузки давать
известный прогибъ, поэтому подкладки должны быть приспособлены къ безпрепятственной деформащи стропильной фермы и къ ея изгибу; въ про-тивномъ случае появляются горизонтальный усшпя, которыя могутъ вредно действовать йа опоры. Явлеше это особенно ощутительно при значитель-
ныхъ пролетахъ (более 16 м.), перекрываемыхъ висячей системой стропилъ. Въ такихъ случаяхъ, одинъ изъ концовъ стропильной фермы располагается на подвижной подкладке.
Съ целью дать возможность ферме иметь некоторый прогибъ при действш односторонней нагрузки, концы ея располагаютъ на вращающихся подкладкахъ, состоящихъ, какъ это видно изъ чер. 541, изъ двухъ чугун-ныхъ частей а и 6, изъ которыхъ последняя имеетъ полукруглый выступъ, а первая привинчена къ стропиламъ и имеетъ соответствующее углубле-Hie криволинейной формы, но съ большимъ рад!усомъ кривизны.
Незначительный изменешя длины фермы отъ температуры могутъ происходить безпрепятственно вследств!е скользешя концовъ ея по чугун-
451
ной подкладке, указанной на чер. 540. Если же пролетъ очень значительный, то подкладки делаются на роликахъ.
Величину 1 удлинешя отъ температуры можно определи ±ь слЪдующ. образомъ: положимъ, что е длина фермы а—коэффищентъ удлинешя железа при измЪнеши температуры на 1° С. Если принять максимальную разность температуры (во время пожара) равной 800°, то
1 = 800 la,
1 .а такъ какъ а = круглымъ числомъ то
\ Г — о 01 I
~ 80000 ’ ’
т.-е. запасъ для движен!я фермы долженъ заключать въ себЪ •столько сантиметровъ, сколько метровъ по д л и н Ъ фермы.
Матер1алъ для железныхъ стропилъ. Стропильныя ноги, при пролелетахъ до 20 м. делаются обыкновенно изъ двой-ныхъ уголковъ или изъ тавровъ; при болЪе значитель-ныхъ пролетахъ изъ двутавровыхъ балокъ и даже кле-паныхъ, рЪшетчатыхъ балокъ. Точно также изъ жесткихъ профилей фасоннаго железа делаются все части (стержни), подверженные сжапю. Стержни, работающее на вытягива-nie, делаются или изъ полосъ или изъ круглаго железа (болтовъ).
Чер. 541.
/ § 71.
Опред4лен1е разм!ровъ частей стропильныхъ фермъ висячей конструкщя.
Грузъ, действующей на стропильную ферму, состоитъ изъ: а) собственна™ веса, и Ь) вЪса кровли, вместе съ обрешеткою и с) вЪса снЪга и давлешя вЪтра и, наконецъ, d) временнаго груза отъ толпы людей, которые могутъ случайно быть на крыше. Хотя эти нагрузки расположатся и не вполне равномерно по всей поверхности крыши, но для простоты расче-товъ мы будемъ разсматривать только тотъ случай, когда наиболышй грузъ снега и давлеше ветра распределены равномерно по всему верхнему поясу фермы. Грузомъ толпы людей, какъ слишкомъ случайнымъ, обыкновенно пренебрегаютъ.
Собственный весъ для деревянныхъ стропилъ, при обыкновенныхъ размерахъ брусьевъ или бревенъ, изъ которыхъ оне связаны, при-29*
452
нимается около 50 кг. на кв. м. перекрываемаго пространства, а для железныхъ стропилъ—отъ 15 до 50 кг. на кв. м. смотря по величине пролета.
Практика показала, что собственный вЪсъ Q (въ пудахъ) метал, стропилъ на I кв. с. покрыпя выражается такъ:
= i,5 0,61.
Напр., при 7 = 8 саж.
^ = 1,5+ 4,8 = 6,з пуда (22,4 кг. на кв. м.).
В'Ьсъ кровли съ обрешеткою подсчитывается въ каждомъ частномъ случай соответственно тому матер!алу, изъ котораго она сделана. Надо заметить, что въ этомъ отношеши можетъ быть значительная разница смотря по роду кровли. Такъ—одна кв. саж. железной кровли вместе съ обрешеткою изъ деревянныхъ брусковъ квадратнаго, полуторавершковаго поперечнаго сечешя, веситъ 4,5 пуда, тогда какъ весъ того же размера поверхности черепичной крыши принимается отъ 15 до 30 пудовъ.
Весъ снега, расположеннаго на горизонтальной площадке можно принять maximum 100 кг. на кв. м. Вместе съ увеличешемъ наклона крыши уменьшается и давлеше снега на ея горизонтальную проекщю. Принимаютъ, что при наклоне крыши подъ угломъ въ 35° снегъ держаться не можетъ и будетъ скатываться; въ такихъ случаяхъ грузъ его и не принимается въ расчетъ.
Вообще же въ нашемъ климате, если назовемъ подъемъ крыши черезъ 7г, а полупролетъ черезъ /?, то давлеше снега на i кв. метръ проекщи принимается
.................................74 кг.
.................................85 »
.................................93 »
................................I0O „
Американсюе инженеры принимаютъ грузъ снега значительно больший, а именно: отъ 50 до 8о ф. на кв. ф., что составляетъ отъ 112Д0343КГ. на кв. м.
Давлен1е ветра является въ зависимости тоже отъ наклона крыши,, но въ обратномъ значеши по отношешю къ давлешю снега, т.-е. чемъ положе скаты, чемъ меньше ихъ уголъ наклонешя къ горизонту, темъ меньше и давлеше ветра.
Какъ известно, направлеше ветра никогда не бываетъ горизонтальным^ а всегда подъ некоторымъ угломъ, въ среднемъ—подъ угломъ ю° горизонту (чер. 542). Наибольшая сила его (Ж) во время урагана, принимается равной 120 кг. на кв. м. перпендикулярно поставленной къ нему поверхности. Если мы эту силу Ж, действующую на скатъ крыши, разло-жимъ въ какой-нибудь точке о на поверхности ската, на две составляю-
п I
ПрИ£=Т
” ” =Ь5 _____ 1
” ” ~ 2
_ I
п п _ ~~
453
min, изъ коихъ одна пойдетъ по направлешю ската, а другая къ нему перпендикулярно (чер. 542), то на кв. метръ крыши будетъ действовать усшпе N. равное
N = W Ж (а+ 10).
Другая составляющая не принимаетъ учаспя въ нагрузке крыши; она стремится оторвать кровлю отъ обрешетки.
Если же разложить усил!е ветра W (чер. 543) на две составляющая: •одну по направлешю ската, а другую (F) нормально къ горизонту, то мы
получимъ наибольший грузъ, действующий вертикально на i кв. м. пере-крытаго крышей пространства, который будетъ =
У___ WSin (а 4- ю°)__ 120 Sin . (а ю) кл.
~~ cos^a. cos*a
Для железныхъ кровель принимаютъ наклонъ скатовъ къ горизонту около 250; въ такомъ случае, весь сложный грузъ (£) (собств. весъ, снегъ и ветеръ), действующий на i кв. м. перекрываемаго пространства выразится круглымъ числомъ въ 300 кг. (74 пуд. на кв. м.).
Дляопределен1я напряжен^ въ частяхъ деревянныхъ или железныхъ стропилъ висячей системы, можно руководствоваться двумя различными способами расчета: аналитическимъ и графическимъ. Первый способъ заключается въ томъ, что для определешя напряжешя какого-либо стержня стропильной фермы должны быть решены три уравнешя равновес!я.
Положимъ, напр., что мы имеемъ ферму Белычйской системы. Чтобы определить напряжете ея стержней, разсечемъ эту ферму въ комъ-нибуды месте вертикальной плоскостью (чер. 544), после чего левую ея часть оставимъ на опоре Д а правую отнимемъ. Такъ какъ на эту оставшуюся часть фермы действуютъ въ узлахъ Д F и G силы D, Р и Q, то, чтобы она оставалась въ равновесш, достаточно, вместо отнятой части, къ раз-резаннымъ полосамъ приложить въ местахъ, где оне перерезаны, силы, действхе которыхъ заменило бы вполне действ!е отнятой части фермы. Силы эти должны совпадать съ направлешемъ полосъ, къ которымъ оне
454
приложены и представлять собою то, что мы называемъ н апряж ен ieiъ матер!ала.
Итакъ, напряжеше х, у, z, трехъ пересЪченныхъ полосъ, предста-вляютъ собою силы, которыя въ связи съ внешними силами -Р, ф, D, удер-живаютъ часть фермы въ равновесш. Все эти силы лежатъ въ одной плоскости, а потому для равновЪбя ихъ, т.-е. чтобы не было ни поступатель-наго, ни вращательнаго движешя, должны быть выполнены, какъ известно, три услов5я: i) сумма вертикальныхъ составляющихъ всЪхъ силъ, действую-щихъ внизъ, должна быть равна сумме вертикальныхъ составляющихъ всехъ силъ, дЪйствующихъ вверхъ; 2) сумма Чер. 544. горизонтальныхъ составляющихъ всЪхъ силъ,
дЪйствующихъ влево, должна быть равна । сумме горизонтальныхъ составляющихъ всехъ
С I ' силъ, дЪйствующихъ вправо, и з) сумма ста-
р тическихъ моментовъ всехъ силъ, относи-
.у у %- тельно произвольна™ центра вращешя, вра-
У''''/ щающихъ вправо, должна быть равна сумме
;___г статическихъ моментовъ вс'Ьхъ силъ, взя-
; тыхъ относительно того же центра вращешя
J и вращающихъ влево. Алгебраически эти
три услов!я и выражаются тремя уравнешями равновЪая:
2 (jff) = о, 2 (К) = о, 2 (ДО) = о.
Здесь Н выражаетъ вообще горизонтальную составляющую одной изъ дЪйствующихъ силъ, К—вертикальную составляющую той же силы и М—ея моментъ относительно произвольно выбранной точки вращешя. Знакъ 2 выражаетъ, что взята {алгебраическая сумма всехъ этихъ вели-чинъ. Решая все эти три уравнешя относительно х, у и z мы опред'Ьлимъ искомыя напряжешя. Проведя сЪчешя черезъ три друпя полосы (стержня), очевидно, можно будетъ определить ихъ напряжешя такъ же, какъ и въ предыдущемъ случае.
Другой аналитически способъ определешя напряжены въ стержняхъ стропильныхъ фермъ, предложенный Риттеромъ, состоитъ въ томъ, что для определешя однаго какого-нибудь напряжешя, достаточно составить и решить только одно изъ приведенныхъ трехъ уравнешй, а именно: уравнеше статическихъ моментовъ. Более подробно объ этомъ способе будетъ сказано ниже.
Изъ графическихъ методовъ расчета самые удобные: Кульмана (Culmann) и Кремона (Cremon). Мы остановимся лишь на последнемъ способе, какъ более, на нашъ взглядъ, удобномъ, и въ краткихъ сло-вахъ укажемъ применеше этого метода къ расчетамъ стропилъ наиболее распространенныхъ на практике системъ.
Желаюпце подробно изучить этотъ вопросъ пусть обратятся къ спе-щальнымъ сочинешямъ.
455
Графически способъ разсчета стропилъ по методу Кремона.
При расчете стропильной фермы принимаюсь, что вся нагрузка на ферму распределяется на, такъ наз., узлы, въ точкахъ, гдЪ сходятся стержни. Такъ, напр., если мы имеемъ ферму англшской системы, изображенную на чер. т, листъ 18, то вся нагрузка Q на эту ферму равна
Q=SXlXlit
где 8 выражаетъ сложную нагрузку на i кв. м., о которой мы уже говорили; I—пролетъ перекрываемый фермой, а —разстояше между фермами.
На каждую изъ 8 панелей, приходится ~ этого пролета; поэтому на все узлы, за исключешемъ крайнихъ, перепадаетъ нагрузка только крайше, опорные узлы, несутъ нагрузку (Ро и Ро), равную Такимъ образомъ получаются те внешшя силы, которыя действуютъ на каждый узелъ. Требуется определить напряжеше на сжапе или вытягиваше каждаго стержня, изъ которыхъ состоитъ ферма.
Крайше грузы Ро = > не имеюсь вл!яшя на ферму, такъ какъ они
непосредственно давятъ на опоры; опорныя же сопротивлешя А и В принадлежав къ числу внешнихъ силъ, действующихъ на ферму и выражаются такъ:
А = В = —- Р. 2
Въ Нашемъ случае Р = т.-е. это есть вообще одинъ изъ грузовъ,
действующихъ на узлы, а п—число равномерно нагруженныхъ панелей, на которыя разбита ферма.
Графическш расчетъ по методу Кремона основанъ на томъ, что если внешшя силы, действующая на ферму находятся въ равновесш, то каждая изъ этихъ силъ, приложенная въ узле, уравновешивается дей-ств!емъ внутреннихъ силъ (напряжешй) стержней, сходящихся въ данномъ узле. Если мы представимъ себе узелъ, съ действующимъ въ немъ внеш-нимъ усил!емъ Рх (чер. 545), какъ бы вырезаннымъ изъ фермы, то, заменяя напряжеше стержней, подверженныхъ вытягивашю или сжатпо, такими же усшнями jS^, $2, $3, приложенными въ местахъ перереза, мы этимъ самымъ вновь возстановляемъ равновесхе, а следов, и действующая силы можно скомбинировать въ замкнутый многоугольникъ (д!аграмму силъ), поэтому и методъ Кремона наз. методомъ многоугольни-ковъ силъ.
Полученный многоугольникъ (чер. 546) имеетъ стороны параллельный действующимъ усшпямъ, а число сторонъ равно числу этихъ усилш; все оне находятся въ равновесш, а потому и действ!е ихъ будетъ направлено
456
одно всл'Ьдъ за другимъ, т.-е. круговое, какъ показано на чертеж'Ь стрелками.
Если на узелъ дЪйствуютъ, по опред,Ьленнымъ направлешямъ, 3 уси-л!я, изъ которыхъ одно известно, а остальныя имЪютъ лишь определенное направлеше, то мы можемъ, очевидно, построить замкнутый треугольникъ, стороны котораго будутъ параллельны действующимъ усшпямъ и графически определятъ величину двухъ неизвестныхъ усилш.
Чер. 545.
Чер. 546.
Поэтому, руководствуясь правиломъ Кремона, если въ узле, н а х о-дящемсявъ разновес!и, среди известныхъ силъ, действуютъ не более двухъ неизвестныхъ, то послЪдшя всегда могутъ быть графически определены построешемъ сомкнутаго многоугольника; соображаясь съ этимъ, при определены напряжены въ стропильной ферме, надо начинать съ опорнаго узла, въ которомъ, кроме известной реакцш опоръ, действуютъ только два усшпя, направленный по двумъ стержнямъ и затемъ последовательно переходить къ другимъ узламъ, соблюдая известный по-рядокъ.
Пояснимъ сказанное примеромъ.
Положимте», что мы имеемъ какую-нибудь ферму (чер. 547 М. N), расположенную концами на двухъ опорахъ, въ которыхъ грузомъ фермы вызываются реакцш А и В, а въ точкахъ II и III действуютъ нагрузки Pt и Р2 *)• Требуется определить напряжете на вытягивате и сжаНе всехъ стержней, составляющихъ ферму при действш на нее силъ Л, Рь Р2 и В въ узлахъ I, II, III и IV.
Для нахождешя величины опорныхъ реакцш, т.-е. силъ А и В, действующихъ снизу вверхъ, строимъ многоугольники силъ (чер. -А7) откладывая, въ известпомъ масштабе силъ, последовательно на вертикальной лиши ас вертикальный силы: — отъ а до Ъ и Р2 отъ Ъ до с. Такъ какъ сумма реакцш опоръ А и В равна сумме остальныхъ, действующихъ на ферму усил!й, то следов. А-\-В будетъ ровно Рх + Р2, т.-е. лиши са. Затемъ, задаемся произвольно полюсомъ О и соединяемъ его съ точ-
*) Грузы, непосредственно расположенные на опорахъ
какъ это было
замечено выше въ расчетъ не принимаются, ибо они не вызываютъ никакихъ напряжений въ частяхъ фермы.
457
ками а, б, с прямыми 1', 2' и 3'. Параллельно полученнымъ лучамъ проводимъ лиши 1', 2', 3' (на чер. Л), пересЪкаюпця направлешя силъ А, Рь Р2, В въ точкахъ q, г, t, и и получаемъ веревочный многоугольникъ, замыкая который пунктирной лишей 8, и
проведя во многоугольник^ силъ (чер. N) черезъ полюсь О лишю 8t ей параллельную, мы разд'Ьлимъ вертикальную ас на два отрезка ad и de, изъ коихъ первый равенъ реакцш А, а второй—В.
458
Такимъ образомъ, все внЪшшя силы, действующая на данную ферму будутъ намъ известны.
Для определения неизвестныхъ намъ напряжешй начнемъ отъ леваго конца фермы, отъ узла I; здесь действуютъ внешняя сила А снизу вверхъ, намъ известная и два неизвестныхъ напряжешя стержней 1 и 2.
Чтобы определить эти усил!я, во многоугольнике силъ (чер. N), разлагаемъ силу Л на две составляющая, проведя изъ точки а лишю параллельно стержню 1-му, а изъ точки d—параллельно 2-му. Получаемъ замкнутый треугольникъ а е d, у котораго сторона еа по виличине и направленью выражаетъ напряжеше стержня 1-го, а сторона ed—стержня 2-го. Все эти три силы находятся въ равновесш; поэтому, если направлеше ихъ выразить стрелками, то эти стрелки, начиная отъ силы Л, действующей вверхъ, должны следовать одна за другой, что и показано на чер. JV. Перенеся направлеше этихъ стелокъ въ узелъ I мы видимъ, что въ стержне 1-мъ стрелка направлена къ узлу, а въ стержне 2-мъ—отъ узла: следов, первый стержень будетъ сжиматься, а второй—растягиваться. Мы будемъ обозначать во многоугольнике силъ— сжат!е толстыми лишями, а вытягиваше—тонкими.
Далее, переходимъ къ узлу V, такъ какъ здесь только два напряжешя стержней 3 и 4—неизвестны; поэтому мы разлагаемъ усил!е 2 на две составляющая, проведя черезъ точку d и е, параллельно стержнямъ 3 и 4, лиши ef и df, которыя и вы-разятъ намъ графически напряжеше этихъ стержней. Такъ какъ стержень 2, какъ мы уже видели, подверженъ вытягивашю, то и по отношешю къ узлу V—вытягиваше должно быть выражено направлеше стрелки отъ узла. Намечая круговое направлеше стрелокъ въ полученномъ нами треугольнике и перенося эти стрелки на стержни фермы (чер. М), мы видимъ, что № 3 будетъ сжать, а № 4 вытянуть.
Теперь мы можемъ перейти къ узлу II, такъ какъ въ немъ действуютъ пять силъ, изъ коихъ, однако, только две неизвестныхъ—5 и б, следовательно, решеше вполне возможно; стоить только на томъ же чертеже N построить замкнутый много-угольникъ изъ этихъ силъ. Обращаясь къ чер. N мы видимъ, что усил!я 3, 1 и у насъ уже нанесены, и такъ какъ стержень № 3 подвергается сжапю, то направлеше втрелокъ будетъ къ узламъ, т.е. на чер. N по направлешю къ f и къ е; въ лиши 1— къ е и къ а\ усил!е Pt действуетъ сверху внизъ следовательно отъ а къ Ъ. Далее замыкая этотъ многоугольники равнодействующей bf (обозначено пунктиромъ) и разлагая ее на две составляющая, мы проведемъ изъ точки Ъ и f параллельный стержнямъ 5 и б—и получимъ замкнутый многоугольники е, а, Ь, д, f при чемъ последшя две лиши и выражаютъ намъ по величине и направлешю напряжеше стержней 5 и 6, а такъ какъ стрелки направлены къ узлу, то они оба будутъ подвержены сжат!ю, потому и обозначены толстыми лишями.
Въ узле III действуютъ четыре силы, изъ которыхъ 8 и 7—неизвестны, стро-имъ опять сомкнутый многоугольники изъ 4-хе силъ. Начнемъ съ известной № 5. Эта сила сжимаетъ стержень, следов, направлеше стрелки должно быть къ узлу; затемъ идетъ сила Р2, действующая сверху внизъ.
' Равнодействующая этихъ двухъ силъ выразится пунктирной лишен сд (чер. N) которую мы можемъ разложить на две составляющая параллельный стержнямъ 7-му и 8-му, для чего проводимъ изъ точки д параллельную стержню 7-му, а изъ точки с параллельную стержню 8-му. При такомъ построеши, съ помощью пунктирно прове-денныхъ равнодействующихъ, становится еще понятнее методъ Кремона.
Для узла III получаемъ сомкнутый многоугольники д, Ъ, h, д, въ которомъ стрелки следуютъ одна за другой, а потому, перенеся ихъ на соответственные стержни на чер. М, мы замечаемъ, что № 8 подвергнуть сжатию, а № 7—вытягивашю.
Въ узле IV напряжеше стержня 8 известно, реакщя опоры В—тоже; остается пределить усил!е въ одномъ лишв стержне 9-мъ, которое мы и получимъ, соединивъ прямой лишей точки d и Р
Если наше построеше верно, то лишя dh будетъ параллельна стержню № 9 и выразить по величине своей напряжеше этого стержня на вытягиваше; если же окажется не параллельной, то это значить, что построеше эпюры не точно.
459
Долженъ получиться замкнутый треугольникъ h с d h. Такимь образомъ напряжешя всехъ 9-ти стержней нашей фермы будутъ определены, такъ какъ въ узле VI действующая силы намъ известны.
Прим4нешя метода Кремона къ определенно напряжешй частей строи-тельныхъ фермъ висячей системы.
Разсмотревъ обшдй способъ графическаго расчета по методу Кремона, перейдемъ теперь къ применение его къ расчету и начерташю эпюры усшпй стропильныхъ фермъ висячей системы различныхъ конструкщй, о которыхъ было упомянуто выше.
Первый примерь. На чер. 548 представлена, въ известномъ масштабе, самая простая треугольная ферма, состоящая изъ двухъ стропильныхъ ногъ АС и СВ и затяжки АВ. Ферма имеетъ 3 узла (чер. Jf), при чемъ на средшй узелъ (II) дей-р
ствуетъ грузъ Р кг., а на крайше (I и III) по -% кг. Вся нагрузка расположена симме-
Р \Р
трично и равна + —=2 Р; следов., при такихъ услов!яхъ, на каждую опору
передается по Р кг., что и вызываетъ равный сопротивлешя опоръ
А = В = Р кг.
Подъ изображешемъ фермы (чер. 548 М) вычерчиваемъ многоугольникъ внешнихъ силъ (чер. 548 7V); а такъ какъ силы эти другъ другу параллельны и действуютъ по вертикальному направлешю, то этотъ многоугольникъ долженъ выразиться вертикальной прямой лишей; поэтому мы, задавшись известнымъ масштабомъ силъ (напр., приравнявъ 1000 кг. 1 см.), па вертикальной лиши отъ точки а откладываемъ по порядку все усил!я, т.-е. сначала вверхъ отъ точки а реакщю опоры А, затемъ силу Р
—, действующую сверху внизъ въ узле I; после чего силуР, сосредоточенную на сред-
Р
немъ узле II; силу —узла III и, наконецъ, реакщю опоры В, действующую на тотъ £
же узелъ снизу вверхъ, при чемъ конечная ея точка должна совпасть съ точкою а. Изъ этого чертежа мы видимъ, что отъ лишй аЪ и са, изображающихъ реакцш опоръ,.
IP
должны быть отняты отрезки '\bd и; "ее (по 4г), какъ усил!я, действующая по противо- -положному направлешю и уничтожаемый сопротивлешемъ опоръ, поэтому для опре-делешя напряжешй стержней стропильной фермы расчетная реакщя опоръ А и В остается лишь въ размере лиши ad и ае, т.-е.
Р Р
р
Во всехъ последующихъ эпюрахъ мы будемъ прямо отбрасывать усшпе —
(чер. 548 М) и равное ему сопротивлеше опоръ и принимать въ расчетъ лишь оста-токъ реакцш опоръ и все грузы, действующее на остальные узлы. Следоват. и въ данномъ случае расчетная реакщя опоръ выразится на чертеже 7V лишями Л' и В'; промежуточный же грузъ будетъ только одинъ Р.
Чтобы получить величину напряжешя стержней 1 и 2 разложимъ силу А' на две составляющая, проведя изъ (.) d (чер. N) лишю параллельно стержню № 1, и изъ (.) а стержню № 2; получаемъ замкнутый треугольникъ adj, стороны котораго и выражаютъ искомыя напряжешя стержней 1 и 2. Такъ какъ сила А! действуешь снизу вверхъ, то, начиная съ этой силы и идя последовательно кругомъ по направлешю
460
сторонъ треугольника a d f, мы видимъ, что согласно показашю стрелокъ, стержень
№ 1 будетъ сжатъ, а К? 2 вытянуть.
Переходя къ узлу II. мы за-мЬчаемъ, что здесь сходятся 3 силы: 1, Р и 3, изъ коихъ последняя неизвестная; но она сейчасъ же определится, если мы построимъ на чер. N треугольнику коего стороны fd и de известны, a ef получится, если мы изъ конца силы Р, т.-е. изъ точки е, проведемъ ли-шю параллельно стержню № 3, при-чемъ конецъ этой линш долженъ совпасть съ (. ) /\
Собственно говоря, такъ какъ ферма загружена симметрично, то намъ нетъ надобности определять напряжеше стержня № 3, ибо оно равно напряжешю ЛИ и тоже будетъ сопротивляться сжат1ю.
Согласно направленно стре-локъ на чер. N, мы видимъ, что стропильныя ноги будутъ сжаты, а затяжка растянута.
Второй примерь. На черт. 549 М и N представлена ферма, состоящая изъ двухъ стропильныхъ ногъ, но безъ затяжки, а съ ригелемъ CD. Здесь въ виду того,
что въ узле I, кроме реакщи опоры А, действуетъ только одно усил!е стержня № 1, а въ узле II имеются три неизвестный (1, 2 и 3,) мы начнемъ нашу эпюру съ вершиниаго узла, въ которомъ дей-
Проведя во многоугольникъ силъ (чер. 549, N) изъ концовъ с и d си-лы Р лиши се и de параллельно стержнямъ 2 и 4, м ы получимъ ве- 6
личину ихъ усилгй, причемътакъ какъ стрелки направлены къ узлу, то стержни будутъ испытывать сжаПе.
Далее, переходя къ узлу II, где действуютъ усшпя Р и теперь уже известное
461
намъ напряжеше стержня № 2, намъ легко определить неизвестный напряжешя стержней №№ 1 и 3. Начнемъ во многоугольнике силъ идти отъ силы Р, действующей сверху внизъ, а затемъ, переходимъ къ усшпю № 2. Если мы равнодействующую последнихъ двухъ усил!й, выраженную пунктирной лишей ае, разложимъ на две составляющая, проведя изъ (. .) а и е лишй параллельно стержнямъ 1 и 3, то при этомъ, очевидно, и получимъ графически выраженную величину напряжешй этихъ стержней и вместе съ темъ для узла II имеемъ замкнутый многоугольникъ а, с, е, Д а. Мы видимъ, что въ стержне № 3 стрелка направлена къ узлу: это показываетъ, что ригель будетъ не растягиваться, а сжиматься усил!емъ равнымъ лиши еД а поэтому онъ играетъ роль не стяжки, а распорки. Равнымъ образомъ подвержена сжат1ю и стропильная нога.
Переходя къ узлу 1, въ которомъ действуютъ напряжеше стержня № 1 и реак-щя опоры J, изображенная на чер. N отрезкомъ да, мы видимъ, что эти два усил!я не могутъ находиться въ равновесш безъ замыкающей ихъ лиши fg (чер. N). Это последнее усил!е действуетъ отъ узла и должно быть или въ виде затяжки, которая своимъ напряжешемъ на растяжеше уравновешивала бы означенныя два усил!я, или въ виде горизонтальной силы Q (чер. И), равной по величине лиши ///(чер. N) и выражающей сопротивлеше стенъ опрокидыванию; если это сопротивлеше недостаточно, то вершины стенъ могутъ быть отсунуты. Следовательно, такая ферма должна проявлять довольно значительный распоръ на стены.
Т р е т i й п р и м е р ъ. Мы имеемъ треугольную ферму (чер. 550), состоящую изъ двухъ стропильныхъ ногъ, затяжки и бабки или подвески CD (чер. М). Построивъ эпюру усшпй (чер. N) и разсмтривая въ ней многоугольникъ четырехъ силъ, дей-ствующихъ въ узле С, мы видимъ, что эти четыре силы даютъ на эпюре не четырех-, а трехугольникъ съ такой последовательностью сторонъ: № 1 (сторона са), сила Р (аЪ) и № 4 (Ъс); лиши, изобращающей напряжеше стержня № 3, нетъ, она сократилась въ ( .) С (чер. N) и совершенно правильно, такъ какъ бабка или подвеска CD не принимаетъ учаспя въ сопротивлеши внешнимъ усил!ямъ нагрузки фермы и вводится въ конструкщю только для предупреждешя провисашя затяжки АВ.
462
Нисколько иное распредйлеше усилш въ эшорй получается въ томъ случай, если средину затяжки приподнять и сдйлать ее не прямой, а ломанной лишей ADD (чер. 551, М). Въ такомъ случай при вытягиваши затяжки подвйска CD тоже будетъ испытывать нйкоторое натяжеше. Переходя отъ узла I и строя многоугольникъ для вершиннаго узла II, мы видимъ, что здйсь напряжеше стержня № 1 и сила Р извйст-ны; слйдовате^ьно, если мы равнодййствующую ихъ db разложимъ на двй составляющая: одну параллельно стержню № 4, а другую параллельно подвйскй № 3, то получимъ замкнутый многоугольникъ d, а, Ъ, с, d, причемъ, такъ какъ по лиши cd (чер. стрйлка направлена отъ узла С, то стержень этотъ будетъ вытягиваться. Слйдо-вательно, въ этомъ случай подвйска уже имйетъ конструктивное значеше. Но, сравнивая эпюру на чер. 550 N съ такой же эпюрой чер. 551 N, мы видимъ, что при одинаковыми условтяхъ (т.-е. пролетй, нагрузкй и подъемй) приподнятая затяжка увели-чиваетъ лишь вйсъ фермы, такъ какъ сопротивлеше на сжаНе стропильныхъ ногъ увеличивается, а слйдов. и поперечное сйчеше должно быть соотвйтственно больше, чймъ при конструкщя на черт. 550.
Четвертый п р и м й р ъ. На черт. 552 М схематически изображена стропильная ферма, весьма часто примйняемая на практикй, при устройствй деревянныхъ •стропилъ. Она состоитъ изъ двухъ стропильныхъ ногъ, затяжки, бабки и двухъ под-
косовъ, врубленныхъ въ бабку (такая ферма съ деталями указана на чер. 6 и 7, листъ 15). Здйсь, какъ видно изъ эпюры усилш (чер. 552,-У), которую очень легко построить, руководствуясь вышеизложенными общими правилами, стропильныя ноги и подкосы подвергаются сжапю, а затяжка и бабка—растяжешю, при чемъ усшпе, которому сопротивляются подкосы, значительно меньше, чймъ стропильныхъ ногъ. Все это, благодаря графическому изображение, совершенно наглядно.
Пятый п р и м й р ъ. При разсмотрйнш стропилъ смйшанной конструкции была указана, между прочимъ, такъ называемая нймецкая система, состоящая (чер. 553 ДО изъ деревянныхъ стропильныхъ ногъ такого же ригеля EF и металлическихъ струнъ въ видй стержней: 2, 5 и 8 (чер. М).
Здйсь, какъ мы видимъ изъ эпюры усшпй (чер. N), вей деревянный части подвержены сжатпо, а металличесшя — вытягивашю; равнымъ образомъ и подвйска CD испытываетъ значительное натяжеше, измйряемое на эпюрй усилш лишей kf.
Если сравнить съ масштабомъ въ рукй, эпюру усшпй на чер. 552 N, съ такой же эпюрой на чер. 553 7V, то нельзя не замйтить насколько при одинаковыхъ усло-в!яхъ (одни и тй же: пролетъ, нагрузка, подъемъ) простая подкосная ферма (чер. 552) выгоднйе нймецкой. Такъ, мы видимъ, что при одинаковой нагрузкй стропильныя ноги нймецкой системы испытываютъ значительное большее сжаПе сравнительно съ простой подкосной системой, а потому и требуютъ большихъ поперечныхъ измйрешй.
463
Шестой пр и меръ. Дана стропильная ферма растяжной системы (Polon-сеан), смешанной конструкщй, состоящей изъ двухъ деревянныхъ стропильныхъ ногъ чер. 554) AD и DB, укрепленныхъ каждая подкосомъ (деревяннымъ или чугуннымъ столбикомъ) CF и GE и струнами AF и FD. Ферма совершенно симметрична, какъ по конструкщй такъ и по нагрузка. Согласно принятому правилу предполагается что весь грузъ распределенъ въ пяти узлахъ А, С, D, Е и В, при ^емъ на узлы С, D, Е действуютъ внешшя усил!я грузовъ Р, а на концахъ фермы—реакцш опоры, равный половине всего сосредоточеннаго на стропильной ферме груза за вычетомъ
р
—, т.-е. усил!я, действующего непосредственно на опоры. Стало быть, если реакщю Л
опоры, отъ половины фермы, назовемъ черезъ А=В, то
Л = Б=2 Р-у = 1'/2 Р,
что и обозначено на черт. 554 N графически лишей ас.
Для того, чтобы определить напряжете каждаго изъ стержней, необходимо, согласно правилу Кремона, все внешшя нагрузки и внутреншя напряжешя стержней, действующихъ на данный узелъ, привести на эпюре усшпй (чер. 554) къ замкнутому многоугольнику; такъ какъ обе половины фермы совершенно симметричны, то мы ограничимся построешемъ только левой ея половины.
Начнемъ съ узла А. Реакщя опоръ для этой половины фермы выразится во многоугольнике силъ (чер. N) вертикальной прямой аЪ, равной 2 Р и действующей р
снизу вверхъ, а за вычетомъ силы у, действующей сверху внизъ на ту же точку Л,
464
реакщя опоръ графически определяется отрезкомъ ас, равнымъ 1,5 Р. Назовемъ этотъ отрезокъ Л и разложимъ его, параллельно стержнямъ 1 и 2, на две составляются cf и fa (чер. N), которыя и выразятъ величину напряжешй этихъ двухъ стержней,
при чемъ положеше стрелокъ указываетъ, намъ что стержень № 1 будетъ сжиматься, а № 2—вытягиваться.
Переходя къ узлу С, мы видимъ, что изъ действу-ющихъ на него четырехъ уси-л!й, намъ известно внешнее ycnnie Р, равное литии Се, и напряжеше стержня № 1. Чтобы найти напряжеше Ж 3 и 4, разлагаемъ равнодействующую ef силъ Р и № 1 на две составляющая, проведя изъ точекъ е и f линш параллельно стержнямъ №№ 4 и 3; лиши эти и выразятъ намъ искомыя напряжешя и дадутъ на эпюре усилн! замкнутый многоугольникъ f, с, е, 9, f-
Для определешя уси-л!й, действующихъ въ узле F, где сосредоточены напряжешя четырехъ стержней, мы разлагаемъ равнодействующую да, двухъ извест-ныхъ намъ напряжешй стержней №№ 2 и 3, на две составляющая параллельный стержнямъ 5 и 6, при чемъ
получаемъ величину ихъ напряжешй и замкнутый многоугольникъ силъ a, f, д, h> а. Въ узле D все усил!я намъ известны.
§ 75.
Металличеек1я стропила.
Разсмотримъ подробнее металличесюя стропила висячей конструкщи названныхъ нами системе.
I. Анппйекая система,"схематически изображенная на чер. 515, представлена болЪе детально на чер. I, листъ 18. Стропила перекрываютъ пролетъ около 15 м. и поддерживаютъ крышу надъ котельнымъ здашемъ или какимъ-либо инымъ пом^щетемъ (напр., мастерскими), требующемъ сохранешя тепла, при чемъ однако устройство потолка не желательно, чтобы не отнимать м^ста по высотЪ помЪщешя или чтобы избежать постановки колоннъ. При такихъ услов!яхъ поверхъ стропильныхъ ногъ, въ узловыхъ точкахъ II, IV, VI и VII и по стЪнЪ А располагаются продоль
465
ные деревянные брусья, имеющими, при разстоянш между фермами въ 2 сажени, въ поперечномъ сЪчеши 6X4% верш. Прогоны эти прикрепляются болтами къ чугуннымъ угольникамъ (деталь чер. 6, листъ 18), которые, въ свою очередь привинчиваются къ верхней полкЪ угловаго желЪза стропильной ноги. Для коньковаго бруса устанавливается чугунная коробка (деталь чер. 3, л. 18), тоже привинченная болтами къ вершинамъ стропильныхъ ногъ. Къ нижней поверхности прогоновъ подшиваются дюймовый доски и оштукатуриваются по войлоку или по пробковой изолящи. Поверхъ прогоновъ дЪлается тесовая настилка, которая служитъ обрешеткою для железной кровли. Такимъ образомъ, крыша получается состоящей изъ следующихъ слоевъ: слой штукатурки, войлока или пробки, дерева, воздушная прослойка, опять слой дерева и, наконецъ, кровельное железо. Такая тщательная изолящя для сохранены тепла требуется не везде; во многихъ случаяхъ, напр., для мастерскихъ, литейныхъ, пакгау-зовъ и проч., ограничиваются лишь одной тесовой настилкой подъ железную кровлю.
Стропильныя ноги, затяжки и подкосы, словомъ, все части, подверженный сжапю, состоятъ изъ двухъ уголковъ; вертикали —въ одинъ уго-локъ, а средняя подвеска—изъ двухъ железныхъ полосъ шириною 100 мм. и толщиною 6 мм.
Все сопряжешя узловъ фермы, какъ это видно изъ деталей 3, 4, 5 и 6, устроены съ помощью прокладокъ изъ плоскаго железа, проложенныхъ между двумя уголками стропильныхъ ногъ и затяжки. Къ прокладкамъ приклепываются подкосы и вертикали.
Такой способъ соединешя частей — самый простой, удобный и дешевый.
Стропильная затяжка приподнята на V30 отъ всего пролета и въ средине имеетъ стыкъ, скрепленный горизонтальной изогнутой подкладкой и вертикальной, изъ плоскаго железа прокладкой; последняя служитъ и для прикрЪплешя подкосовъ и вертикалей.
Подъ концы фермы подложены чугунныя подкладки, а для перехода отъ чугуна къ кирпичной кладке, введены подферменные камни, такимъ способомъ, на единицу поверхности передается давлеше, соответствующее кирпичной кладке.
Приподнятая затяжка хотя и увеличиваетъ несколько напряжеше стропильныхъ ногъ, но зато сокращаешь длину подкосовъ и вертикалей и придаетъ ферме более красивый видъ.
На томъ же листе (чер. 2) изображена д!аграмма силъ, определяющая графически, по методу Кремона, напряжеше стержней, составляющихъ описанную стропильную ферму.
Здесь весь грузъ, действующ!# на ферму, распределяется на 8 панелей и раз-сматривается, какъ сосредоточенный въ 9 узлахъ (Ро, Р2, Рз и т. Д-); при этомъ крайше грузы (Ро), на основаши уже высказанныхъ соображений, отбрасываются. Далее, на вертикальной лиши Ъа строится многоугольникъ внешнихъ силъ, при чемъ такъ какъ ферма совершенно симметрична какъ по конструкщй, такъ и по нагрузке то построеше ограничивается лишь для фермы, левой половины.
30
466
Реакщя опоры А, какъ видно изъ чертежа, равна:
4 = Р1 + -Р2+^>з+~2^ •
Для опред'Ьлешя напряжешй начнемъ съ узла I. ЗдЪсь дЪйствуютъ три усшпя: реакщя опоры А, направленная снизу вверхъ и напряжешя стержней 1 и 2, которые определяются построешемъ треугольника на лиши А проведешемъ параллельныхъ стержнямъ 1 и 2. Такъ какъ стержень № 1 подверженъ сжатие, ибо напряжеше его направлено къ узлу, то онъ обозначенъ красной лишей; стержень же № 2 имеетъ обратное отъ узла действ!е и подверженъ вытягиванпо, что обозначается на нашемъ чертеже синей краской.
Далее мы переходимъ ко П-му узлу, где действуютъ четыре усил!я, изъ которыхъ напряжеше стержня № 1 и внешняя сила Р^ намъ известны; остается определить остальиыя два напряжешя. Для этого мы разлагаемъ равнодействующую (обозначенную на чертеже пунктиромъ) уже известныхъ намъ усил!й (№ 1 и Р±) на две составляющая, параллельные двумъ стержнямъ 3 и № 4, при чемъ обе эти лиши изображены на эпюре красными, такъ какъ выражаютъ напряжешя, сопротивляющаяся сжат!ю, и г. д. построеше ведется, согласно общему способу.
Размеры поперечныхъ сЪчен!й стержней.
ОпредЪливъ, съ помощью эпюры, напряжете всЪхъ стержней стропильной фермы, мы подсчитываемъ размеры ихъ поперечныхъ сЪченш.
Если Р выражаетъ вообще напряжете стержня, прочное сопротивлеше на единицу (принимая для желЪза юоо кг. на см2.), то необходимое поперечное сЪчеше f каждаго стержня должно быть
Р Р
f= — z=z--- КВ. см.
к юоо
Стержни, подверженные сжапю, должны быть, кромЪ того, проверены на переломъ, применяя уравнеше (стр. 199).
7=2,5
где J—моментъ инерщи, Р—напряжеше, выраженные въ тоннахъ, и I—длина стержня въ метрахъ.
Что касается формы поперечнаго сечешя стержней, то таковая зависитъ отъ ихъ положешя въ ферме и характеру усилш, которымъ они подвергаются.
На нашемъ чертеже (листъ 18) все части стропильной фермы состоять изъ уголковъ: стропильн. ноги, затяжка и подкосы изъ двойныхъ уголковъ, а вертикали изъ одиночныхъ. Только средшй подвесь (стерж. № 13), подверженный растяжешю, состоитъ изъ двухъ железныхъ полосъ ширин, юо мм. и толщиною 6 мм. Наименьшая ширина такихъ полосъ вообще принимается въ 6о мм., а толщина 6—7 мм.
Уголки для частей, подверженныхъ сжапю должны иметь полки шириною не мен-fee 50, а толщиною не мен-fee 7 мм.
Все силы, действующая въ узле, должны быть въ равновесш, поэтому необходимо, чтобы концы всехъ стержней, сходящихся въ узле, были другъ съ другомъ связаны; эта связь достигается употреблешемъ прокла-докъ, которыя и показаны на чертеже во всехъ сопряжешяхъ.
467
Толщина прокладокъ (8) вообще зависитъ отъ д!аметра d—заклепокъ и на практике обыкновенно принимается:
При d=i6, 20, 23, 26 мм.
„ 8 = 13? 16, 18, 20 мм.
Ходовой размЪръ заклепки—16 мм., а толщина прокладокъ—13 мм.
Для стержней'съ болЪе значительнымъ напряжешемъ (болЪе 15.000 кг.), заклепки ставятъ въ 20 мм., при менЪе значительномъ—16 мм.
Число заклепокъ определяется по вышеприведеннымъ уравнешямъ (а) и (Ъ) стр. 422.
ВсЪ полученные результаты расчета частей желЪзной фермы, для большаго удобства, выписываются въ особой таблице.
Такъ, напр., нижеследующая таблица составлена для фермы англш-<ской системы, изображенной на листе 18, чер. i.
Таблица XXXIII.
1 2 3 4 5 6 7 8 1
№№ стержней. Напряжения стержней въ кг. Поперечное сйчеше въ см2. Длина стержня. । Моментъ инерщи J въ см4. Прим-Ьчаюя.
Вытяги-вашю. Сжатие. Необходимое. Имеющееся въ продаж^. Необходимый. Им£ю-щшся.
р_, 1 — 24000 24,0 90X90X13; /=43,6 2,2 290 1 316
0 я 3 — 20500 20,5 То же самое 2,2 248 316
к о Он н 6 — 17200 17,2 ,, ” 2,2 208 316
о 10 — 13000 14,0 V » 2,2 169 316
S 2 22300 — 22,3 -IL 75Х75ХЮ; /=28,2 — — —
к 1 я 1 8 19000 — 19,0 То же самое — — —
I сЗ СО 12 16000 — 16,0 » ,, — — —
сЗ 5 1000 — 1,0 L. 50 X 50 X 5; /’=4,8 — — —
И S н о< 9 4000 — 4,0 То же самое — — —
ф м 13 8000 — 8,0 || 100X6; /=12,0 — — —
й 4 — 3250 3,2 -И- 55X55X6; /‘=12,6 2,0 32 44,2
о ф и к 7 — 3500 3,5 .То же самое 2,2 42 44,2
11 — 4200 4,2 -JL 60Х60ХЮ; /=22,2 2,5 65 69,7
Въ первой графЪ поставлены №№ стержней; во 2-й и 3-й—те усил!я, которымъ они подвергаются; въ 4-й—необходимое поперечное сечеше; въ 5-й—то же сечеше, но размеровъ профиля, имеющагося въ продаже и взя-30*
468
таго по таблиц^ (приложеше въ конц'Ь книги); въ 6-й—длины стержней; въ 7-й и 8-й — моменты инерцш: опредЪленныя по формултЬ J=2,5 РР (Р — въ тоннахъ и I въ метрахъ) и подходящая къ этому, взятыя изъ таблицы.
Обращая внимаше на величину вычисленныхъ поперечныхъ с±чешй (графа 4) и ттЬхъ, которыя взяты изъ таблицы (графа 5), мы видимъ, что посл'йдшя значительно превосходятъ первыя, тогда какъ моменты инерцш (графа 7-я и 8-я) поперечныхъ сйченш въ этомъ отношеши мало разнятся. KpoM-fe того, для того чтобы сдЪлать стропильныя ноги неразрезанными поперечное сечеше стержней i, 3, 6 и го — остается одно и то же.
Что касается числа и размеровъ заклепокъ, то въ данномъ случай, для значительныхъ усшпй, превосходящихъ 15.000 кг., д!аметръ заклепокъ d принятъ въ20мм.„ а для усшпй меньшихъ | 16 мм.
Во всехъ соединешяхъ, за исключешемъ сопряжешй вертикалей, заклепки подвергаются двойному перерйзывашю, при чемъ сопротивлеше N заклепки съ дгаме-тромъ въ 2 см., на основашй вышеприведенныхъ формулъ (стр. 442), равно:
я 22
У= 2 800 со 5000 кг.
Для заклепки съ дтаметромъ въ 1,6 см.
17 1 б2
^=2 -4^- 800 со 2200 кг.
1 4
Относительно сжат!я етйнки заклепочной дыры, при толщине прокладки въ 1,3 см.:
N= 2,0X 1,3 X 1200 = 3120 кг.
при d = 1,6 см.
1,6 X 1,3 X 1200 = 2500 кг.
Отсюда, если Р—усшпе, действующее въ стержне, то число заклепокъ п вообще выразится:
И~312О И ”1=22ОО’
Такъ, напр., для сопряжешя стержня № 1 съ № 2 (т.-е. стропильной ноги съ затяжкой), где действуетъ усшпе = 24000 кг., число заклепокъ п = *^^со 8- /
2. Система французская (Polonceau). Мы уже указывали на ферму системы Polonceau, для небольшихъ пролетовъ, со стропильными ногами укрепленными однимъ подкосомъ (чер. 554) и видЪли, что графически! расчетъ ея очень простъ. Для болЪе значительныхъ пролетовъ такого укрЪплешя стропильныхъ ногъ недостаточно и тогда примЪняютъ стропила съ двумя или тремя подкосами. Прим'Ьръ такой фермы для пролета въ 14—15 м. и болЪе представленъ на листЪ 19. ЗдЪсь же на чер. 2 указана и д!аграмма силъ, составленная согласно правиламъ Кремона.
Начерташе эпюры ведется слйдующимъ образомъ:
Весь грузъ, действующ^ на ферму, распределяется на семь узловъ по Р кг-на каждый, а на концахъ фермы реакцш опоръ А и В выразятся равными
А = В = 3,5 Р.
469
Для опредЬлешя напряжешй стержней начнемъ построеше многоугольниковъ «силъ съ узла I и разлагая А = ае (чер. 2) на составляющая af и /е, мы получимъ напряжеше стержней №№ 1 и 2. Въ узлЪ II (чер. 1) неизвестный усшпя стержней 3 и 4 легко определить построешемъ четырехугольника а Ъ д f а (чер. 2). Точно также и напряжешя стержней 5 и 6 въ узле III находятся построешемъ сомкнутаго многоугольника efghe. Что же касается узла IV, то здесь мы имеемъ три изв'Ьст-ныхъ усилш (Р, 4 и 5) и, кроме того, три неизвестныхъ напряжешй стержней 8, 9 и 7.
Такимъ образомъ задача является неопределенной и разрешается лишь благодаря тому обстоятельству, что напряжешя стержней 5 и 9, при равенстве всехъ гру--зовъ Р, совершенно одинаковы; поэтому, если уголъ наклонешя стропильной ноги къ горизонту = а, то разлагая грузъ Р (чер. 3 на томъ же листе) на две составляющая Psina и Pcos. а, одну параллельно, а другую перпендикулярно стропильной ноге, легко заметить, что на стропильную ногу действуетъ только составляющая Р siu а, тогда какъ Р cos а, направленная по стержню № 7, располагается совершенно симметрично относительно стержней 5 и 9 и вызываетъ въ нихъ совершенно равныя напряжешя. Кроме сего мы видимъ, что разница между усил!ями стержней 1, 4, 8 и 12, последовательно идущихъ одинъ за другимъ (чер. 1) и составляющихъ стропильную ногу, при равенстве грузовъ Р, остается одна и та же и = Р sin а (чер. 3), поэтому во многоугольнике силъ (чер. 2) концы параллельныхъ лишй, выражающихъ напряжете частей стропильной ноги, должны лежать на прямой fn (чер. 2), направленной подъ прямымъ угломъ къ лиши af. На основаши этихъ соображешй наша графическая задача разрешается следующимъ образомъ:
Для построешя многоугольника силъ, действующихъ въ узле IV мы уже имеемъ на нашей эпюре (чер. 2) стороны его к д Ъ с, выражающая усшпя 5, 4 и Р. Если мы черезъ точку с проведемъ параллельную стержню № 8, а черезъ h стержню № 7, то, продолжая лишю fg (пунктирно), мы пересекаемъ № 8 въ точке к и этимъ определяемъ его длину. Проведя изъ точки к лишю параллельно стержню № 9 до пере-сечешя^съ №7 въ (.) I мы получаемъ замкнутый многоугольникъ д, Ъ, с, к, I, Л, д. Если построеше верно, то лишя должна точно равняться лиши дк, такъ какъ •оне выражаютъ совершенно одинаковый напряжешя.
Дальнейшее построеше многоугольниковъ для узловъ V, VI и VII—не представляетъ затруднешй.
Какъ видно изъ чертежа 2-го, некоторый изъ лишй многоугольниковъ силъ покрываютъ другъ друга.
Такъ: напряжеше № 2-й, идущее отъ точки f до е, покрывается 6-мъ, идущимъ отъ h до в; 13-й составляетъ продолжеше 10-го, при чемъ первое усшпе выражается лишей nl, а второе—1т.
ВсЪ части стропилъ состоять изъ двойныхъ уголковъ и сопрягаются другъ съ другомъ посредствомъ прокладокъ изъ котельнаго желЪза толщиною 1,з см., и заклепокъ, подверженныхъ двойному перер^зывашю. Прокладки для облегчешя вырЪзаны по кривымъ (чер. 8, 4 и 7).
Предполагая покрьте надъ полутеплымъ здашемъ (мастерскими, котельной и т. п.), вдоль строешя, по стропиламъ, въ узловыхъ точкахъ, располагаются деревянные прогоны, удерживающиеся въ своемъ положены приклепанными къ стропильнымъ ногамъ угольниками (чер. 6). На прого-нахъ лежитъ два ряда дощатой обшивки, между которыми слой просмо-леннаго толя.
Верхняя обшивка служитъ обрЪшеткой для желЪзной крыши.
При пролетахъ до 12 м., отношеши высоты подъема къ отверспю рав-номъ Vs и разстоянш между стропилами въ 2 м. можно применять ферму Ро1опсеаисъ одной подпоркой (чер. 554). При большихъ пролетахъ и боль-
470
шемъ разстоянш между фермами увеличивается и число подпорокъ, при чемъ разстояше между последними по длине стропильной ноги принимается отъ 2 до з м.
Подъемъ затяжки къ средине делается равнымъ х/30 до х/20 пролета, или отъ х/8 до х/4 подъема стропилъ. Вообще же это зависитъ отъ наклона стропильныхъ ногъ.
3) Бельпйская система железныхъ стропилъ отличается отъ англш-ской тЪмъ, что д!агонали имЪютъ уклонъ отъ средины фермы (чер. 516 и 517) ,къ ея концамъ и подвергаются вытягивашю, а не сжатпо. Вертикальные же стержни могутъ быть поставлены или отвесно, какъ это показано на чертеж^ 516 или нормально къ направлешю стропильной ноги (чер. 517). Последняя конструкщя изображена съ детальными пояснешями и д!аграммой усилш на листе 20. Здесь мы видимъ, что вся конструкщя металлическая, безъ применешя дерева. Въ узловыхъ точкахъ, поверхъ стропильныхъ ногъ, вдоль здашя, располагаются вместо деревянныхъ прогоновъ, какъ это было показано въ предшествовавшихъ конструкщяхъу железныя двутавровый балки, прикрепленный къ стропильной ноге посредствомъ изогнутыхъ угольниковъ (чер. З, 4, 5, листъ 20).
При показанной на чер. i конструкцш и разстоянш между фермами въ з метра, требуются балки высотою въ 140 мм. Поверхъ балокъ перпендикулярно къ коньку, на разстоянш одного метра одна отъ другой располагаются въ виде второстепенныхъ стропильныхъ ногъ, полосы угло-ваго железа, къ которымъ прикрепляется обрешетка подъ железную кровлю; полосы въ свою очередь скрепляются съ таврами посредствомъ угольниковъ, приклепанныхъ одной заклепкой къ тавру, а другой—къ полосе. Обрешетка можетъ быть или§ изъ Z-образнаго железа (чер. 7 . а) или же каждая полоса состоять изъ двухъ склепанныхъ по длине угольниковъ (чер. 7 • 6); последшй способъ применяется лишь въ томъ случае, если Z - образнаго железа не имеется. Концы стропилъ располагаются на чугунныхъ подкладкахъ, лежащихъ на подферменныхъ камняхъ. Обделка конца показана на детальномъ чер. 3 того же листа.
(Что касается д!аграммы силъ (чер. 2), то составлеше ея не представляетъ никакихъ затруднешй.
Мы видимъ изъ этой д!аграммы, что, кроме затяжки, подвергаются вытягивашю и д!агонали (5 и 9), а стержни, нормально поставленные къ направлешю стропильныхъ ногъ и самыя стропильныя ноги сжимаются.^
4) Русская система (сетчатая) покрыт!й инженера В. Г. Шухова (листъ 21).
Эта система резко отличается отъ предшествовавших^ и имеетъ совершенно оригинальный характеръ. Собственно то, что называется стропильной фермой въ системе совсемъ отсутствуешь и все покрьте состоитъ изъ упругой, криволинейной сетки, составленной изъ однообркзныхъ и одинаково сопротивляющихся элементовъ. Такая сетка, стянутая затяжками, способна передавать какъ свой собственный весъ, такъ и грузъ, на ней лежащш, на стены безъ всякаго распора.
471
Смотря по типу покрыпя, сетка составляется изъ железныхъ полосъ, уголковъ и зетоваго железа, а также можетъ быть и деревянной. Въ по-слЪднемъ случай сетка делается изъ обыкновенная дюймоваго теса. Ни-какихъ массивныхъ частей въ виде стропильныхъ фермъ въ составъ покрыпя не входитъ. Благодаря этому, вЪсъ покрыпя и стоимость его получаются значительно менее противъ покрыпй со стропильными фермами. Выгодность покрыпй Шухова въ особенности замечается при значительныхъ пролетахъ, а простота устройства и несложность сборки обусловливаются тЪмъ, что всЪ части повторяются и состоятъ изъ легкихъ полосъ, которыя размечаются и выкраиваются по однимъ и темъ же шаблонамъ.
Не вдаваясь въ подробности описашя и расчета разнообразныхъ покрыпй по системе Шухова при различныхъ пролетахъ и формахъ строены
Чер. 555.
въ плане, укажемъ лишь на самый простой типъ въ виде сетчато-арочнаго покрыпя надъ здашемъ прямоугольной формы.
На чер. 555 представленъ поперечный разрезъ и планъ части длинная прямоугольнаго покрыпя, матер!аломъ для котораго служатъ полосы угловая железа малаго калибра. Не трудно заметить, что покрыпе имеетъ видъ опрокинутой корзинки, края которой расположены на стенахъ и для уничтожешя распора стянуты горизонтальными затяжками АВ. Отдельныхъ стропильныхъ фермъ здесь нетъ, а все покрыпе представляетъ собою какъ бы одну непрерывную упругую ферму, составленную изъ взаимно пересекающихся изогнутыхъ угольниковъ или зетовъ, склепанныхъ или свин-ченныхъ между собою въ местахъ встречи.
При значительныхъ пролетахъ более 12 метровъ, кроме горизонтальной затяжки АВ вводятся еще наклонныя и BE.
Покрыпя инженера Шухова были исполнены на Нижегородской вы
472
ставке въ 1896 г. въ различныхъ здашяхъ выставочныхъ отдЪловъ надъ пролетами въ 6, 7, и, 13 и 15 саж. Всего перекрыто до 4393 квад, саж., т.-е. пространство безъ малаго въ 2 десятины.
На листе 21 мы даемъ примЪръ с^тчато-арочнаго покрьтя надъ пролетомъ въ 50' (15 м.) съ указашемъ деталей и сопряженш нЪко-торыхъ частей этой оригинальной системы.
На чер. I представленъ поперечный разрезъ покрьтя, а на чер. 2—• его видъ сверху, при чемъ правая часть совершенно открыта, а надъ левой устроена деревянная обрешетка, изъ брусковъ, подъ железную кровлю.
Покрьте стянуто горизонтальными и наклонными затяжками и состоитъ изъ выгнутыхъ полосъ угловаго железа, расположенныхъ по д!аго-налямъ, на разстоянш 4,50 футъ (1,35 м.) одна отъ другой. Подъемъ сЪтки около 1/в отъ всего пролета. Концы полосъ прикрепляются къ угловому желЪзу, лежащему, какъ мауерлаты, вдоль стЪнъ на ихъ вершинахъ, на особыхъ подкладкахъ изъ котельнаго железа. Подробности сопряжены этихъ полосъ угловаго желЪза какъ съ дугами покрьтя, такъ и со стеной видны на чер. 3 того же листа. Здесь же указано соединеше струнъ съ концами изогнутыхъ полосъ съ помощью вертикальной накладки т (чер. 3), загнутой угломъ и прикрепленной тремя заклепками къ вертикальной, и двумя—къ наклонной полке угольника, составляющаго дугу.
Надъ первымъ слоемъ д!агоналей располагается второй, пересекаю-щшся съ первымъ и тоже состояний изъ полосъ угловаго железа. Въ местахъ пересечешя оба слоя свинчиваются болтами или склепываются. Первый способъ удобнее.
Затяжки сделаны изъ железа круглаго поперечнаго сечешя и, какъ видно изъ плана фиг. 2, каждая изъ нихъ концами а, а, а..., захватываетъ петли изъ железныхъ полосъ, такого же круглаго поперечнаго сечешя, проходящихъ непрерывнымъ зигзагомъ 6, с, a, d, а, е, а и т. д. черезъ дыры, просверленный въ упомянутой выше накладке ж (чер. 3).
Наклонныя затяжки своими нижними концами захватываютъ точно такой же рядъ зигзагообразныхъ петель, расположенныхъ надъ первымъ рядомъ, верхше же концы затяжекъ прикрепляются къ изогнутой полосе съ помощью болта съ проушиной (чер. 8, £)•
Для натяжешя затяжекъ каждая изъ нихъ снабжена муфтами (г, г, г чер. I и jR, чер. 7) съ нарезками, направленными въ разныя стороны. На этомъ же чертеже показано сопряжеше затяжки съ зигзагообразной полосой съ помощью петли 1г и хомутика к.
Полосы угловаго железа, изъ которыхъ состоятъ дуги, сращиваются по длине съ помощью двухъ накладокъ s (чер. 9), а между собою въ местахъ пересечешя скрепляются болтами р (тотъ же чертежъ).
Обрешетка подъ железную кровлю делается такимъ образомъ: на верхшя полосы угловаго железа (чер. 4, 5 и 6, тотъ же листъ) накладывается деревянный брусокъ d и привинчивается къ вертикальной стенке уголка (чер. 6) горизонтальнымъ болтомъ. Къ этому бруску прибиваются гвоздями обрешетины е, е, е, къ которымъ уже посредствомъ клямеровъ, по общему способу прикрепляется кровельное железо.
473
Если покрыпе желаютъ сдЪлать менЪе теплопроводимыммъ, то обрЪ-шетка къ брускамъ d не прибивается, а заменяется настилкой изъ двухъ рядовъ деревянныхъ досокъ или теса, между которыми располагается про-слоекъ войлока или толя, какъ это было указано выше.
Таюя покрыпя весьма удобны надъ помЪщешемъ для котельныхъ.
j Разсчетъ с^тчатыхъ покрыт!#.
( Что касается определешя напряжешй стержней, составляющихъ сетчатое покрыпе, то оно ведется также, какъ и при расчете арочныхъ фермъ.
Первоначально предположимъ случай равномерной нагрузки дуги грузомъ q на единицу длины горизонтальной ея проекщи (чер. 555), равной 2 Z.
Давлеше на опоры (реакщя опоръ) равна:
r\ = v2 = ql.
Очевидно, что при такихъ услов!яхъ дуга будетъ сжиматься, а затяжка—растягиваться. Если мы эти усил!я (растяжеше затяжки и сжапе дуги) назовемъ черезъ а подъемъ дуги черезъ f, то моментъ всехъ силъ, действующихъ на половину фермы (левую или правую) будетъ:
Sf=ql.l-ql 4-, откуда
<8=3^-
Преположимъ, что у насъ разстояше между узлами=а (чер. 556), тогда нагрузка на погонную единицу горизонтальной проекщи дуги выразится равной
а
а следовательно, вводя эту нагрузку въ предшествовавшее уравне-Hie, получимъ:
Распределеше нагрузки показано на чер. 556 штрихами.
Необходимая площадь F поперечнаго сечешя стержня (уголка или зета), соста-
вляющаго дугу, равна
S к ’
где к—есть коэффиц. железа на сжапе.
Пр и меръ. Преоположимъ, что пролоть АВ (чер. 555) равенъ 260', а=5', 21
q=l пуду на кв. футъ проекщи покрыпя и f=~^ = Р-'; въ такомъ случае
с 1 X 30 X 30 . . '5 ,
---2Х"12—.X 2 = 93’° пУДа-
Следовательно
QQ 5
F = W=0/238 кв- д-
Изъ этого примера видно, какое требуется незначительное поперечное сечеше стержней для сетчатаго покрыпя.
474
Нисколько иная картина получается при односторонней нагрузке; здесь полосы сетки подвергаются перелому, изгибу и требуютъ значительно боль-шихъ поперечныхъ сечешй.
Мы знаемъ, что если р представляетъ эту одностороннюю нагрузку на погонную единицу проекщй прямой по л у ф о р м ы, то расчетный сгибающш моментъ (стр. 414)
М max = о
Для параболической же фермы при техъ же услов!яхъ этотъ моментъ будетъ вдвое меньше, т.-е. равенъ
ил-l pl2
М' max = ±—.
10
Таково свойство криволинейныхъ фермъ.
Односторонняя равномерная нагрузка половины дуги можетъ быть въ томъ случае, когда покрьте составлено изъ отдельныхъ криволинейныхъ крышъ (чер. 557) и снегъ лежитъ до горизонта, показаннаго пунктирной лишей аЪ.
При такихъ услов!яхъ принимается, что
Р = отъ 0,2 до 0,4 пуд. на кв. ф.
Чер. 557.
Если прочное сопротивлеше R железа взять = 300 пуд. на кв. д.; то моментъ сопротивлешя W будетъ равенъ:
ТТ7 М’max 340 . г
w=—вГ~ = збо=1’13куб- д-
Помножая на 16,4 мы переходимъ на куб. сант. и получаемъ:
17 = 1,13 X 16,4 = со 19 куб. сан.
Этому моменту сопротивлешя по таблице въ конце книги соответствуетъ^угло-вое железо профиля № 7.
Если покрыт!е имеетъ 3 затяжки, изъ которыхъ одна горизонтальная и две наклонныя, какъ это изображено на нашемъ примере на листе 21, то
М'!тах=
40
) Числитель помножается на 12 для приведешя въ дюймы.
475
Напряжеше горизонтальной тяги на вытягиваше:
Si = 1,25.2 . Z-f-0,47 pl.
Натяжеше наклонныхъ тягъ
$ = 0,645 . pl
П р и м Ь р ъ:
,, 0,2X30X30X 12X2,5
Мmax = —-------—---------— = 142,5 пудодюйм.
S1== 1,25 X1X 2,5 X 30 + 0,47 X 0,2 X 2,5 X 30=100,8 пудодюйм. £2=0,645X0,2 X 2,5X30=9 пудодюйм.
Изъ этаго примера мы видимъ, что натяжеше горизонтальной затяжки почти въ 10 разъ бол'Ье наклонныхъ. Обыкновенно посл'Ьдшя делаются изъ круглаго железа въ д1аметрЬ Щ'.
Вообще изъ приведенныхъ примЪровъ видно, что все покрьте, даже при весьма значительныхъ пролетахъ, можетъ быть очень легкимъ. ВЪсъ его на 1 квадр. саж. проекцш покрьтя, въ зависимости отъ I определяется изъ выражешя:
Р = 1,5+0,6 ?Х0,75 пуд. въ кв. с.
Напримеръ, при:
Z=50 ф.=7,14 саж.
Р=1,5+0,6X7,14X0,75=4,82. пуд.
Желающимъ более подробно познакомиться съ пр!емами расчета арочныхъ-фермъ и въ частности сетчатаго покрьтя рекомендую книгу инженера В. Г. Шухова „Сдропила, теор!я арочныхъ фермъ". Издаше Политехнич. о-ва. 1897 года.
ОпредЪлеше напряжешй частей стропильныхъ фермъ по методу Риттера.
Мы уже упоминали выше, что аналитичесюй способъ расчета стропилъ (чер. 544) состоитъ въ рЪшенш трехъ уравнешй съ тремя неизвестными напряжешями:
S(_ZZ) = o; S(F) = o и 2(Л£) = о.
Способъ этотъ приводитъ непосредственно къ рЪшешю вопроса, но онъ представляетъ слЪдующ1я неудобства: bo-i-хъ, въ II и V входятъ синусы угловъ, составляемыхъ стержнями съ горизонтомъ, а потому приходится предварительно определять эти величины; во-2-хъ, для определешя какого-нибудь неизвестнаго напряжешя надо решать, вообще говоря, три уравнешя. Способъ Риттера не имеетъ этихъ неудобствъ и состоитъ въ въ томъ, что для определешя одного какого-нибудь напряжешя достаточно составить и решить одно изъ трехъ вышеприведенныхъ уравнешй, а именно: уравнеше статическихъ моментовъ. Дело въ томъ, что можно воспользоваться произвольностью выбора центра вращешя момен-товъ такимъ образомъ, чтобы въ одно уравнеше моментовъ входило только одно определяемое напряжеше, а для этого, если сечеше встречаешь, кроме разсматриваемой, еще только две полосы, достаточно принять за центръ вращешя моментовъ точку пересечешя последнихъ двухъ; тогда моменты ихъ напряжешй въ уравнешя моментовъ не войдутъ, ибо плечи ихъ
476
равны нулю и мы получимъ одно уравнеше съ однимъ неизвЪстнымъ. Въ это уравнеше войдутъ въ качестве вспомогательныхъ величинъ, только плечи моментовъ опредЪляемыхъ напряжешй, но вычислять ихъ не при-
дется, такъ какъ, взявъ ихъ съ чертежа по масштабу, получимъ ихъ величины съ достаточной для практическихъ целей точностью.
Все вышесказанное сводится къ следующему правилу: разсЪкаемъ ферму на две части такъ, чтобы прямая с е ч е н i я встречала, если что мой
предполагаемъ,
не б о л i е трехъ полосъ;
пересЪчен!я раскосовъ съсекущей пря-приложены силы
возможно, въ точкахъ
представляюиця полосъ; состав ля-
Y, Z (чер. 558), напряжешя емъ для отрезанной части фермы уравнен!е моментовъ, задавая для определешя напряжешя X, центръ в ращен in въ точке пересечен in Y и Z—д ля о п pe-д е л е н i я Y — въ точке Пересе-ченiя Хи Z и для определешя Z— въ точке пересечешя Хи Y.
Такъ, напр., для определешя X въ нашей задаче центромъ вращешя будетъ точка Е (чер. 558) пересечешя силъ Y
и Z и тогда мы получимъ уравнеше моментовъ:
X . x—PXEC+DX^E=o,
откуда
РХЕС-ВХ^Е
х
Для определешя Y за центръ вращешя следуетъ принять точку А— пересечешя силъ X и Z и тогда получимъ уравнеше:
ТХН^Х^^£><^=о, откуда
у Р ХЛС+^ХАЕ
у
Для определешя Z за центръ вращешя следуетъ принять точку R пересечешя силъ X и Y и тогда получимъ уравнеше:
—Z . Q . EL—P . CZ+D . ЛР=о,
откуда
z= — — QEL-P. cl+d .al %
z
Точно такимъ же образомъ можно определить напряжеше въ каждой другой полосе фермы.
Этотъ способъ можно непосредственно прилагать тогда, когда прямая, разсекающая данную полосу, въ то же время разсекаетъ не более двухъ другихъ.
477
Въ сложныхъ фермахъ, какъ, напр., въ изображенной на чер. 559г можетъ оказаться, что нЪкоторыхъ напряжешй этимъ способомъ нельзя будетъ определить, такъ, напр., нельзя будетъ определить напряжеше въ FG, DG, DE, потому что нельзя провести прямой, которая, разсекая одну изъ этихъ полосъ, всего разсекала бы въ то же время только три полосы фермы.
Чер. 5 59- Чер. $6о.
Но и въ этомъ случае можно решить задачу непосредственно, если только удастся провести такое сечеше (оно по произволу можетъ быть криволинейнымъ или прямолинейнымъ), чтобы все пересекаемыя полосы, исключая той, напряжеше которой мы определяемъ, сходились въ одной точке.
Такъ, напр., можно определить напряжеше V полосы FG, если провести сечете а р у и для вырезанной части (чер. 560) составить уравнеше моментовъ, принимая центръ вращешя въ точке Н.
-Y .FH—R . г=о, откуда
у- Rr
FJT
Точно такъ же определится напряжеше IT полосы DG, если провести сечеше а 8 у и для вырезанной части составить увавнеше моментовъ, принимая за центръ вращешя точку Н (чер. 561).
V . и—Rr=o, откуда
и
и
Точно такъ же можно определить напряжеше въ KJ и LJ (чер. 559). Все остальныя полосы могутъ быть разсечены прямыми, встречающими, или только три полосы, или четыре, при чемъ въ одной изъ нихъ напряжеше можетъ быть определено предварительно. Въ обоихъ этихъ случаяхъ можетъ быть приложенъ прежшй способъ. Такъ, напр., определивъ
478
U, можно получить для напряжешя X, Y, Z полосъ DF, DE, СЕ уравнешя (чер. 559 и 562):
X.DE+U. v—Q . NO-P . MO+W. А0=о (центръ вращешя—точка пересЪчешя Y и Z).
Y. AD+ U.l+Q. AN+P . АМ=о (центръ вращешя—точка А). Z . . AN— Р . Л№=о
(центръ вращешя—точка D).
Чер. 562.
Изъ каждаго изъ этихъ уравнешй можно непосредственно определить входящая въ него неизвестный.
Итакъ, методъ Риттера вполне пригоденъ и въ случае сложныхъ фермъ; при этомъ надо заметить, что только начинающимъ придется для каждаго частнаго расчета вычерчивать особыя эпюры; напрактиковавшись можно сразу, по главной схеме, написать все необходимый уравнешя*).^
§ 77.
Устройство ев4товыхъ покрыпй.
Способы верхняго освещен!я помещен!! Разсматривая крыши, мы определили ихъ общее назначеше, какъ защиту строешя отъ действ!я дождя и снега. За последнее время, кроме этого прямого требо-вашя, при проектированы некоторыхъ строешй, предназначенныхъ для фабричныхъ и заводскихъ целей, крыши должны исполнять назначеше единственна™ покрыт!я строен!я, т.-е. функщонировать, какъ крыши и потолокъ и въ то же время давать весь необходимый светъ по-мещешю, что делаетъ окна въ стенахъ почти излишними. Къ такого рода крышамъ принадлежать покрьтя, имеюпця въ поперечномъ разрезе двускатную форму, а иногда форму зубцовъ; отсюда назваше зубчатыхъ крышъ (см. чер. 487). Эти же крыши называются шедами, отъ англш-скаго слова ched (навесъ). Давая надлежащей светъ фабричному помеще-
*) Подробности о примЪненш метода Риттера—въ его книжка „Элементная Teopia и расчетъ стропильныхъ и мостовыхъ фермъ*. Перев. инженера Л. Вурцеля.
479
шю, надо вмЪстЬ съ т'Ьмъ защищать его отъ прямого дЪйств!я солнечныхъ лучей, такъ какъ посл'Ьдше, слишкомъ сильно действуя на зрЪше, мЪшаютъ работать и часто вредятъ товару, изменяя его цв'Ьтъ. Можно избежать дЪйств!я прямыхъ солнечныхъ лучей постановкою матовыхъ стеколъ или закрасить ихъ известью, но въ пасмурные дни таюя стекла даютъ слишкомъ мало света. Чтобы иметь хорошее освищете фабричнаго или заводскаго здашя и вместе съ тЪмъ сохранить требуемый размЪръ квадрата, содер-жашя пола, приходится или строить узюя и длинныя многоэтажный здашя съ окнами съ об'Ьихъ сторонъ, при чемъ прямое дЪйств!е солнечныхъ лучей и неравномерность распределения света, однако, не устраняется, или же устраивать одноэтажный здашя безъ оконъ, съ верхнимъ светомъ, что даетъ возможность не ограничивать ширину здашя. Очевидно, что въ по-еледнемъ случае самое естественное придать крыше форму зубцовъ, которыхъ коньки направлены съ востока на западъ, при чемъ поверхность ихъ, обращенную къ северу, сделать световую.
Таюя одноэтажный фабричный строешя во многихъ отношешяхъ не только удобнее, но невыгоднее многоэтажныхъ, а именно: г) давлеше на -единицу площади фундамента меньше, отсюда и меньшая его стоимость; ^2) каменная кладка дешевле, такъ какъ ея стоимость возрастаетъ по мере возвышешя стенъ; 3) сокращеше расходовъ на устройство потолочныхъ покрыты, такъ какъ крыша должна служить и потолкомъ; 4) меньшая опасность отъ огня; 5) более удобный одновременный осмотръ производства; 6) больше кубическое содержаше воздуха на каждаго изъ рабочихъ; 7) исключительно горизонтальное перемещеше грузовъ, что дешевле и быстрее, и 8) помещешя получаютъ более равномерное освещеше и про-изводятъ пр!ятное впечатлеше, что также имеетъ не малое значеше, такъ какъ одна изъ задачъ строителя фабрики или завода сделать мастерскую пр!ятною для рабочихъ.
Всемъ известно, что на старыхъ ткацкихъ фабрикахъ многоэтажнаго типа станки посредине корпуса имеютъ меньшую выработку и ткачи стра-даютъ глазными болезнями* По даннымъ несколькихъ фабрикъ станки въ помещешяхъ со светлою крышею даютъ большую выработку, меньше браку и рвани; оцениваютъ все эти удобства на 5% уменьшешя стоимости обработки. Достаточное количество света, кроме сохранешя зрешя, поддержи-ваетъ хорошее настроеше у рабочаго.
Въ числе выгодъ, доставляемыхъ светлыми крышами необходимо упомянуть о значительномъ уменьшены числа часовъ искусственнаго освеще-шя. Такъ по наблюдешямъ, сделаннымъ инженеръ-технологомъ Сонгинымъ, на Тверской м-ре въ ткацкихъ помещешяхъ i-го этажа многоэтажнаго здашя сравнительно съ шедомъ ежедневно получалась разница отъ 2 до 3 часовъ въ замыканш электрическаго тока во весь перюдъ освещешя.
Все эти выгоды въ новейшее время заставляютъ фабрикантовъ постепенно заменять многоэтажный здашя одноэтажными, и световыя зубча-тыя крыши все более и более находятъ себе применеше. Къ недостат-камъ зубчатыхъ крышъ относятся трудности отведешя дождевой воды и
480
очистки снФга, что въ нашемъ климат^ им-Ьетъ весьма существенное зна-чеше. Въ этомъ отношенш зубчатый крыши ожидаютъ еще усовершенствовании
§ 78.
Внутреншя помещешя освещаются разсЪяннымъ светомъ, отражен-нымъ отъ небеснаго свода. При такихъ услов!яхъ, т.-е. при равномерно с!яющемъ небе, облачномъ или за часъ до заката солнца, если предметъ находится вне помещешя, подъ открытымъ небомъ, то онъ получаетъ светъ отъ целаго небеснаго свода, а внутри помещешя освещается только теми световыми лучами, которые имеютъ къ нему безпрепятственный до-ступъ отъ части небосклона, не загражденнаго отъ него ни стенами, ни покрьтями, т.-е. черезъ отверспе въ потолке, крыше или стене. Въ зависимости отъ величины этой части небосклона находится и сила светаг которая прямо пропорцюнальна величине этой поверхности, если освещенная плоскость расположена перпендикулярно къ направлешю централь-наго луча, исходящаго изъ этой части неба. Если же эта плоскость расположена такъ, что центральный лучъ падаетъ на нее не подъ прямымъ, а подъ острымъ угломъ, то сила света будетъ уменьшаться соответственно синусу этого угла.
За единицу света (В) принимается метръ-свеча, т.-е, та сила света, какую получаетъ отъ одной нормальной парафиновой свечи листъ бумаги на разстоянш i метра.
Въ нашей широте, при равномерно облачномъ небе или за часъ до заката солнца въ ясный день, сила разсеяннаго света, проникающаго вовнутрь помещешя черезъ световое отверспе, равное i кв. см., на одинъ элементъ плоскости на разстоянш i метра отъ светового отверспя, равна У4 метра-свечи. Следовательно, со световой поверхности въ i кв. м. исте-каетъ 2500 метръ-свечей.
Для того чтобы измерить силу света, подающаго отъ какого-нибудь светового отверсня на элементъ плоскости внутри помещешя, необходимо знать названный световой уголъ, подъ которымъ наклоненъ къ горизонту центральный лучъ этого света. Отъ этого угла зависитъ сила света.
Сравнительное количество света въ помещеши при различномъ устройстве светового покрьтя определяется по следующей формуле:
F
В=к . — Sin а.
а2
Здесь к—численный коэффищентъ;
а—разстояше освещеннаго элемента отъ световой поверхности (от-версня въ стене или крыше).
F—световая полезная поверхность, которая, строго говоря, есть часть сферической поверхности, описанной рад!усомъ а (чер. 563) изъ освещенной точки, какъ изъ центра, но для простоты можно принять ее съ до-статочнымъ приближешемъ за ровную плоскость F, перпендикулярно расположенную къ центральному световому лучу,
481
к—какъ было сказано выше, принимая световую поверхность въ i кв. метръ, = 2500 В свЪтовыхъ единицъ L.
Устройство светового покрыпя зависитъ отъ того, требуется ли возможно большее освЪщеше лишь нЪкоторыхъ отдЪльныхъ пунктовъ помещешя, или же необходимъ равномерный свЪтъ одинаково во всемъ помЪ-щеши. Въ послЪднемъ случае результаты, определенные ре- Че
шешемъ вышеозначенной фор-
мулы, должны для различныхъ местъ въ помещены мало другъ отъ друга отличаться. Обыкновенно требуется именно этотъ последнш случай, какъ напр., на фабрикахъ, въ мастерскихъ и проч. Для по-добныхъ помещешй световыя покрыпя могутъ быть устроены по одному ИЗЪ следую-щихъ способовъ: *)
г) Световая поверхность въ виде двухъ более крутыхъ скатовъ расположена въ коньке крыши (чер. 564 I).
2) На вершине крыши вдоль конька устроенъ, такъ назыв., фонарь съ вертикальными боковыми стеклянными поверхностями (чер. 565).
3) Световыя поверхности расположены въ средине скатовъ, въ одномъ уровне со скатами крыши (чер. 566);
и 4) Здаше можетъ быть покрыто зубчатой крышей (шедъ), у которой одинъ скатъ (более полойй) темный, а другой (более крутой) светлый (чер. 567).
.'/’Для того чтобы судить о силЪ свтЬта при устройств^ покрытш по сгюсобамъ, обозначеннымъ на этихъ чертежахъ, предположимъ для всехъ четырехъ случаевъ одинаковые размеры помещены, равные по ширине 20 м., а по длине 5 м., при высоте наружныхъ стенъ въ 5,5 м. и опре-делимъ силу света, при каждомъ изъ четырехъ покрыпй, для двухъ точекъ, взятыхъ на горизонте пола, а именно: въ средине помещешя и на разстояши 3,33 м. отъ наружной стены. Затемъ, если мы примемъ, точно такъ же одинаково для всехъ 4-хъ случаевъ, что х/4 световой поверхности заслоняется стропильной конструкцией, переплетами рамъ и. проч., а также, что потеря света въ количестве 73 происходитъ при прохожденш его^ черезъ стекло, то мы получимъ на основашй вышеприведенной формулы, что:
*) Handbuch der Architektur. 3 Th. 2 В. 3 Heft. S. 288.
31
482
а) Для i-го случая (чер. 564) въ срединЪ помЪщешя сила’свФта будетъ:.
483
Р) Для 2-го случая (чер. 565):
г i,o . Sin 710 т
ВЬг =- - X 2 х 5 X 2500 X --= т5о L.
г 2,3 . Sin 43е х
-В^2 =- х 5 X 2500 X ,d 2 -- = 55 L.
о>о
у) Для 3-го случая (чер. 566):
-Bcj = -| X 2 X 5 X 2500 X 3— ^^~5— = 4б° L. 2 0,7
„ г /2,70 . $m8i° , 2,7 . Sin 31 \ т
Вс2 = ~Х5Х25оо (/'~6-2-------+ ’7 »2 3 )=4Ю L.
5) Для 4-го случая (черт. 567), предполагая одинъ и тотъ же наклонъ (= */5), какъ и въ предшествовавшихъ случаяхъ для темныхъ скатовъ, а яаклонъ для свЪтлыхъ поверхностей, какъ 2,5 : г.
777 г / i,6 . Sin 6^ 2,5 Sin . 35е \ _
Bd. = -5 2500 ( 6|5, 4- + = 305 L.
„ 7 г /т,6. Sin 640 , 2,4 . Sin 350 , 2,5 . Sin 220 \ х У
М,=-5 25°° ( 6|5, +-Д^—+ ----) = 325^/
На основаши этихъ выводовъ мы видимъ, что устройство, показанное на черт. 564, даетъ неравномерное освещеше: для средины помещешя наибольшее количество света, который хотя и ослабеваетъ почти вдвое въ ( . ) Ва2, приближаясь къ стене, но все же и здесь сила равна той, какая получается для средней точки Bdr при зубчатыхъ покрьгпяхъ; послед-шя имеютъ, по сравнешю со всеми другими способами покрьтя, то преимущество, что оне совершенно устраняютъ, при известномъ расположен^ световой поверхности относительно странъ света, вл!яше солнечныхъ лучей и даютъ равномерный и покойный светъ.
При устройстве по способу I и 2—для равномерности света весьма полезно устраивать боковое освещеше окнами въ наружныхъ стенахъ. Если же этого устроить нельзя, то такая конструкщя не рекомендуется.
Освещеше по способу № 2—боковыми поверхностями средняго фонаря — принадлежишь къ самымъ невыгоднымъ, такъ какъ несравненно больше света даютъ друпя конструкши; какъ видно изъ нашего примера, несмотря на довольно значительные размеры фонаря, онъ даетъ только одну четверть света сравнительно съ остальными способами световыхъ покрытш.
Единственное достоинство этого покрьтя заключется въ томъ, что благодаря вертикальному положешю стеклянной поверхности, она не будетъ зимой заноситься снегомъ, а летомъ покрывается пылью значительно меньше сравнительно съ наклонными поверхностями, представленными на чер.3564 и 566.
Освещеше по способу, показанному на чер. 566, въ виде двухъ стек-лянныхъ поверхностей, расположенныхъ въ уровне скатовъ крыши, давая 31*
484
равномерный и довольно сильный свЪтъ—неудобно для зимняго времени; лЪтомъ же они постоянно грязны отъ пыли.
Такимъ образомъ, сравнивая все четыре способа освЪщешя сверху мы видимъ, чго наиболее выгоднымъ следуетъ признкть зубчатое световое покрыт!е (англшскш шедъ), къ более подробном}^ описашю котораго мы и переходимъ.
§ 79-
Зубчатыя крыши (шедъ).
Уклоны плоскостей зубчатыхъ крышъ. Обыкновенно принимаютъ, и не безъ основашя, что среднее направлеше световыхъ лучей составляетъ съ горизонтомъ уголъ въ 450. Далее, изъ элементарной физики известно, что чемъ больше уголъ падешя, темъ более лучъ преломляется, т -е. уменьшается светъ, проходя черезъ какую-нибудь прозрачную среду; поэтому теоретически наивыгоднейшее направлеше световой поверхности зубчатой крыши должно быть подъ угломъ въ 45° къ горизонту, тогда уголъ падешя 0 = о, стало быть, светъ будетъ проходить не преломляясь. Принимая направлеше световой призмы подъ угломъ въ 450, изъ чер. 568
можно видеть вл!яше величины угла в на ширину световой призмы В, при одной и той же величине поверхности стекла и при разныхъ углахъ а ея наклона къ горизонту, а именно:
При а = 45° В = г 0 = о „ а = 6о° В = 0,97 $ = 15 п а = 90° В = 0,71 0 = 45,
485
т.-е. съ увеличешемъ угла а ширина призмы уменьшается, и уголъ паде-шя в свЪта увеличивается, что влечетъ за собой большее преломлеше и следовательно уменьшеше силы свЪта.
Изъ этого видно, что необходимо по возможности приближаться къ пределу угла а = 450; но на практике приходится изменять величину этого угла въ зависимости еще и отъ другихъ условш помимо световыхъ, такъ какъ, кроме освЪщешя, крыша эта должна еше отводить дождевую воду, не задерживать снегъ, а также не давать оседать на своей поверхности пыли или копоти, окружающей заводъ. Въ этомъ отношенш уголъ <2=90°, т.-е. вертикальная поверхность, какъ было сказано выше, представляется наивыгоднейшей. Такимъ образомъ, пределы угла наклонешя световой поверхности къ горизонту должны быть между 45°И9О°, при этомъ выборъ средней величины будетъ, очевидно, вполне зависять отъ местности; въ северныхъ странахъ, где много выпадаетъ снега и дождя, приходится принимать крайшй maximum, т.-е. 90°; въ местностяхъ же съ более сухимъ климатомъ является возможность устройства световой поверхности подъ угломъ въ 45° къ горизонту.
Что касается размера пролета, перекрываемаго отдельными звеньями разсматриваемыхъ нами крышъ, то въ этомъ отношеши на практике имеются примеры покрытш отъ з до 15 и более метровъ.
Сила дневного или искусственнаго света определяется фотометрами, изъ коихъ наиболее удобный, по мнЪшю проф. Бубнова, фотометръ В е-бера. Заимствуемъ описаше и рисунокъ этаго прибора изъ брошюры проф. Бубнова „Фотометричесюя наблюдешя надъ распредЪлешемъ дневного света въ комнате41.
„Въ основаше устройства этого фотометра положенъ тотъ принципъ, что сила испытуемаго источника света или степень освещешя определенна™ размера площади сравнивается съ силою освещешя отъ постояннаго источника света въ фотометре („бензинная свеча“), при чемъ одинаковая степень освещешя поля зр'Ьшя въ инструменте достигается или путемъ ослаблетя поступающая въ инструментъ свЬта посредствомъ поглощающихъ свЬтъ пластинокъ изъ матоваго и молочнаго стекла, или же путемъ ослаблешя или усилешя въ освЪщеши поля зр'Ьшя со стороны постояннаго источника света; требуемое здесь ослаблеше и усилеше въ освЪщеши достигается при помощи ширмы изъ молочнаго стекла, которая можетъ быть помещаема на различныхъ разстояшяхъ отъ постояннаго источника света въ фотометре — отъ „бензинной свечи".
Самъ фотометръ состоитъ изъ двухъ металлическихъ трубокъ, подвижно скреп-ленныхъ подъ прямымъ угломъ по отношешю къ ихъ осямъ. Одна трубка а, постоянно имеетъ горизонтальное положеше, хотя можетъ передвигаться вверхъ и внизъ, равно какъ и вращаться въ горизонтальной плоскости около вертикальной колонки которая укреплена на крыше ящика отъ фотометра; другая трубка^, прикрепленная приблизительно посредине своей длины, къ предыдущей трубке, можетъ вращаться вокругъ оси первой трубки лишь въ вертикальной плоскости на 180°.
Первая трубка фотометра, которая неподвижно прикрепляется къ колонке, состоитъ изъ 3-хъ частей:
а) Средняя часть (а, рис. I): внутри ея находится подвижная ширма изъ молочнаго стекла (дь рис. II), а снаружи шкала съ делешями, позволяющими знать, на какомъ разстоянш отъ постояннаго источника света („бензинная свеча") въ фонаре находится ширма.
486
b) Ф о н а р ь (Ь, рис. I), заключающий въ себе „бензинную свечу" (а', рис. II); онъ помещается передъ однимъ изъ концовъ средней части. — Величина пламени «бензинной свечи" въ фонаре, благодаря особымъ приспособлешямъ, можетъ быть поддерживаема на определенной высоте.
с) Суженная часть трубки (с, рис. I), сравнительно весьма короткая, занимаетъ место передъ другимъ концомъ средней части, противоположнымъ фонарю Къ суженной части причленяется вторая трубка; въ этомъ месте находится дуга съ делешями, указывающими, на какой уголъ отъ вертикали отклонена вторая трубка фотометра.
Вторая трубка фотометра состоитъ тоже изъ трехъ частей:
а) Средняя часть (d, рис. I): опа заключаетъ въ себе, соответственно месту прикреплешя этой трубки къ предыдущей, овальную д!афрагму (<Zb рис. II), поставленную перпендикулярно къ оси трубки, и призму (q, рис. II) съ полными внутренними
отражешемъ. Овальная д!афрагма ограничиваетъ поле зрешя въ инструменте, призма же служитъ для передачи света отъ „бензинной свечи" на одну половину д!афрагмы т.-е. на одну половину поля зрешя, тогда какъ другая половина последняго освещается испытуемымъ светомъ.
Ь) Окулярная трубка (е и et). Особенность окуляра состоитъ въ томъ, что онъ снабженъ продолговатой металлической пластинкой съ тремя круглыми отвер-ст!ями; эта пластинка можетъ передвигаться по своей длине съ одного бока окуляра на другой черезъ его центръ, при чемъ все три отверст!я пластинки последовательно могутъ совпадать съ отверст!емъ окуляра. Одно изъ отверст!й пластинки ничемъ не выполнено, другое отверст!е выполнено зелеными стекломъ, а третье — краснымъ. Благодаря такому устройству окуляра, можно видеть поле зрешя въ фотометре чрезъ красное или чрезъ зеленое стекло, или же можно видеть и безъ стеколъ. Кроме только что описаннаго приспособлешя, окуляръ снабженъ небольшою подвижною призмою съ полнымъ внутренними отражешемъ; призма даетъ возможность наблюдателю принимать во время работы более удобное положеше, когда, напр., приходится смотреть въ окуляръ фотометра снизу вверхъ, или, наоборотъ, сверху внизъ.
с) Коробка (f и ft), укрепленная на конце трубки, противоположномъ окуляру. Въ эту коробку вкладываются пластинки изъ матоваго или изъ молочнаго стекла, которыя поглощаютъ световые лучи или идупце прямо отъ испытуемаго источника
487
св1уга, или лучи разсЪянные, уже отраженные отъ какой-либо поверхности. Коэффищентъ поглощешя свЪта каждою изъ приложенныхъ къ инструменту стеклянныхъ пластинокъ опредЪленъ и выраженъ цифровою величиной ’
Наблюдешя съ фотометромъ WJe b е г’а производятся различно, смотря потому, одинакова ли окраска испытуемаго свЬта и св'Ьта отъ „бензинной св'Ьчи", или же между ними существуетъ разница въ окраскЪ.
Въ п е р в о м ъ случай испытуемый источникъ свЪта, силу котораго желаютъ измерить, помещается на определенномъ разстоянш передъ коробкою фотометра, назначенной для поглощающихъ свЪтъ пластинокъ; затемъ, глядя въ фотометръ чрезъ окуляръ и чрезъ отверсНе на его пластинке, не занятое цветнымъ стекломъ, уравниваютъ степень освещешя обеихъ половинъ поля зрешя, увеличивая или уменьшая число вложенныхъ въ коробку пластинокъ и приближая или удаляя молочнаго стекла ширму передъ бензинной свечей. Когда достигнута одинаковая степень въ освещеши обеихъ половинъ поля зрешя, то наблюдеше считается £оконченнымъ. Частное отъ дЪлешя квадрата разстояшя испытуемаго источника света отъ коробки для поглощающихъ светъ пластинокъ на квадратъ разстояшя подвижной ширмы отъ бензинной свечи, помноженное на коэффищентъ поглощешя света пластинками, вложенными въ коробку (если таковыя применялись), выразитъ въ метро-свечахъ силу испытуемаго света. Излагая то же самое формулой, получимъ:
Если приходится измерять силу разсйяннаго света, то прибегаютъ къ определенной величины белаго цвета площади, которую располагаютъ въ томъ или дру-гомъ положены на известномъ разстоянш отъ коробки фотометра и затемъ уже вос-принимаютъ въ инструментъ отраженные отъ этой площади лучи света. Въ осталь-номъ npieMbi те же, что были указаны выше.
Во вто'р омъ случае, т.-е. когда окраска изследуемаго света не одинакова съ окраской света отъ „бензинной свечи“, делаютъ два наблюдешя—одно чрезъ зеленое стекло окуляра, другое—чрезъ красное. Частное, полученное отъ делешя результата наблюдешй при зеленомъ стекле на результатъ наблюдешй при красномъ стекле, даетъ возможность найти въ приложенной къ инструменту таблице некоторый коэффищентъ, на который следуетъ умножить результатъ наблюдешй чрезъ красное стекло, чтобы выразить силу испытуемаго света тоже въ метро-свечахъ.
§ 80.
Конструкщя зубчатыхъ крышъ зависитъ отъ величины пролета и отъ матер!ала, изъ котораго устраиваются стропила. Такъ, при неболь-шихъ пролетахъ они выполняются весьма удобно и красиво изъ деревянныхъ брусьевъ; при большихъ пролетахъ изъ дерева и металла, при чемъ всЪ части, подверженный вытягивашю, дЪлаются изъ желЪза, а сопряжешя, для болыпаго удобства и избЪжашя врубокъ, устраиваются посредствомъ чугунной отливки. Наконецъ, при еще болЪе значительныхъ пролетахъ, вся конструкщя выполняется изъ одного желЪза.
Самый простой примЪръ деревяннаго шеда представленъ на листЪ 22 въ продольномъ (чер. i) и поперечномъ (чер. 2) разрЪзЪ, а также указаны некоторый части болЪе детально. Покрьте состоитъ изъ повторяю’ щихся зубцовъ въ видЪ двухъ неравныхъ скатовъ аЪ и 6с, коньки коихъ направлены поперекъ строешя съ запада на востокъ. Концы стропильныхъ ногъ какъ длиннаго, такъ и короткаго ската врублены въ прогонъ и (чер. 2), передающш давлеше на рядъ деревянныхъ строекъ.
488
Скатъ аЪ представляетъ наклонное, подъ угломъ въ 30° къ горизонтуг потолочное покрьте, съ наружной поверхности покрытое железомъ и способное не только отводить воду, но и препятствовать потере тепла строешемъ. Съ целью наименьшей теплопроницаемости эти скаты устраиваются приблизительно такъ же, какъ это было указано для крышъ надъ котельными, мастерскими и т. п. (см. чер. 6, листъ 18 и 19).
Скатъ Ъс (чер. i) съ наклономъ въ 70° къ горизонту состоитъ изъ. сплошного ряда стеклянныхъ рамъ и служитъ вместо оконъ. Эта стеклянная поверхность должна быть устроена такъ, чтобы: i) давать какъ можно больше света, 2) представлять свободный стокъ и непроницаемость для дождевой воды и 3) сохранять тепло въ помЪщеши.
Прогонъ и (чер. 2), проходя вдоль строешя, нарубается на вершины деревянныхъ стоекъ, связываетъ ихъ между собой и передаетъ на эти опоры грузъ, расположенныхъ на немъ стропильныхъ фермъ. Нижше концы стоекъ тоже врубаются въ обшде прогоны, лежапце по направлешю ширины строешя и поддерживаемые въ местахъ врубки стоекъ каменными стульями.
На чер. 3 и 4, листъ 22, детально изображена конструкщя теплаго наклоннаго покрьтя съ примЪнешемъ пробковыхъ плитъ.
Этотъ матер!алъ, благодаря своей ничтожной теплопроводимости, по-лучилъ за последнее время довольно широкое примЪнеше въ деле устройства теплонепроницаемыхъ частей строешя. Онъ приготовляется изъ смеси пробковой крошки (величиной съ горошинку) съ известковымъ растворомъ и спрессовывается или въ виде обыкновенныхъ кирпичей, или въ виде плитъ подъ сильнымъ давлешемъ. Толщина плитъ отъ 30 до 6о мм., длиною 900, а шириною 250 мм. Временное сопротивлеше на сжапе 17 кг.,, йрочное—7,21 кг. Матер1алъ этотъ очень легокъ (удельный вЪсъ 0,27) и способенъ, благодаря своей пористости, крепко сцепляться съ растворомъ (штукатуркой).
Изъ чер. з и 4, листъ 22, видно, что полопй (темный) скатъ, разсма-триваемой конструкцш зубчатой крыши, состоитъ изъ слЪдующихъ последовательно расположенныхъ слоевъ: изъ железной кровли (а); деревяннага настила (&) изъ досокъ, сплоченныхъ по длине въ четверть; прослойки воздуха (с), тесовой подшивки (й); пробковыхъ плитъ (е) и штукатурки (/).
Светлый скатъ состоитъ изъ наклонныхъ стоекъ, связанныхъ общей насадкой (&) (коньковый брусъ). Въ нижшя части стоекъ врублены горизонтальные бруски (К) (чер. 4). Горизонтальным и вертикальный брусья имеютъ по две четверти, въ которыя и вставляются зимше и летше переплеты для стеколъ.
Эти рамы (?п, п, чер. 3 и 4) наплавныя, т.-е. сделаны такъ, что вода не можетъ затекать въ четверти, и, кроме того, въ верхней своей части прикрыты деревяннымъ спускомъ (к) въ виде карниза. Рамы привинчиваются къ четвертямъ шурупами и тщательно замазываются. Вообще при устройстве шеда надо обратить особенное внимаше на плотность внутренней оболочки покрьтя, чтобы воспрепятствовать внутреннему воздуху проникать въ воздушный прослоекъ с‘ несоблюдеше этого услов!я влечетъ за собой быстрое загниваше дерева.
489
Чтобы выяснить себе сущность разсматриваемой конструкщи, распре-д'Ьлеше въ ней дЪйствующихъ усилш и вызываемыхъ этими усил!ями внутреннихъ напряжешй матер!ала сд'Ьлаемъ примерный разсчетъ одного звена простой конструкщи.
Внешшя дЪйствуюшдя на стропила усил!я состоятъ изъ собственнаго веса, давлешя ветра (принимая скорость его въ 35 м. въ секунду) и в'Ьса снега, что въ сложности для ската ab, наклоненная’ къ горизонту подъ угломъ 30° (чер. 6, л. 22), составитъ на i кв. м. поверхности ската 175 кг., 175
а на горизонтальную проекщю ската величину = cos =2ООКГ* на кв. м.
Для бол'Ье крутого стекляннаго ската cd эта нагрузка будетъ —215 - - = 628 кг. на кв. м. cos 70°
Горизонтальная проекщя лиши аЪ равна:
= 3,835 cos 300 = 3,31.
При разстояши между стропилами- 5 м. (чер. 2, л. 22) весь грузъ, дЬйствующш на проекщю этого ската, выразится равнымъ
5 • З’З1 • 200 = ЗЗ10 кг.
На проекщю светлая ската, равную de = 2 X cos 70° = 0,69 м., получается грузъ, равный
5 . 0,69.628 — 2166 кг.
Предполагая, что оба эти груза распределены равномерно по ска-тамъ, какъ на две наклонныя балки (чер. 6, л. 22), мы видимъ, что на « -L 3310^-2166
коньковый орусъ о передается отъ двухъ скатовъ нагрузка = —---!----=
п ЗЗ10 2166 о
= 2738 кг., а на опоры а и с, грузы —= 1655 кг. и — = 1083 кг.
2 2
Разлагая внешнее усил!е, действующее въ коньке Ъ (чер. 6 и 7, л. 22) на две составляющая, направленный по двумъ скатамъ, мы получаемъ сжимающее усил!е для ската аЪ въ 950 кг., а для ската Ъс въ 2415 кг.
Оба эти усшпя въ опорныхъ точкахъ а и с опять могутъ быть разложены каждая на две составляющая: вертикальную, действующую на опоры и горизонтальную Л, производящую распоръ, который уравновешивается такимъ же распоромъ, действующимъ отъ соседнихъ скатовъ, такъ какъ легко видеть изъ графическаго построешя, что распоры Н. и Н отъ пологаго и крутого ската будутъ совершенно одинаковы и равны 815 кг.
Располагая стропильныя фермы вдоль прогона и (чер. 2, л. 22, продольный разрезъ) надъ каждой колонной и въ промежутке между ними на разстояши i м. другъ отъ друга, мы получаемъ четыре промежуточ-ныхъ фермы и пять промежутковъ между ними, а следовательно на каждую стропильную ногу Ъс изъ высчитанная нами сжимающая усшпя будетъ действовать
2у- = 483 кг.
490
Определяя минимальный моментъ инерщи по формуле Jm= юо PZ3 (стр. 211), въ которой Р выражено въ тоннахъ, а I въ метрахъ, имеемъ:
Jm = юо . 0,483 X 4 = 193,2.
При отношеши ширины бруса къ его вышине, т.-е. какъ мыГна-ходимъ въ таблице (въ конце книги), что этому моменту инерщи приблизительно соотвЪтствуетъ брусокъ въ поперечномъ сЪченш = 8 X 5,25 см-> но желая придать большую жесткость системе и принимая въ расчетъ ослаблеше бруска четвертями для вставки рамъ, а также имЪя въ виду быструю порчу дерева съ поверхности, мы беремъ поперечное сЪчен1е = = 12X10 см.
Стропильная нога аЪ тоже подвержена сжапю отъ дЪйств!я силы —52 = кг.; но въ то же самое время она подвергается значительно большему сопротивлешю изгибу подъ вл!яшемъ равномерной нагрузки покры-т!я, поэтому и размеры ея поперечнаго сечешя расчитываютъ только на изгибъ. Эта равномерная нагрузка въ нашемъ случае равна = 662 кг.
При длине аЪ = 3,835 м. наиболышй моментъ изгиба равенъ
?! J- Pl 662 . 383,5
Мтах = -д- =-------= 31735.
Этотъ моментъ внешнихъ силъ долженъ быть равенъ моменту прочнаго сопротивлешя, т.-е.
' 3455 =
Изъ предшествующаго (стр. 377) мы знаемъ, что при отношеши ширины Ъ балки къ ея высоте Л, какъ -у и R = 6o кл.
М= 7 Л3,
откуда
следовательно
а
7
' h=Vr
h = '\/ 3*755 _ д-? см
V 7
Ъ = — h = 5 ' = 12 см.
7 7
Для большей надежности примемъ A = i8 см., а 6 = 12 см.
Надо заметить, что въ нашемъ разсчете, кроме того, имеется еще некоторый запасъ потому, что мы взяли I равнымъ длине стропильной ноги аб, тогда какъ следуетъ брать горизонтальную ея проекщю.
Переходя къ определешю размеровъ поперечнаго сечешя части qr продольнаго прогона и, на который передается грузъ четырехъ стропиль-
491
ныхъ фермъ (чер. 2, л. 22), мы знаемъ, что весь этотъ грузъ состоитъ изъ суммы (чер. 6, л. 22):
2156 + 3320 = 5476 «г-
Стало быть, на' каждую изъ четырехъ фермъ, лежащихъ на про-, 5476
ГОН'Ь и, переходить груза - = 1095 кг.
Следовательно мы имФемъ балку, загруженную четырьмя сосредоточенными грузами, составляющими обпцй грузъ = 1095 X 4 = 4380. Разсма-тривая этотъ случай какъ балку, равномерно нагруженную, съ концами, лежащими свободно на опорахъ, максимальный моментъ изгиба
Р1 4380X5°°
М= = 273750,
следовательно
з /------
1 / 273750
А = у —— 34 см-
Такой размеръ слишкомъ значителенъ и неудобенъ, поэтому лучше устроить подкосы tew (чер. 2.), которые уменыпаютъ пролетъ на 2 метра; тогда, расчитывая свободную часть пролета какъ балку, нагруженную въ двухъ местахъ, отстоящихъ отъ опоры на юо см., сосредоточенными грузами по 1095 кг., на основаши формулы, данной въ табл. XXVII, имеемъ:
М max = Ра = 1095 X юо = 109500 и
7 / Ю95ОО
/г = т/ —— = csd25 см.
Ъ = ' 25 = 18 см.
7
На стойки $и$ (чер. 6, л. 22) перепадаетъ усил1е=ззю-|-21б6 = =5476 кг., которое слЪдуетъ еще увеличить, расчитывая на прикр'Ьплеше къ нимъ трансмиссш, круглымъ числомъ до 6200 кг.
Принимая Е= 120000 кг., согласно стр. 211 мы имЪемъ:
J = 83.6,20 . з,52 = 6432
На приведенной въ конце книги таблице этому моменту инерщи соответствуетъ поперечное сечеше = 16 X 16 см^*^^
Въ случай, если при той же форме и размЪрахъ покрьтя, вместо обшивки (Ъ) чер. з и 4, л. 22, равномерно распределяющей грузъ по длине стропильной ноги, будутъ положены прогоны, а затемъ уже по нимъ обшивка, то стропильныя ноги аЪ будутъ подвержены несколькимъ отдельно сосредоточеннымъ грузамъ, вызывающимъ болышй моментъ изгиба, что потребуешь или увеличешя поперечнаго сечешя стропильныхъ ногъ, или введешя въ систему подкоса de, показаннаго на чер. i того же листа пунктирно.
Разсмотренная нами система зубчатыхъ стропилъ не имеетъ затяжки и производитъ распоръ, который уничтожается такимъ же распоромъ отъ
492
сосЬднихъ зубцовъ; послЪдше же зубцы передаютъ свой распоръ на стены, которыхъ толщина и конструкщя должна быть такова, чтобы противодействовать этому распору. Зубчатыя стропила съ затяжками, какъ это изображено на чер. 568, не даютъ распора; онъ уничтожается сопротивлешемъ затяжекъ на растяжеше. Вместе съ тЪмъ такая система служитъ прочной связью между всеми стойками и даетъ возможность удобно приспособить трансмисс!ю.
Темный скатъ покрыпя устроенъ безъ употреблешя пробковыхъ плитъ и детально изображенъ на чер. 569. По внешней поверхности стропильныхъ ногъ располагается деревянный настилъ (&) изъ сосновыхъ досокъ, покрытый кровельнымъ желЪзомъ (а). Снизу стропила подшиваются
тесомъ, сплоченнымъ по длине въ четверть со тщательной промазкой и окраской. Натесъ по его поверхности кладется асфальтовый толь (/), затемъ, два слоя войлока (е) и, наконецъ, слой (й) сыпучаго дурного проводника въ виде из-мельченнаго торфа, инфузорной земли, древесныхъ опи-локъ и проч.
Шедовыя крыши при более значительныхъ пролетахъ могутъ быть исполнены тоже изъ одного дерева, но въ по-добныхъ случаяхъ смешанная конструкщя со введешемъ железа имеемъ преимущества, обладая большей прочностью, долговечностью, красивымъ видомъ и менее массивными
частями.
На чер. I, л. 23 представленъ деревянный шедъ для пролетовъ отъ 6 до 9 метровъ. Затяжка (ас) зубцовъ располагается на вершинахъ чугунныхъ колоннъ, имеющихъ для этой цели коробки, т.-е. уширешя въ виде горизонтальныхъ чугунныхъ досокъ, къ которымъ и привинчивается деревянная затяжка болтами.
По направлешю, перпендикулярному къ плоскости чертежа, колонны поставлены на разстояши 5,25 м. одна отъ другой, а надъ ними, въ этомъ же направлеши поверхъ затяжки нарубаются по два деревянныхъ прогона (е, е), прикрепленныхъ къ затяжке, а вместе съ темъ и къ верхней чугунной коробке колонны, указанными выше болтами. Эти прогоны и принимаютъ на себя непосредственно грузъ деревянныхъ стропильныхъ ногъ какъ темнаго, такъ и светлаго скатовъ. Для поддержашя стропильной ноги пологаго ската введенъ подкосъ de и, въ случае необходимости под-
493
вЪсить трансмиссию къ затяжке, последняя можетъ быть подтянута желЪз-нымъ болтомъ dg, показаннымъ на чертеже пунктирно.
Въ виду значительнаго разстояшя между стропильными фермами, для устройства покрьтя темнаго ската потребовалось расположить долевые прогоны ж, п и /, для поддержания второстепенныхъ стропильныхъ ногъ разстояшя между которыми соотвЪтствуютъ размЪрамъ обрешетки подъ железную кровлю, т.-е. не более 2 м. Чтобы предупредить охлаждеше, нижняя поверхность прогоновъ m, п, f обшита тесомъ или досками, къ которымъ прибивается асфальтовый толь, а затЪмъ пробковыя плиты и слой штукатурки.
Светлый скатъ снабженъ двойными рамами и устроенъ совершенно такъ, какъ въ предшествовавшихъ случаяхъ.
Для опредЪлешя напряжешй въ частяхъ описанной стропильной фермы можетъ быть примЪненъ графически! расчетъ, требующш самаго простого построешя.
На чер. 570 схематически изображена такая ферма, перекрывающая пролетъ въ 9 м. ВнЪшшя усил!я дЪйствуютъ въ узлахъ I, II, III и IV и величина этихъ силъ расчитана на основаши тЪхъ же самыхъ коэффищ-ентовъ нагрузки на квадратную единицу проекщи крыши, каюе были указаны въ первомъ примере.
Такимъ образомъ мы имеемъ:
Въ узл-Ь I д-Ьйствуетъ сила Р, =2250 кг.
>1 ,, II я я Л = 3375 я
я „ III я я Л = 3525 я
н „ IV V я Всего . Р4 = 2400 • •11550 я кг.
Такъ какъ эти усил!я распределяются неравномерно и стропила загружены несимметрично, то на опоры будетъ передаваться не по половине всего груза, а по неравной части, что и вызоветъ соответствующая сопротивлешя. Для графическаго определешя величины реакцш опоръ построимъ прежде всего многоугольникъ внешнихъ силъ (чер. ^570) въ известномъ масштабе (напр., въ i мм. юо кл.).
Все эти силы действуютъ вертикально по одному направлешю, следовательно многоугольникъ этотъ изобразится въ виде прямой лиши MN (чер. 570), на которой и будутъ отложены отъ ( . ) М до ( . ) N последовательно силы Рх, Р2, Р3 и Р4. Этотъ многоугольникъ замыкается равнымъ и противоположно направленнымъ усшйемъ реакцш двухъ опоръ А и В, которыя и отложатся на той же лиши MN, но лишь по направлешю отъ точки N къ ( . ) М Чтобы определить какая часть изъ этой общей реакцш перепадаетъ на правую и какая на левую опору, задаемся про-извольнымъ полюсомъ О и соединяемъ его лучами съ точками М, д, I и N. Проведя черезъ ( . ) а лишю, параллельную лучу ОМ, затемъ
494
черезъ ту же точку лишю, параллельную лучу Од до перес^четя съ направлешемъ силы Рг въ точкФ Ъ, а черезъ последнюю точку—параллельную
4^
т ' * 5 t 7 7 gi.
лучу 0s и т. д., мы получаемъ веревочный многоугольникъ а, &, с, d. Замыкая этотъ многоугольникъ лишей ad и проведя ей параллельную черезъ полюсъ О, мы получимъ два отрезка лиши изъ коихъ отр'Ьзокъ Mr
495
равенъ реакщи опоры, A a Nr — опоры В. Реакщи эти частью уничто-
жаются внешними силами Pt и действующими непосредственно
на
опоры, а не на стропильную ферму, поэтому въ расчетъ напряжешй частей
стропильной фермы отъ сопротивлешя опоръ вводятся лишь отрезки гд и rl, равныя расчетнымъ реакшямъ А и В. Силу Л, во многоугольнике
силъ действующую снизу вверхъ, разлагаемъ на две составляющая, проведя изъ точекъ д и г,! параллельный стержнямъ i и 2 лиши gh и rh, которыя и выразятъ по величине и направлешю напряжеше этихъ стержней, т.-е. стропильной ноги Ае и затяжки АВ. Въ первой—направлеше стрелки к ъ узлу, следовательно она будетъ подвержена сжапю, а во второй—отъ узла, следовательно здесь будетъ растяжеше. Затемъ перехо-димъ къ узлу II, при чемъ заметимъ, что здесь напряжеше стержня i и
внешняя сила Р2 намъ известны. Для определешя остальныхъ двухъ
напряжешй въ томъ же узле соединяемъ точку s (чер. 571?) съ точкою h
(пунктирн. лишя) мы получаемъ равнодействующую силы Р2 и № I, кото-
рую и разлагаемъ на две
составляющая,
проведя
черезъ
точку
h лишк>
параллельную еВ, а черезъ точку s—параллельную е/. Лиши 4 и 3 выразятъ
намъ графически величины напряжешй въ подкосе еВ и части стропильной ноги ef. Наконецъ въ узле III для определешя напряжешя стропильной ноги /5, стоитъ только во многоугольнике силъ, черезъ конецъ силы Р3, т.-е. черезъ точку Z, провести лишю параллельно /В.
Если многоугольникъ сомкнулся, то, значитъ, построеше верно.
Определивъ напряжеше стержней, уже не трудно получить ихъ поперечные размеры по вышеуказаннымъ формуламъ и таблицамъ въ конце книги. /
§ 83.
На чер. 2, л. 23, представленъ шедъ для значительныхъ пролетовъ, со введешемъ въ его деревянную конструкщю вертикальныхъ железныхъ болтовъ г, г.
Чтобы не затемнять конструкщи главныхъ сопротивляющихся частей, приспособлена для предупреждена потери тепла покрьтемъ показаны на чертеже не вполне. Теплый скатъ можетъ быть легко устроенъ съ помощью деревянной обшивки и пробковой изолящи или асфальтоваго толя, войлока и штукатурки. Кроме того, можно пользоваться сыпучимъ дурнымъ про-
водникомъ, какъ измельченный торфъ, кизелькуръ и т. п.
Светлый скатъ долженъ быть снабженъ двойными рамами.
Шедъ, состояний изъ дерева, железа и чугуна, представленъ
на
чер. з, л. 23 съ детами къ нему на чер. 4 и 5.
Стропила поддерживаютъ покрыпе надъ пролетомъ около ю м. и по своей конструкщи представляютъ лишь некоторое водоизменеше системы Polonceau для двускатной крыши; разница лишь въ томъ, что здесь кон-струкщя не симметрична относительно вертикальной лиши XX, проходящей черезъ конекъ крыши. Стропильныя ноги какъ темнаго, такъ и свет-лаго скатовъ—деревянныя; части, подверженный вытягивашю—изъ больто-
496
ваго железа, а столбикъ Ъс (чер. 3), поддерживающш стропильную ногу— изъ чугуна крестообразнаго поперечнаго сечешя. Поверхъ стропильныхъ ногъ располагаются прогоны, а затемъ второстепенный стропильныя ноги на такомъ другъ отъ друга разстоянш, чтобы можно было или покрыть ихъ обыкновенной обрешеткой подъ желЪзную кровлю или сделать сплошной дощатый настилъ для уменьшешя теплопроводности.
Какъ видно изъ чер. 4 на томъ же листе, сохранеше тепла въ помещены достигается помощью тесовой подшивки (а), которая можетъ быть обита войлокомъ или пробковой изолящей и оштукатурена. Для устройства подшивки вводятъ продольные бруски (&, &), опирающееся концами на вершины колоннъ. Подшивка снизу для большей ясности чертежа не показана, а только съ боковъ. Точно такъ же не показанъ на чертеже слой сыпучаго дурного проводника.
Для связи колоннъ между собою къ ихъ вершинамъ привинчены болтами продольные брусья с. Равнымъ образомъ привинчены и чугунные башмаки, въ которые входятъ концы стропильныхъ ногъ.
На чер. 5, л. 23, показано сопряжете струны съ верхнимъ концомъ стропильной ноги'съ помощью вилки или двухъ болтовъ съ проушинами и накладкой. Съ этой целью врезается въ дерево и свинчиваются другъ съ другомъ две скобы изъ полосоваго железа.
Зимшя и летшя рамы вставляются въ две четверти, какъ это показано на чертеже.
Отведете воды при зубчатой конструкщи крышъ составляетъ вопросъ пока еще не вполне удовлетворительно разрешенный. Уклонъ въ о,от для стока воды совершенно достаточенъ; но такъ какъ шедъ покрываетъ помещешя, которыхъ длина и ширина доходитъ до 50 и даже до 100 саж., то, кроме стоковъ къ наружнымъ стенамъ, должны быть еще устроены промежуточные стоки. Применять для этой цели пустотелый чугунный колонны на практике оказалось неудобнымъ. Спегцальные вертикальные каналы значительныхъ поперечныхъ размеровъ, служапце для спуска въ нихъ воды и сбрасывашя снега, более удобны и целесообразны. Въ этихъ же колодцахъ могутъ быть приспособлены снеготаялки и вся вода спущена въ общую канализащонную сеть здашя. Эта вода нередко собирается въ отдельные бассейны и служитъ для питашя котловъ.
Для избежашя заносовъ рекомендуется располагать коньки зубцовъ отъ северо-запада на юго-востокъ, такъ какъ въ зимнее время это господствующее направлеше ветра во время мятели.
§ 84.
Кровли.
а) Обшдя замечай!я. Кровлей называется наружняя,• покрывающая здаше сверху, оболочка, расположенная на стропилахъ. Эта оболочка прежде всего наблюдима для предохранешя внутренныхъ частей строешя отъ дождевой воды и тающаго снега; поэтому главное услов!е, которому она должна удовлетворять, это—непромокаемость и непроницаемость для
497
воды. Отъ хорошо устроенной и непроницаемой кровли зависитъ долговечность строешя, поэтому на нее слЪдуетъ обратить особое внимаше.
Мы можемъ разделить кровли по матер!алу, изъ котораго оне устраиваются, на сгораемый и несгораемый; последшя очевидно имеютъ преимущества, такъ какъ предохраняютъ здаше въ пожарномъ отношеши отъ перекиднаго огня отъ соседнихъ строенш. Во всехъ большихъ горо-дахъ, въ силу обязательныхъ постановлены, кровли должны быть несгораемый.
Мы имеемъ въ нашемъ распоряжеши весьма разнообразный кровельный матер!алъ, а именно: дерево, въ виде досокъ гонта, стружки; естественна™ и искусственнаго камня, въ виде аспидныхъ плитъ, черепицы изъ обожженной глины и цемента, самой разнообразной формы и размеровъ; металла въ виде медныхъ, свинцовыхъ, цинковыхъ и железныхъ листовъ и разные друйе матер!алы, напр., кровельный толь, уралитъ и проч.
Отъ веса и размеровъ кровельнаго матер!ала зависитъ величина угла наклонешя скатовъ крыши и размеры стропильныхъ частей.
Чемъ больше сопряжены между частями, составляющими кровлю, т.-е. чемъ мельче кровельный матер!алъ, темъ бблышй требуется подъемъ скатовъ, чтобы какъ можно быстрее удалять дождевую воду. Если, наобо-ротъ, кровля состоитъ изъ цельнаго, непроницаемаго для воды полотна безъ всякихъ сопряжены, какъ, напримеръ, кровля асфальтовая или древесно-цементная, то подъемъ скатовъ можетъ быть' самый незначительный, необходимый только для того, чтобы дать хоть какой-нибудь стокъ воде; для этой цели вполне достаточно o,oi не более.
Для кровли изъ гончарной или цементной черепицы, въ которой стыки хотя и делаются въ закрой, но ни чемъ не замазываются, уголъ наклона скатовъ къ горизонту должно быть не менее 450. Кроме того, такой мелкш матер!алъ укладывается не въ одинъ, а въ несколько рядовъ. Число рядовъ должно быть темъ более, чемъ положе скатъ крыши и чемъ плотность швовъ менее совершенна.
Измеряя подъемъ двускатной крыши по отношешю къ ширине здашя, мы имеемъ кровли съ подъемомъ соответственно кровельному матер!алу, отъ У4 до У6, т.-е. тангенсъ угла наклонешя можетъ быть отъ */2 до 73. Наименьший подъемъ въ 7в отъ всей ширины перекрываема™ пространства, считая съ карнизными спусками, принимается для кровли изъ листового железа; наибольший въ 7^ применяется для деревянныхъ крышъ, че-репичныхъ и соломенныхъ. На величину подъема крыши имеетъ вл!яше и гладкость кровельнаго матер!ала; чемъ глаже поверхность, темъ быстрее съ нея стекаетъ вода.
Выборъ кровельнаго матер!ала зависитъ отъ местныхъ условш и эко-номическихъ разсчетовъ. У насъ въ Россы почти повсюду наивыгодней-шимъ для городскихъ зданш признается кровельное листовое железо. Въ провинщи, въ деревняхъ и имешяхъ более выгодны, смотря по местности, кровли изъ дерева, черепицы, асфальтоваго толя и проч.
Для поддержашя и укреплешя кровли недостаточно устройства однихъ стропилъ; необходимо еще для этой цели подготовить соответствующую 32
498
поверхность. Эта подготовка называется обрешеткой стропилъ и состоитъ, смотря по размЪрамъ и форме кровельнаго матер!ала, или изъ сплошного дощатаго настила или изъ брусковъ (слегъ), прибитыхъ гвоздями къ верхней поверхности стропильныхъ ногъ, параллельно коньку, не сплошь, а съ промежутками, представляя какъ бы решетку.
Мы не будемъ останавливаться на описанш всехъ разнообразныхъ способовъ устройства кровель, а скажемъ лишь о железныхъ кровляхъ, какъ наиболее распространенныхъ въ нашемъ отечестве *).
ЖелЪзныя кровли. Для этой цели железо приготовляется въ виде тонкихъ листовъ, по ширине въ г, а по длине въ 2 аршина; въ р'Ьдкихъ случаяхъ применяется квадратно-аршинное железо.
Толщина листовъ изменяется отъ 11зп до дюйма, поэтому и весъ листа бываетъ отъ 8 до 14 фунтовъ.
Обрешетка подъ железную кровлю делается не сплошная, а изъ слегъ или решетинъ, прибиваемыхъ къ стропильнымъ ногамъ параллельно коньку на разстоянш 4-хъ вершковъ одна отъ другой.
Такое разстояше необходимо для того, чтобы при ходьбе по крыше нога взрослаго человека не прогибала листы, а попадала бы на подрешетку.
При разстоянш между стропильными ногами около i саж. размеры поперечн. сечешя решетинъ могутъ быть не более ii/l верш, въ стороне квадрата.
Весьма существенный недостатокъ железа, какъ известно, заключается въ томъ, что отъ fleftcTBin сырости и кислорода воздуха, оно быстро покрываемся ржавчиной, которая легко смывается водой и даже сдувается ветромъ, оголяя такимъ образомъ вновь поверхность для даль-нейшаго окислешя.
Кроме того, самая ржавчина, если ее не удалять, имеетъ способность проникать все дальше и дальше.
Первоначально на поверхности железа образуется закись (_FeO), состоящая изъ 56 ч. металла и 16 ч. кислорода. При дальнейшемъ окисленш закись переходитъ въ окись (Fe2O3), въ которой 3X56=112 ч. железа и 3X16 = 48 ч. кислорода. Окись железа въ свою очередь раскисляется и передаетъ кислородъ на поверхность металла, лежащую подъ слоемъ ржавчины, а затемъ подъ действ!емъ кислорода воздуха, снова переходитъ въ окись и, будучи веществомъ пористымъ и рыхлымъ, легко даетъ до-ступъ кислороду и къ нижнему слою закиси железа, переходящую въ окись, которая опять въ свою очередь раскисляется и т. д. Подъ вл!яшемъ ветра, воды и этого передаточнаго окислешя процессъ разрушешя идетъ настолько быстро, что при тонкости листа крыша можетъ проржаветь въ течеше года насквозь и потерять свою непроницаемость для воды. Поэтому надо принять все меры для предохранешя кровельнаго железа отъ ржавчины. Эти меры прежде всего заключаются въ окраске масляной краской.
*) Желаюпце получить болЪе подробный свЪдЬшя о кровляхъ могутъ найти ихъ въ Handbuch der Architectur. 3 Theil, 2 Band: Raumbegrenzende Constructionen. 3 Heft.
499
ЖелЪзные листы предварительно очищаютъ, покрываютъ съ обЪихъ сторонъ вареной олифой *), а затЬмъ уже окрашиваютъ или сурикомъ или мЪдянкой. Такая окраска продержится не болЪе 3—4 лЪтъ, по прошествш которыхъ ее надо опять возобновлять.
Непрочность окраски и появлеше въ ней трещинъ происходитъ главнымъ образомъ вслЪдств!е разныхъ коэффещентовъ расширешя отъ температуры железа и слоя краски.
За последнее время появилась въ продаж^ окраска для железа и стали подъ назван. „Сидеростен ъ“, которая имеетъ способность крепко прилипать къ поверхности железа и не давать трещинъ.
Съ цЪлыо предохранить железо отъ окис летя его покрываютъ слоемъ цинка, при чемъ получается такъ назыв. цинкованное железо. Д'Ьло въ томъ, что цинкъ хотя и окисляется съ поверхности, но эта окись плотно сцепляется съ металломъ и препятствуетъ дальнейшему его окислешю. Кроме того, при покрыли железа цинкомъ оба металла представляютъ гальваническую пару, электрическШ токъ которой раз-лагаетъ влагу и темъ препятствуетъ образованно ржавчины. Но и этотъ матер!алъ не лишенъ недостатковъ: цинкъ местами отстаетъ отъ поверхности железа и, кроме того, даетъ трещины при перегибе листовъ. Впрочемъ благодаря последнимъ усовер-шенствовашямъ въ производстве цинкованнаго железа, эти недостатки почти устранены, хотя продолжительныхъ опытовъ еще не было.
Хорошее оцинкованное железо имеетъ равномерно распределенный слой цинка, при сгибаши не ломается и цинкъ отъ железа не отскакиваетъ. Въ этомъ можно убедиться, сгибая листъ несколько разъ подъ угломъ въ 90°; если железо ломается ранее 5 сгибовъ, то оно хрупкое и не годится; равнымъ образомъ оно плохое, если при сги-баши цинкъ отскакиваетъ или при ломке съ краевъ отстаетъ и легко можетъ быть отскобленъ. При хорошо оцинкованномъ железе цинкъ ни въ какомъ случае не отстаетъ и ничемъ не можетъ быть отделенъ отъ железа и вместо излома представляетъ какъ бы одно неразрывное целое; но такого прочнаго цинковашя мы, къ со-жалешю, не имеемъ на практике.
ЖелЪзные листы сопрягаются другъ съ другомъ посредствомъ з а г и-бовъ или фальцовъ, которые бываютъ лежач!еистояч!е, одиночные и двойные.
На чер. 571 Л и В представлены одиночный и двойной стояч!е фальцы. Если эти фальцы положить по направлешю ската крыши, то получимъ лежач!е фальцы (чер. С и D). Прежде чЪмъ расположить проолифенный и за одинъ разъ окрашенный листъ на приготовленную обрЪшетку, каждые два листа соединяютъ по ширинЪ лежачимъ фальцемъ, а боковые края загибаютъ подъ угломъ 900 на i и на т1/^' для стоячаго фальца. Соединенные такимъ образомъ два листа назыв. картиною; ихъ уже переносить на крышу и прикр'Ьпляютъ къ обрЪшетинамъ посредствомъ к л я м е-р о в ъ, т.-е. полосокъ изъ того же кровельнаго желЪза. На чер. 571 Ей F представлено такое прикрЪплеше въ двухъ положешяхъ: стоячемъ Е и лежачемъ F Клямеръ прибивается къ вертикальной сторонЪ рЪшетины гвоздемъ, проходитъ между двумя загнутыми краями листовъ и загибается. Лежач1е фальцы образуютъ горизонтальный сопряжешя листовъ между
*) Олифа, какъ известно, им'Ьетъ способность подъ вл!яшемъ кислорода воздуха переходить въ твердое состояше.
32*
500
собой и прикр'Ьплешя ихъ къ обрешетке, а стояч!е фальцы расположены вертикально и представляютъ какъ бы края желобовъ, по которымъ сли-
вается дождевая вода.
Надо обращать особое внимаше на прикр'Ьплеше железа къ карниз-нымъ спускамъ, чтобы воспрепятствовать ветру сорвать крышу. Для устройства подрЪшетки къ концамъ стропильныхъ ногъ, которыя не доходятъ до конца карнизнаго спуска (чер. i, Чер. 571. листъ 24), прибиваются на реб-
/7 ро доски (а), образуются бо-
лЪе пологш скатъ.
По этимъ доскамъ, какъ видно изъ чертежа, настилается
обрешетка уже не решетинами, а сплошной настилкой трехъ досокъ такой же толщины какъ и решетины, т.-е. отъ I до в. ПрикрЪпле-
Hie желЪзныхъ листовъ достигается съ помощью костылей (чер. I, &) изъ плоскаго железа. Костыль имЪетъ форму, по-
казанную на чер. з того же листа и снабженъ тремя отверспями для прибивки его тремя гвоздями къ дощатой настилке. Железо (чер. i) загибается за спущенный конецъ костыля и этимъ прикрепляется къ скату. Все места, где сопряжешя железныхъ листовъ не могутъ быть сделаны
достаточно плотно, замазываются особой кровельной замазкой.
Для отвода воды устраиваются водосточные желоба, которые могутъ быть п‘ю двесные (чер. 7, л.24) и настенные(чер.i). Первые делаются въ виде лотковъ изъ кровельнаго железа (чер. 7) и подвешиваются къ скату посредствомъ железныхъ крючковъ полукруглой формы (лит. а), прибитыхъ къ дощатой настилке. Эти желоба неудобны потому, что имъ нельзя дать надлежащей скатъ и конструкщя ихъ не прочна. Настенные желоба помещаются на стене и, какъ видно изъ чер. 2-го, листъ 24, также устраиваются съ помощью крючковъ (6) особой формы, прибиваемыхъ къ дощатому настилу черезъ каждый аршинъ. Железные листы огибаютъ эти крючки и образуютъ какъ бы барьеръ для удержашя и отвода дождевой воды. Желоба имеютъ подъемъ около 730 и въ самыхъ пониженныхъ точкахъ барьеръ прорезается и снабжается лоткомъ (а) для слива дождевой воды въ воронку (с) и водосточную трубу й. Трубы прикрепляются къ стене ухватиками (стременами) е, е, чер. 2 и 5, обвязывая трубу жженой проволокой. При значительныхъ д!аметрахъ водосточныхъ трубъ въ каменную кладку заделываютъ крючья изъ полосового железа (чер. 6), на которые надеваютъ шалнерныя обоймицы, устройство которыхъ понятно изъ чертежа 6-го, представляющаго горизонтальный разрезъ. и фасадъ прикреплешя.
501
Число и расположеше водосточныхъ трубъ зависятъ отъ формы крыши, ея размеровъ, крутизны скатовъ и плана строешя. Вообще для железныхъ кровель, уклонъ коихъ къ горизонту около 20°, принимаютъ за правило, чтобы на каждый 3 кв. саж. проекции кровельнаго ската приходился бы i кв. верш, поперечнаго с±чен!я водосточной трубы.
На чер. 4, л. 24, представлено открьте желЪзомъ около дымовыхъ трубъ или выступающихъ изъ плоскости крыши брандмауеровъ. Загнутые края железныхъ листовъ должны быть скрыты подъ св^съ кирпичной кладки и прибиты гвоздями,
ВЪсъ железной кровли вместе съ обрешеткой около 3-хъ пудовъ кв. саж. (10,5 кг. кв. м.); вообще же при покрыли 12 ф. желЪзомъ, на каждую квад, сажень, со включешемъ насгЬнныхъ желобьевъ, потребно кровельнаго железа 1,5 пуда.
До сихъ поръ ни одна кровля не можетъ по своимъ достоинствамъ и удобствамъ сравниться съ железной: она прочна, легка, долговечна, удобна для ремонта, непроницаема для воды, требуетъ сравнительно поло-гихъ скатовъ и легкихъ стропилъ, что даетъ ей возможность и по цене выдерживать конкуренщю, со всеми другими несгораемыми кровлями. Хотя работа по устройству железной кровли и очень проста (кровельщикъ покрываешь въ день отъ з до 4 кв. саж.), но все же она должна быть сделана очень аккуратно и требуетъ внимашя въ особенности на перегибахъ крыши, во входящихъ углахъ '(ендовахъ), въ коньке около слуховыхъ оконъ и трубъ и т. п. На эти части следуешь строителю обращать особое внимаше, чтобы не иметь впоследствш протекающую крышу.
Говоря о цинкованныхъ кровляхъ, нельзя не упомянуть о ребри-стомъ цинкованномъ железе, изготовляемомъ въ Пруткове (ст. Варшавско - Венской ж. д.). Въ листахъ обыкновеннаго кровельнаго железа, передъ цинковашемъ его, выгибаютъ три полукруглыхъ ребра (чер. 8 и 9, листъ 24): одно въ средине по длине листа, а два по краямъ. Затемъ листы цинкуютъ и употребляютъ какъ кровельный матер!алъ. Подготовкой можетъ служить или сплошная дощатая настилка, или дощатая обрешетка, какъ это показано на нашемъ чертеже. Крайшя ребра накладываются въ закрой; горизонтальные же швы получаются простымъ перекрьтемъ. Для прикреплешя железныхъ листовъ къ обрешетке кля-меровъ не употребляютъ, а прибиваютъ листы непосредственно къ до-скамъ посредствомъ широкошляпныхъ гвоздей, загибая для большей прочности ихъ концы (чер. 9 и ю). Чтобы препятствовать воде подниматься отъ действ!я ветра по скату вверхъ и проникать въ горизонтальные швы, поперекъ листовъ устроены выпуклый горизонтальный ребра (а, а, чер. 8).
Преимущество этихъ крышъ передъ гладкими цинкованными заключается въ томъ, что ребристые листы при сборке не нужно изгибать, а лишь просто укладывать, соблюдая закрой какъ въ горизонтальныхъ, такъ и въ вертикальныхъ швахъ. Вследств1е этого цинковый слой не отскаки-
502
ваетъ, что почти неизбежно при обыкновенномъ покрыты на фальцахъ. Съ другой стороны, нельзя не заметить, что фальцевое сопряжете листовъ и прикрЪплеше ихъ клямерами, избегающее пробиваше листовъ гвоздями, имЪетъ несомненный преимущества въ смысле большей непроницаемости кровли для воды. Въ этомъ отношенш были бы весьма важны опытныя данныя, которыхъ, къ сожалЪшю, еще пока нетъ.
Ребристое кровельное желЪзо приготовляется изъ обыкновенна™ листового, размЪровъ или 28" на 56" или 30" X 6о", при толщине въ 0,5 мм. и о,8 мм. Первое веситъ тоф., а второе—17. Стоимость кровли въ 2 раза дороже, чемъ при употреблены обыкновенныхъ кровельныхъ листовъ.
Ст. VII. Лестницы.
§ 85.
Прямой горизонтальный путь есть самая удобная форма поверхности для нашего движешя. Следовательно для сообщешя между помЪщешями, расположенными на извЪстныхъ уровняхъ, самое удобное и простое при-способлеше было бы устройство пути съ небольшимъ подъемомъ. Въ архитектуре такое устройство иногда и применяется; такъ, напр., взамЪнъ
Чер. 572.
наружнаго входнаго крыльца, устраиваются такъ назыв. пандусы (въезды ) чер. 572. Равнымъ образомъ мы видели, что при устройстве подмостей употребляются стремянки, тоже наклонныя плоскости. При этомъ надо заметить, что такъ какъ, при всходе по наклонной плоскости или по?дъему, кроме силы, затрачиваемой для перемещешя, необходимо еще постоянное усил!е для подъема самаго тела, а также являются механиче-
506
сюя д'Ьйств!я силъ трешя и инерщи, то величины подъемовъ этихъ наклонныхъ плоскостей, для удобства и даже возможности ходьбы, не должны переходить строго опредЪленнаго maximum’a, отъ котораго следовательно зависитъ и длина пути. Очевидно, что, желая достигнуть удобства пути, применеше наклонной плоскости для сообщешя между этажами въ нашихъ домахъ повлекло бы за собой слишкомъ значительную потерю места,— отсюда и вытекаетъ необходимость въ устройстве для означенной цЪли тоже наклонныхъ поверхностей, но снабженныхъ ступеньками (уступами), т.-е. въ устройстве лестницъ. На чер. 573 представлена схематически профиль лестницы съ указашемъ высоты h общаго подъема и за-ложеше I. Высота подъема каждой ступеньки обозначена буквой &, а ширина—а. При пользоваши лестницей самый процессъ движешя совершенно иной сравнительно съ движешемъ по простой наклонной плоскости; мы, напр., совершенно удобно всходимъ по лЪстницЪ при ея наклоне въ 40° къ горизонту, тогда какъ наклонная плоскость, расположенная подъ угломъ 25—-30° уже невозможна для движешя, такъ какъ такой уголъ превосхо-дитъ уголъ трешя и мы на немъ скользимъ.
§ 86.
Форма лестницы и устройство ея зависятъ отъ назначешя здашя, а иногда и отъ формы и величины пространства, которое для нея отводится; это пространство называется клеткою лестницы и высота ея равна высоте всЪхъ этажей, для которыхъ она служитъ сообщешемъ, т.-е. эта высота д. б. отъ пола перваго этажа до потолка послЪдняго.
Рядъ ступеней, за-
« Чер. 573. ключающихся между дву-
мя горизонтальными площадками, называется мар-шемъ (чер. 573).
Независимо отъ размеровъ лестничной клЪт-ки, форма, размеры, внЪш-шй видъ, архитектурная обработка и самый мате-р!алъ, изъ котораго устраивается лестница, зависятъ отъ ея назначешя.
Лестницы должны
быть построены и расположены въ етроешяхъ, соблюдая нижеслЪдуюшдя обппя правила:
i) ЛЪстницы должны быть расположены близъ главнаго входа въ строешя и помещены такъ, чтобы каждый безъ затруднения ихъ находилъ какъ при входе, такъ и при выходе.
2) Въ каменныхъ етроешяхъ, въ видахъ безопасности въ пожарномъ отношеши, лестницы должны быть устроены изъ несгораемыхъ матер!а-
507
ловъ, ограждены сплошными каменными стенами и покрыты несгораемымъ потолкомъ или сводомъ. Последнее требоваше особенно важно, такъ какъ дерево стропилъ и чердачныхъ покрьтй, находясь въ благопр!ятныхъ усло-в!яхъ, достигаетъ съ течешемъ времени большой сухости, легко воспламеняется и во время пожара, въ горящемъ состоянш обрушиваясь на лестницу, совершенно прекращаютъ по ней сообщеше.
3) Ширина каждой лестницы (въ смысле ширины ея маршей) должна сообразоваться съ назначешемъ строешя и числомъ людей, пребывающихъ въ немъ одновременно. Если строеше многоэтажно и предназначено для обывательскихъ квартиръ, то ширина маршей, согласно строительнымъ правилами обязательнымъ для Москвы и Петербурга, должна быть не менее 1,5 аршинъ (i м.). Обыкновенно дЪлаютъ отъ 1,5 до до 2,5 аршинъ.
Въ Германш ширина лестницы предписывается въ зависимости отъ числа людей, помещающихся въ этаже. Такъ:
Для 120 человекъ ширина должна быть не менее i м. „ 180 „ „ „ „ ,, „ 1,5 м.
» 24O „ „ „ „ „ „ 2,0 М.
Ширина измеряется между поручнями.
Для винтовыхъ лестницъ, представляющихъ большее затруднеше при спуске и подъеме по нимъ,—ширина марша требуется:
для 6о человекъ въ 1,0 м.
» 9° « п ^->5 м.
„ 120 „ „ 2,0 М.
Этими данными можно руководствоваться при проектировали фабрич-ныхъ здашй, при чемъ во всякомъ случае ширина марша лестницы, служащей для выхода изъ этажей наружу, не должна быть менее i м.
Разсматривая лестницу какъ проходной коридоръ, который на фабри-кахъ, заводахъ, общественныхъ здашяхъ, школахъ, больницахъ и т. д., не делается менее 2-хъ аршинъ,—ширину лестницы тоже не следуетъ делать меньшаго размера.
Наружныя лестницы въ общественныхъ здашяхъ могутъ достигать ширины и въ несколько саженъ.
Въ театрахъ, аудитор!яхъ, концертныхъ залахъ и т. п. ширина марша должна быть не менее i саж.
4) Лестница должна быть удобна для ходьбы и представлять полную надежность въ своей устойчивости и прочности; въ этомъ отношенш на эту часть строешя надо обратить особое внимаше и выбирать матер!алъ соответствующей прочности.
5) Лестницы необходимо устраивать съ промежуточными площадками, такъ какъ безостановочный всходъ утомителенъ. Усил1е и работа расходуется человекомъ при всходе по лестнице въ зависимости: отъ числа ступеней, числа площадокъ, отношешя высоты ступеньки къ ея ширине и даже отъ упругости самаго матер!ала.
Объ размерахъ подступенекъ и проступей будетъ сказано ниже; что же касается до числа ступеней въ марше, то оно не должно превосходить
508
15 или хб. Проф. Nussbaum *) (Ганноверъ), на основашй своихъ наблюдений сов'Ьтуетъ прерывать марши площадками черезъ каждый ю—12 ступней, чтобы дать возможность и слабымъ людямъ безъ утомлешя всходить.
Такъ какъ лестницы представляютъ непрерывный наклонный проходъ, то ширина ея должна быть по всей ея длин'Ь одинакова, а следовательно какая ширина маршей, такая должна быть и ширина пло-щадокъ.
6) ЛЪстницы должны быть хорошо и равномерно освЪщены. Осв'Ь-щеше сверху фонаремъ во многоэтажныхъ здашяхъ требуетъ много мЪста, иначе—почти всегда бываетъ неудовлетворительно. При проектированы клЪтки лЪстницы необходимо обращать внимаше на длину наружной стены по отношешю къ возможности поместить въ ней оконное отверспе над-лежащихъ размеровъ.
7) Высота и ширина всехъ ступеней междуэтажной лестницы должны быть одинаковы; при этомъ высота ступеньки называется подступенькою, а ширина проступью.
На чер. 573 эти обе поверхности ступени обозначены буквами а и Ъ.
§.87.
По отношешю удобства ходьбы по лестнице самое главное значеше имеетъ вышина подступеньки и ширина проступи. Размеры эти определяются въ зависимости отъ длины шага (S') и человеческой ступни (а). Въ этомъ отношеши путемъ опыта получены следуюпцй сред-шя размеры:
Для мужчины S = 69 см., а = 27 см.
„ женщины S' = 61 „ а = 24 „
„ детей S' = 54 » а = 21 „
Но такъ какъ лестницы обыкновенно предназначаются для пользова-шя всемъ безъ различ!я пола и возраста, то изъ приведенныхъ данныхъ приходится взять опять-таки среднюю величину, которую и принимаютъ:
для S = 63 см., для а = 27 см. или въ вершкахъ:
„ S' = 14 верш., а = 6 вершковъ.
Много сделано опытовъ и наблюдены для определешя такой зависимости между величинами а, Ъ и S', при которой получается наиболее удобная лестница. Самое простое и давно известное соотношеше следующее:
i) a -j- 2 Ъ = S.
Если принять S' = 14 верш., а = 6 верш., то
6 -|- 2 Ъ = 14, откуда получимъ
, 14 — 6
Ъ = — = 4 верш.
Следовательно наиболышй, допускаемый для лестницы въ жилыхъ домахъ подъемъ ступеньки = 4 верш. (18 см.), а наименьшая ширина проступи = 6 верш. (27 см.).
*) Zeitschrift fiir Architectur-und Ingenieurwesen. 1903. H. 3.
509
Въ этомъ случай tg.a угла наклона лестницы (чер. 573) къ горизонту = -| = °,66, т.-е. мы получаемъ полу т’о р н ы[й уклонъ и уголъ а = 0033,5°. Но такая лЪстница затруднительна при всходЪ и допускается лишь для черныхъ л'Ьстницъ. Парадныя лЪстницы или внутреншя, для сообщешя между этажами одной квартиры делаются съ меньшей высотой подступеньки.
Весьма удобна лЪстница съ двойнымъ уклономъ маршей, при которомъ ^.а = о,5, т.-е. а =27° и при подъемЪ Ъ въ з1/^ верш. Сл^доват. ширина проступи а получится
а = 2 • 3,5 = *4 веРш-
а = 14 — 7 = 7
Еще болЪе покойная лестница при высотЪ подступеньки въ 3 верш.; тогда ширина проступи должна быть въ 8 верш. При Ъ менЪе 3 верш. (13 см.) лЪстница хотя и покойна для подъема, но неудобна для спуска по ней.
Dr. Mothes *) даетъ весьма интересную таблицу размеровъ ступеней, полученную путемъ произведенныхъ имъ многочисленныхъ наблюдешй, при чемъ указаны удобства или неудобства техъ или другихъ размеровъ, а также указываются те ощу-щешя, которыя испытываются субъектомъ при пользоваши лестницами съ неудачными размерами. Изъ этой таблицы оказывается что какъ для всхода, такъ и для схода наиболее удобны следующая отношешя и величины подступеньки Ъ и проступи а:
если а = 42 см., то Ъ = 10 см.
„ а = 37 „ то 6 = 13 „ „ а —34 „ то 6 = 17 „
Проф. Nussbaum, въ цитированной выше статье въ Zeitschrift fur Architektur-und Ingenieurwesen рекомендуетъ для разсчета лестницы руководствоваться формулой архит. Wilcke, а именно:
2) а+2у& = &
Принимая указанный значешя для S, на основаши этой формулы мы получаемъ следующую таблицу, изъ которой между прочимъ видно, что при определеши ширины проступи мера, соответствующая длине человеческой ступни считается недостаточной и увеличивается для каменныхъ лЬстницъ на 3 см., а для деревянныхъ—на 5.
Таблица XXXV.
Для пользовашя. Длина шага въ см. Длина ступни въ см. Ширина проступа. Высота подступень въ см. tg.a.
Каменной лестницы въ см. Деревянной лестницы въ см.
Мужчинъ 69 27 30 32 18 JL8J 27 1 | = 0,667
Женщинъ 61 24 27 29 16 16! 24 . и ct—32° 42'
Детей 54 21 24 25 14 14 21 J
*) R. Klette. Die Architektur der Treppen u. Treppenhauser. ♦
510
Таблица эта представляетъ интересъ при проектировали женскихъ и детскихъ учебныхъ заведешй, пр!ютовъ и т. п.
Проф. W. Lange, въ своей книжке „der Ban der Treppeu“ указываетъ формулу Warth’a, имеющую такой видъ:
3) а + 1,33 Ъ = 52 см.
Здесь уже вместо определенной длины шага взята условная величина = 52 см.
На основаши этой формулы получаемъ следующую таблицу, выражающую величину проступи а при заданномъ подъеме Ъ въ сантиметрахъ:
Таблица XXXVI.
ъ а ъ а ‘
12 36 17 29,4
13 34 18 28
14 33,4 19 26,7
15 32 20 25,4
16 30,7 21 24
Изъ этой таблицы видно, что уже при подъеме въ 20 см., проступь получается такой ширины, что на ней ступня взрослаго человека не можетъ поместиться.
Тотъ же ученый (проф. Lange) находитъ весьма удовлетворительными результаты, получаемые для размеровъ проступи и подступеньки, по формуле, предложенной инженеромъ G. Н. Bruns (въ Бремене), а именно:
4) а + 1,5 Ъ = 543 мм.
На основаши этой формулы, при техъ же заданныхъ подъемахъ (а), что и въ предшествующей таблице, получаются, однако, несколько иныя ширины проступи въ миллим етрахъ:
Таблица XXXVII.
Ъ а Ъ а
120 365 170 290
130 350 180 275
140 335 190 260
150 320 200 245
160 305 209 232
511
Есть графически! весьма удобный способъ определешя относительныхъ разме-ровъ подъема и ширины ступеней при любомъ уклона лестницы. Способъ этотъ осно-ванъ на томъ, что человЪкъ, свободно делая по горизонтальной плоскости шагъ въ 63 см., можетъ, однако, съ той же легкостью поднимать ногу на высоту, равную лишь половине этой величины, т.-е. на 30—32 см. Поэтому, если на горизонтальной лиши (чер. 574) отложить известное число частей, равныхъ каждая одному шагу, т.-е. 63, см.,
а на перпендикуляре, возставленномъ на одномъ изъ ея концовъ, наметить делешя равныя 31,5 см. и соединить точки делешя прямыми, то такое построеше даетъ возможность получить размеры подъема и ширины ступеней для лестницы съ любымъ наклономъ.
§ 88.
Разд1леше л±етницъ и ихъ обили видъ. Лестницы можно разделить но назначен! ю, по форме ихъ въ плане и по матер!алу.
По назначена
мы различаемъ: i) н а-ружныя лестницы или крыльца, располагаются вне здашя и служатъ для входа въ него. Въ обыкновенныхъ случаяхъ онЪ состоятъ изъ одной или н'Ьсколькихъ ступеней (чер. ^475) и помещаются между гори-зонтомъ земли и уров-немъ пола i-ro этажа; при монументальныхъ же здашяхъ (дворцахъ, церк-вахъ, музеяхъ и проч.)
Чер. 575-
наружныя лестницы какъ по своимъ размЪрамъ, такъ и по числу ступеней, могутъ быть очень значительны; 2) внутреншя лестницы, служащая
512
для сообщешя между этажами. Къ этимъ лЪстницамъ причисляются: парад-ныя или главныя лЪстницы, чистыя, черный, чердачный, подвальныя и'проч.
По ф о р м db въ планЪ мы имЪемъ: i) прямы я лестницы (чер. 576), у которыхъ первая, т.-е. входная ступенька (а) и последняя (&) находятся на одной прямой лиши аб, проходящей посредине маршей и площадки и называемой лин!ей всхода. Такая лЪстница некрасива и неудобна по своей формЪ для надлежащаго освЪщешя, если наружная стЪна находится на узкой сторон^ клЪтки; 2) ломаны я — таюя, у которыхъ лишя всхода ломаная, напр., лишя а & с на чер. 577, представляющемъ лестницу съ двумя маршами, расположенными подъ прямымъ угломъ другъ къ другу. Самая употребительная форма ломаной лЪстницы показана на чер. 578;
Чер. 576. Чер. 577. Чер. 578.
а
здЪсь марши расположены параллельно другъ другу и лишя всхода выражается ломаной abed. Недостатокъ такой формы заключается лишь въ томъ, что, имЪя одну наружную узкую стЪну—осв^щеше черезъ окно можетъ быть иногда недостаточными Впрочемъ между маршами можетъ быть оставлено горизонтальное разстояше, которое, уширяяк лЪтку, даетъ возможность увеличивать и окно для освЪщешя лЪстницы. Если высота этажей значительна (болЪе 6 аршинъ) и лЪстница требуется покойная, легкая для всхода, то необходимо разделить лестницу на три марша съ двумя промежуточными площадками (чер. 579); удобнее, если марши имЪютъ одинаковое число ступней. Такая форма въ планЪ удобна еще и въ томъ случай, если предполагается устройство подъемника (лифта), для помЪщешя котораго остается свободное мЪсто между маршами.
ф Промежуточный площадки могутъ быть ограничены четвертью круга или полукругомъ, какъ это показано пунктирно на чер. 577 и 578. Этимъ проходъ по площадкЪ нисколько не затЪсняется, а между тЪмъ въ каменной кладкЪ, заполняющей углы, можно расположить ниши для помЪщешя приборовъ отоплешями искусственнаго освЪщешя или занять эти мЪста дымовой или вентилящонной трубой.
513
3) Для сокращешя разм-fcpa лестничной клЪтки по ея длинЪ, что можетъ быть вызвано недостаткомъ места, промежуточной площадки не д-fc-лають, а помещаютъ такъ называемыя заб4жныя ступеньки (чер. 580), которыхъ ширина по лиши всхода (а Ъ с) должна равняться ширине пря-мыхъ ступеней. Тагая ступеньки неудобны; въ особенности при спуске съ лестницы, такъ какъ ширина ихъ по мере приближешя къ центру к (чер. 580) уменьшается и становится недостаточной для установки ноги. Въ противоположномъ конце ширина ступени, наоборотъ, увеличивается и далеко переходитъ необходимую. Въ этомъ случае особенно целесообразно
делать закруглеше лестничной клетки на повороте, чемъ значительно сокращается длина и ширина ступеней, а следовательно и 'расходы на устройство лестницы. Узки конецъ проступи забежной ступеньки во вся-комъ случае не долженъ быть менее io см.
§ 89.
Чтобы до известной степени избежать описанныя неудобства забЪж-ныхъ маршей, необходимо, bo-i-хъ, допускать ихъ устройство лишь при условш горизонтальнаго разстояшя между параллельными маршами по крайней мЪрЪ въ i/i ихъ ширины и, во-2-хъ, прибегать къ регулировке ступеней такой лестницы по одному изъ слЪдующихъ простыхъ графиче-скихъ способовъ *), основанныхъ на пропорщональномъ уширенш концовъ забЪжныхъ ступеней за счетъ ширины прямыхъ.
Положимъ (чер. 581), что мы имЪемъ лестницу съ поворотомъ въ два параллельныхъ марша, между которыми оставленъ небольшой промежутокъ. Требуется регулировать ширину забЪжныхъ ступенекъ, замЪняющихъ промежуточную площадку.
Проводимъ посредине марша (чер. 581) лишю всхода а Ъ с, на которой и наносимъ ширины проступей, начиная съ вершины закруглешя, распределяя ступени такъ, чтобы вертикальная лишя ВС разделяла сред
*) Этихъ способовъ нисколько, но мы приводимъ лишь самые простые.
33
514
нюю ступеньку по ея ширине на две равный части. Такимъ образомъ получимъ дтЬлешя I, 2, 3,4 ит.д. ЧЪмъ больше прямыхъ ступеней войдетъ въ регулировку, тЪмъ удобнее будетъ лестница и Т'Ьмъ незамЪтнЪе будетъ переходъ отъ прямыхъ ступеней къ забЪжнымъ. Въ данномъ случай изъ прямыхъ ступеней, показанныхъ на чер. 581 пунктирно, мы захваты-ваемъ три—6, 7 и 8. Проведя горизонтальную лишю D_E, ограждающую прямую ступеньку № 8, съ которой мы начинаемъ регулировку, соединяемъ центръ А съ дЪлешями i и 2 на лиши всхода. Продолжая эти лиши до пересечешя съ горизонтальной DJE получимъ на ней отрЪзокъ i—2, откладывая который по направлешю отъ D къ JE, получаемъ точки 3, 4, 5, 6 и 7. ЗатЪмъ, соединяемъ эти точки прямыми лишями съ соответствующими
Чер. 581.
Чер. 582.
по номерамъ точками, намеченными по кривой всхода и при этомъ получаемъ въ горизонтальной проекщи форму проступей забЪжныхъ ступеней лЪвой половины лестницы. Такое же построеше повторяютъ и для правой половины лестницы.
Другой способъ (чер. 582) регулировки забежныхъ ступеней состоитъ въ следующемъ: начиная отъ ( . ) Ъ по лиши всхода откладываютъ ширину проступей согласно принятой нормы, но такъ, чтобы вертикальная лишя DB разделяла среднюю ступеньку Ks i вдоль на две равный части. Затемъ, задавшись числомъ прямыхъ ступеней, входящихъ въ регулировку (въ данномъ случае три ступеньки: 6, 7 и 8) и, получивъ такимъ образомъ отре-зокъ АВ отъ вертикальной лиши DB, проводятъ къ этому отрезку наклонную АС, произвольной длины, подъ какимъ-нибудь острымъ угломъ, и на ней наносятъ 7 делешй, соответственно семи регулируемымъ сту-пенькамъ, въ любомъ масштабе, но такъ чтобы размеры этихъ делешй
515
последовательно увеличивались на I, при чемъ отъ точки А первое деле-Hie должно равняться 2, второе—3, третье—4 и т. д.
Соединивъ (.) С съ( .) В и проведя изъ каждой точки делешя лиши параллельный ВС, мы получимъ на вертикале АВ соответствующее отрезки. Затемъ остается только соединить точки делешя съ точками 2, 3, 4 и т. д. на лиши всхода и продолжить ихъ до стены, окружающей клетку, чтобы получить размеры и форму проступей забежныхъ ступеней въ горизонтальной проекцш.
4) Винтовыя лестницы, имеютъ ступеньки, расположенный по винтовой лиши, а въ плане—по радаусамъ (чер. 383); следов, каждая ступенька получаетъ видъ усеченнаго клина. Таюя лестницы могутъ быть или открытый, или огражденным криволинейными стенами; а внутри ихъ ставится вертикальный столбъ, который и служитъ для поддержашя концовъ ступеней.
Винтовыя лестницы состоять сплошь изъ забежныхъступеней; поэтому, согласно строительнымъ правиламъ, минимальная ихъ ширина, для большей безопасности ходьбы должна быть увеличина сравнительно съ прямыми лестницами. Чер
Эта ширина требуется не меньше 2 аршинъ; следов, вместе со среднимъ столбомъ, каменная винтовая лестница должна иметь X" \ Д----------/ /
д!аметръ не менее 5 аршинъ. Вообще эти лест- Х\Х\\ //XXXX ницы во всехъ отношеюяхъ неудобны. Проф. —I
Nussbaum, съ гийенической точки зрешя, при- I---ХХ JE~7---------1
знаетъ винтовыя лестницы вредными, какъ при-чиняюпця головокружешя у некоторыхъ субъек- х/ХУ/ товъ. Такая форма лестницъ применяется лишь 'X / / \ \ \Х въ крайнихъ, совершенно безвыходныхъ случа-яхъ, за невозможностью иметь лестницу иной конструкщи.
На практике главнымъ образомъ распространены металличесгая винтовыя лестницы изъ чугуна или железа; въ редкихъ случаяхъ применяется камень.
По матер!алу лестницы разделяются на каменным (изъ естеств. и искусств, камня), металлическ!я (чугунный или железныя) и деревя н н ы я.
§ 89.
i) Устройство каменныхъ лестницъ. Крыльца. Наибольшее распро-странеше на практике имеютъ каменныя лестницы. Въ каменныхъ домахъ, на основаши правилъ строительнаго устава, оне обязательны черезъ каждый 12 саж. по длине строешя, размещая лестницы такъ, чтобы изъ каждой квартиры былъ выходъ на несгораемую лестницу, окруженную со всехъ четырехъ сторонъ каменными стенами.
Всякая лестница по своейконструкщи состоитъ изъ ступеней, со-ставляющихъ марши, площадокъ и поддерживающихъ частей.
33*
516
Каменныя лестницы могутъ быть разделены на лестницы изъ естественнаго камня (известняка, песчаника, гранита, мрамора и т. д.) и искусственна™, при чемъ ступеньки послЪднихъ состоятъ или изъ сплошного искусственнаго камня (цементной массы, терракоты) или изъ отд'Ьльныхъ мелкихъ камней (кирпича).
А) Наружный каменныя лестницы (крыльца), какъ было уже сказано
выше, устраиваются передъ входными дверями и служатъ для всхода отъ
уровня земли (тротуара) до уровня пола нижняго этажа здашя.
Такъ какъ наружныя лестницы непосредственно подвергаются дей
ствие перемены температуры, дождя, снега и т. д., то матер!алъ для нихъ
долженъ быть выбранъ наиболее прочный и долговечный. Для этой цели можетъ служить песчаникъ и гранитъ. Изъ известняковъ можетъ быть рекомендована путиловская плита (въ С.-Петербурге), тарусск!й камень (въ Москве) и друг. Устройство наружнаго крыльца изъ кирпича или какого-либо другого слабаго камня решительно не можетъ быть рекомендовано, какъ нецелесообразное и непрактичное. Если устройство кирпичнаго крыльца вызывается экономическими соображешями, какъ более дешевое, то кирпичъ для образовашя ступенекъ располагается на ребро, а проступь покрывается слоемъ цементнаго раствора, состава I ч. цем., 2 ч. песка; при этомъ только при самой тщательной работе можно ожидать, что цементъ будетъ крепко удерживаться на поверхности кирпича и не будетъ отскакивать.
Гораздо практичнее, хотя и немного дороже, облицовывать какъ проступь, такъ и подступеньку терракотовыми плитками, имеющими, сравнительно съ обыкновеннымъ кирпичомъ, значительно большую твердость; при этомъ и самое крыльцо получаетъ более красивый видъ.
Какъ показано на чер. 15, листъ 24, въ разрезе, ступеньки образуются расположешемъ кирпича на ребро; затемъ для облицовки подступеньки
ставятся вертикально лещадки и захватываются валиками горизонтальныхъ лещадокъ проступи. Вся облицовка ведется на цементномъ растворе.
На чер. 584 представлено крыльцо, имеющее всходы съ трехъ сторонъ и состоящее изъ массивныхъ каменныхъ ступеней и такой же площадки. Поддерживающая часть въ такихъ случаяхъ делается изъ кирпичнаго массива, расположеннаго на бутовомъ фундаменте.
Фундаментъ подъ крыльца, несмотря на незначительный вес*ь ихъ, долженъ быть заложенъ на материке, одновременно съ возведешемъ об-
517
щихъ фундаментовъ здашя и ниже лиши промерзашя грунта; въ особенности при глинистой почве, имеющей свойство выпучиваться.
Къ постройке самаго крыльца следуетъ приступать не ранее, какъ после окончашя здашя вчерне, когда его главная осадка прекратится; въ противномъ случай, всл'Ьдств!е большей осадки самаго здашя, какъ более грузнаго, въ каменной кладке крыльца могутъ обнаружиться трещины.
Если ступеньки состоятъ изъ щЬльнаго камня, то для поддержашя ихъ нЪтъ надобности въ устройстве сплошныхъ каменныхъ массивовъ, а можно ограничиться лишь возведешемъ боковыхъ стенокъ (чер. 14, л. 24), въ которыя и заделываются концы j ступеней вершка на 3. Фундаменты при этомъ закладываются только подъ стЪнки и подъ первую ступень. При ширине крыльца настолько значительной, что ступеньки приходится делать изъ двухъ камней, стыкая ихъ по длине, для поддержашя этихъ стыковъ возводится, кроме боковыхъ, еще и третья стенка посредине марша.
Для устранешя затекашя дождевой или снеговой воды, сопряжете между ступеньками делается, какъ показано на чер. 14. Затекая въ швы и замерзая, вода раздвигаетъ ступеньки.
На чер. и, 12 и 13, листъ 24, представлено крыльцо, въ которомъ поддерживающая ступеньки конструкщя состоитъ изъ ползучаго или луч-коваго свода, коего пяты расположены на разныхъ высотахъ: нижняя выпускная пята устроена на фундаменте подъ входной ступенькой, а верхняя—въ цоколе строешя. Затемъ, по верхней поверхности свода делается кирпичная кладка, соответственно размерамъ каменныхъ ступеней на ней располагаемыхъ. Такое крыльцо можетъ быть съ двухъ боковъ открыто; боковыя каменныя стенки, показанный на нашемъ чертеже, имеютъ лишь декоративное значеше и придаютъ всей конструкщи большую законченность.
Крыльцо передъ входной дверью непременно должно иметь площадку такихъ размеровъ, чтобы человекъ, отворяя дверь внаружу, свободно могъ поместиться на площадке.
Форма и размеры крылецъ чрезвычайно разнообразны и зависятъ отъ назначешя здашя. При незначительномъ числе ступней (3—5), нетъ надобности заботиться о легкости всхода и подъемъ подступеньки можетъ быть значительно болышй, чемъ при внутреннихъ междуэтажныхъ лест-ницахъ; что же касается проступей, то, въ виду возможности поскользнуться во время гололедки, ширина ихъ не должна быть менее 8 верш., чтобы нога свободно, даже съ некоторымъ запасомъ, на ней помещалась.
Для городскихъ обывательскихъ домовъ, если фасадъ располагается по красной л ин in, т.-е. лиши, определяющей ширину улицы, выступающая крыльца, чтобы не затеснять тротуара, на основашй правилъ стро-ительнаго устава, не дозволяются. Дозволяется лишь одна ступенька шириною въ 8 верш.
При значительной длине маршей крыльца удобнее располагать не перпендикулярно, а параллельно къ строешю, какъ показано на чер. 585; при чемъ всходы могутъ быть съ одной или съ двухъ сторонъ. П|)и такомъ устройстве крыльцо выступаетъ со стены только на ширину марша, давая
518
возможность, не увеличивая выступа, иметь площадку передъ дверью над-лежащихъ размеровъ. Поддерживающая конструкщя можетъ быть или въ виде сплошной массы каменной кладки, или, если ступеньки изъ цЪльнаго камня, то концы ихъ заделываются въ стены. На чертеже 585 поддерживающая часть состоитъ исъ плоскаго свода, котораго пяты расположены на особомъ фундаменте, а толщина въ замке, при пролете до 2-хъ саж., можетъ быть не более */а кирпича съ утолщешемъ къ пятамъ до I кирп.
Чер. 585.
Сводъ можетъ быть открытымъ, если подъ нимъ находится окно для освещешя подвала, или закрытымъ вертикальною стенкою, какъ это и показано на чер. 585 с. Здесь стенка выведена изъ кирпича и оштукатурена цементнымъ растворомъ.
§ 90.
В). Внутреншя или междуэтажный каменныя лестницы можно разделить по конструкщй на следующие виды:
г) Лестницы, коихъ площадки и марши поддерживаются железными балками и косоурами.
519
2) Висяч1я лестницы т.-е. таюя, коихъ ступеньки, состоя изъ ц'Ьль-наго камня, заделываются однимъ концомъ въ стену; другой же конецъ остается свободнымъ.
3) Лестницы на сводахъ кирпичныхъ или бетонныхъ. ЖелЪзо-бетон-ныя лестницы.
4) лестницы со ступеньками, заделанными обоими концами въ стену.
5) Металличесшя лестницы.
Ступеньки для внутреннихъ каменныхъ лЪстницъ въ большинстве случаевъ делаются изъ цельнаго обтесаннаго камня, придавая ему въ поперечномъ сечеши форму прямоугольника или треугольника. Ступеньки между собой сопрягаются простой накладкой (чер. 586 А), или въ четверть (В и С); последнее сопряжеше хотя и дороже, но более прочно, такъ какъ предупреждаетъ сдвигъ ступеньки.
При устройстве висячихъ лестницъ, а также на железныхъ, под-держивающихъ ихъ косоурахъ, для уменыпешя собственнаго веса и для сбережешя каменнаго матер!ала (напримеръ, при мраморныхъ лестни-цахъ), ступенькамъ въ поперечномъ сечеши придаютъ треугольную форму (чер. 586 В, Е и 1) и сопряжеше по длине устраиваютъ по одному изъ показанныхъ трехъ способовъ (D, Р, F), изъ коихъ первый способъ (сопряжеше въ притыкъ) состоитъ въ обделке сопрягающихъ плоскостей перпендикулярно къ лиши наклона маршей. Грузъ ступеньки Р, вертикально направленный, разложится на две составляющая R и S (чер. Р); плоскость стыка должна быть расположена перпендикулярно къ направлешю слагающей В. Нельзя не заметить, что сопряжеше ступней, показанное на чер. Р, наиболее целесообразно, такъ какъ здесь имеется противодей-ств1е какъ сдвигу, такъ и скольжешю по плоскости шва. Сопряжеше, показанное на чер. Е, хотя и имеетъ некоторый практически преимущества, но даетъ острый уголъ, чего вообще надо избегать при каменныхъ работахъ.
520
Внешнее ребро ступеней больше всего подвергается изнашиванпо, поэтому при слабыхъ породахъ камней и лЪстницахъ, предназначенныхъ для большой ходьбы, напримЪръ, на фабрикахъ, заводахъ, казармахъ и т. п., этотъ уголъ обделывается железомъ, какъ показано на чер. 587 а и Ъ. Во всякомъ случаЪ этотъ уголъ надо или скосить наклонной плоскостью (чер. с), или закруглить (чер. <7, е, /). При более парадныхъ лест-ницахъ ступеньки украшаютъ валиками (ей/).
Чер. 587.
Чер. $88.
При приготовлены ступеней изъ естественнаго камня применяюсь распиловку, при которой, какъ известно, происходитъ наименьшая безполезная потеря матер!ала. Для этого грубо обтесанный камень въ
виде параллелепипеда, имеющаго въ поперечномъ сечеши прямоугольную форму abed (чер. 588), распиливаютъ по д!агонали сЪ и полученный такимъ образомъ треугольный призмы обтесываюсь по шаблонамъ со
гласно проекта.
§ 91.
тренш ная, а
i) лестницы на железныхъ балкахъ и косоурахъ. При раземо-
формъ лестницъ въ плане было указано на то, что самая удоб-потому и наиболее распространенная форма является—о двухъ маршахъ съ поворотомъ на i8o°, Чер т.-е. когда оба марша въ плане
другъ другу параллельны (чер. i и 2
Ь с d е листъ 25). Возьмемъ именно этотъ
случай для более подробнаго по-яснешя какъ расчета, такъ и конструкщи каменныхъ маршей и пло-
щадокъ, основанныхъ на желез-
ныхъ балкахъ. Для поддержашя ступеней эти балки ставятся въ наклонномъ положены, отъ площадки до площадки, и носятъ назваше косоуровъ. Для этой цели можетъ применяться (чер. 589) полосовое, угловое, тавровое, двутавровое и швеллерное железо. Изъ перечисленныхъ сортовъ прокатнаго железа наибольшее применеше имеютъ полосовое, двутавровое и швеллерное.
§ 92.
Разбивка лестницы и определен!еразмеровъ ступеней, маршей и лестничной клетки.
521
Требуется устроить каменную лестницу (чер. i и 2, листъ 25) на же-л'Ьзныхъ косоурахъ въ 2 марша, каждый шириною въ два аршина, съ одинаковымъ числомъ ступеней, при высот-b между этажами отъ пола 1-го этажа до пола 2-го этажа 6 арш. 12 в. (108 верш.).
Концы ступней каждаго марша расположены на желЪзныхъ косоурахъ. Прежде всего надо определить число ступеней, для чего задаемся высотой подступеньки. Положимъ, что для даннаго случая, обыкновенной чистой лестницы, эта высота можетъ быть принята въ 3,5 верш. Такъ какъ марши должны быть съ одинаковымъ числомъ ступней, то промежуточная площадка будетъ на половине высоты, т.-е. на высоте —= 54 верш.
Разделимъ эту высоту на высоту каждой ступеньки для получешя числа ступеней— п =—54—= 15,4, въ целомъ числе 16, а следовательно, 3 > 5 более точно:
& = -51_ = 3з/8 верш. (15 см.).
Ширину (а) проступи опред'Ьлимъ по формулЪ
а-\- 2 6 = 14 следовательно а 2 X 3% = 14,
откуда а = 14 — 63/4 = 7j/4 верш.
Какъ видно изъ чер. i листа 25, изображающего продольный, вертикальный разрЪзъ лЪстницы, последняя ступенька каждаго марша входитъ въ ширину междуэтажной и верхней площадки, поэтому число горизонтальныхъ проекщй проступей въ маршЪ (чер. 2, планъ лестницы) будетъ равно числу подъемовъ безъ т, а такъ какъ всЪхъ подъемовъ 16, то длина горизонтальной проекщй марша получается равной:
(16—1). 71/4 = ю8,75со 109 верш., т.-е 6 арш. 13 верш.
Ширина площадокъ должна быть равна ширинЪ маршей, т.-е. 2 арш. следовательно длина всей клЪтки должна быть:
6 арш. 13 в. 4" 4 арш. = ю арш. 13 в.
Ширина к л е т к и, если горизонтальное разстояше между маршами сдЪлать = 7 в., определяется въ 4 арш. 7 в.
Примечая! е: Если лестница служитъ для несколькихъ этажей различной высоты, то для каждаго этажа число ступеней желательно иметь одинаковое, для чего опредЪляютъ среднюю высоту этажей и делятъ ее на заданный подъемъ подступеньки. Полученное число и принимаютъ за число ступеней для каждаго этажа, что даетъ возможность определить более точно подъемъ ступеней для лЪстницъ каждаго этажа.
Напримеръ, положимъ, что мы имеемъ 4-хъэтажное здаше, въ которомъ между полами:
1 и 2 этажа 1ъ = 108 верш.
2 и 3 „ 7л = 100 „
3 и 4 „ h = 80 „
Вся высота 27 = 288 верш.
522
Следовательно, разделяя на число этажей, средняя высота этажа = •—5— = 96 в.
Подъемъ ступеньки заданъ въ 3 верш.; поэтому число ступеней для каждаго 96
этажа равно —= 32 ступени, а точные подъемы проступей: О
тт о 108
До 2-го этажа о -- = 33/8 верш.
32
„ 3-ГО „ ~^Г = 31/8 ”
” 4'Г° ” -^_ = 2^2 ”
Такимъ’ образомъ ч'Ьмъ выше расположенъ этажъ, тЬмъ покойнее къ нему лестница, что вполне целесообразно для облегчешя всхода даже слабымъ людямъ.
Разбивку лЪстницъ обыкновенно производить расчерчивашемъ на стенахъ лестничной клЪтки точное положеше и размеры площадокъ и ступеней или же на особыхъ доскахъ и рейкахъ. ЗатЪмъ приготовляютъ шаблоны и по нимъ обтесываютъ ступеньки.
§ 93.
Косоуры и площадочный балки.
Для поддержашя ступеней лестницы, изображенной на чер. i и 2, листъ 25,—косоурами служатъ двЪ наклонно расположенный двутавровый балки, при чемъ въ ^первомъ марше нижше концы ихъ упираются въ особый фундаментъ, а верхше, посредствомъ угольниковъ, привинчиваются болтиками къ горизонтально расположенной балочкЪ, поддерживающей промежуточную площадку.
Въ следующемъ марше оба конца косоуровъ прикреплены къ пло-щадочнымъ балкамъ. Вместо особаго фундамента подъ первую входную ступеньку лестницы, если грунтъ слабый и материкъ залегаетъ глубоко,— выгоднее тоже располагать двутавровыя балочки и устраивать площадку и первую ступень такъ же, какъ и промежуточныя площадки, т.-е. между двумя железными балочками перекинуть кирпичный плосюй сводикъ въ % кирпича, на немъ приготовить подбутку^изъ тощаго бетона и выстлать каменными плитами. При этомъ косоуръ упирается въ балку и съ ней скрепляется.
Если же подъ первую ступеньку устраивается особый фундаментъ, то следуетъ позаботиться о лриспособлешяхъ для передачи давлешя косоура на каменную кладку, точно такъ же какъ это было указано при укладке железныхъ балокъ, т.-е. необходимо подложить чугунный или железныя подкладки для распределешя давлешя на большую площадь, соответственно сопротивлешю каменной кладки раздавливашю. Кроме того, при действш временной нагрузки можетъ проявляться и горизонтальное усшпе, способное сдвинуть конецъ косоура, поэтому подкладка должна быть закреплена. На чер. з и 4, листъ 25, представленъ съ боку и съ торца конецъ косоура съ прикреплешемъ къ нему угольниками горизонтальной железной под-
523
кладки, расположенной на чугунной подушке. Последняя съ нижней стороны имеетъ выступающее ребро, входящее въ желобокъ камня, назначеше коего то же, что и при укладке железныхъ балокъ.
На чер. 5 чугунная подушка отсутствуешь; имеется лишь железная подкладка и къ ней прикр'Ьпленъ угольникъ а, образуя выступающее ребро, заделанное въ каменную кладку фундамента.
Такъ какъ наклонъ маршей обыкновенно бываешь больше угла трешя, то при свободномъ расположены ступеней на двухъ косоурахъ, безъ заделки ихъ концовъ, на фундаментъ подъ первую ступеньку будетъ передаваться и давлеше отъ всЪхъ остальныхъ ступеней марша; поэтому на устройство фундамента подъ первую ступеньку надо обратить особое внимаше.
Ступеньки могутъ поддерживаться или двумя косоурами, или однимъ; въ послЪднемъ случае одинъ конецъ ступени заделывается въ стену, а другой располагается на косоуре. Такая конструкщя во всехъ отноше-шяхъ выгоднее. Она требуетъ меньше железа и вместе съ темъ даетъ большую устойчивость лестнице; но зато требуетъ пробивки въ сшЬне гнездъ глубиною около з верш. Такая пробивка допустима лишь при толщине стены не менее 2-хъ кирпичей.
При устройстве маршей на двухъ косоурахъ нетъ надобности вводить концы ступенекъ въ стену.
Для устройства лестничныхъ площадокъ располагаются двутавровый балки, служашдя вместе съ темъ опорой для концовъ косоуровъ (чер. 8, листъ 25). Для болынаго удобства прикреплешя косоура, идущаго вверхъ, конецъ его несколько изогнутъ. У стены самое удобное располагать швеллеръ, что и показано на нашемъ чертеже. Между этими балками делается заполнеше по общему способу устройства несгораемыхъ покрыты. Въ большинстве случаевъ перекидываются кирпичные или бетонные сводики. Поверхъ ихъ наносится тошдй щебеночный бетонъ, на который настилается полъ изъ лещадокъ каменныхъ, терракотовыхъ, цемент-ныхъ и т. п.
’ Такъ какъ весь грузъ, передающийся на швеллерную балочку состоитъ только изъ половины веса самой пдощадки, то ее поперечное сечеше значительно меньше, чемъ двутавровой (чер. 8, листъ 25), которая, кроме того, воспринимаешь грузъ отъ двухъ маршей и собственный весъ ступеньки на ней лежащей.
Сопряжение ступеней по длине показано на чер. 7 и 8.
§. 94.
Размеры поперечныхъ с1чешй косоуровъ и площадочныхъ балокъ*). Чтобы определить размеръ косоуровъ, прежде всего необходимо знать грузъ, который на нихъ действуешь. Онъ состоитъ, bo-i-хъ, изъ собственна™ веса ступеней и, во-2-хъ, изъ толпы людей, идущихъ по лестнице.
*) Для простоты расчета вей мЪры на чертеж^ 1 и 2, листъ 25, переведены въ круглыхъ числахъ на метры.
524
Для опред'Ьлешя временной нагрузки покрыты мы принимали толпу людей въ числ'Ь 9 человЪкъ на кв. саж.; зд'Ьсь же, на лЪстницЪ, надо принять вдвое больше, то-есть minimum 18 челов'Ькъ на кв. саж. проекщй марша.
На чер. 7 пунктирно обозначенъ прямоугольникъ abed, имЪющш вышину 15 см., равную высотЪ подступеньки, а ширину 30 см., равную ширинЪ проступи. Такимъ образомъ, определяя объемъ марша, мы можемъ его разематривать, какъ горизонтальную площадку, состоящую изъ сплошнаго камня толщиною въ 15 см. Принимая вЪсъ i куб. м. известковаго камня= = 2500 кг., получаемъ собственный вЪсъ марша:
= 2500X0,15 = 375 «г- ' ’
Грузъ отъ толпы людей, считая средшй вЪсъ человека въ 4 пуда, выраженный въ килограммахъ:
р" = 255 кг. на г кв. м.
Сложный вЪсъ всего марша вмЪстЪ со временной нагрузкой
Р=У+р" = 375 + 255 = 63° кг.
Круглымъ числомъ 650 кг. на квад. м. горизонтальной проекщй марша.
Если I—длина марша въ планЪ, а Ъ—его ширина, то на каждый косоуръ переходитъ по половинЪ всего груза, т.-е.
р=р1Ъ.
2
При расчет^ наклонныхъ стропилъ, какъ наклонно расположенныхъ балокъ, было указано, что при этомъ наклонъ балки не им'Ьетъ в л i я н i я на величину сгибаю щ а г о момента, который берется въ зависимости отъ горизонтальной проекщй этой балки.
Действительно, представимъ себе наклонную балку, длиною \ (чер. 590) съ рав-
номерно распределеннымъ на ней грузомъ, котораго равнодействующая = Р. Грузъ
этотъ разложится на’ две составляющая: Psinz и Feos а, изъ коихъ последняя вызоветъ моментъ изгиба М
Но
Поэтому
Feos а
8
I
COS CL
Pcos а I Pl 8 cos а 8
Следовательно, если М выразить въ сантиметрахъ, Р въ килогр., а Ъ и I въ метрахъ, то мы будемъ имЪть
М = -Q- юо.
о
525
При 22 = 650 кг. на кв. метръ, получимъ
,, 650 . Ъ . I loo . I ,19
М= -- 2----- . —g—= 004000 ЭД2.
Этотъ моментъ внЪшнихъ силъ долженъ равняться моменту сопротивлешя внутреннихъ силъ въ поперечномъ стЬченш косоура, поэтому
4000 bli = RW, гд-fc R—прочное сопротивлеше желЪза на изгибъ, откуда
W___4000 . Ъ1*
R
Если R приравнять 1000 кг. на кв. см., мы получимъ простое выражен!е для Ж:
Ж=4 Ыг.
Въ нашемъ случай, по отношешю къ лЪстниц'Ь, изображенной на ч. г и 2, лист. 25, Z —4,5 м., а Ъ —1,5 м., следов.
W = 4 • Ь5 • 4>52 = 121>5 см-8
Этому моменту сопротивлешя соответствуешь балка 17, вЪсомъ 19,7 кг. пог. метръ. Такой же грузъ переходитъ и на косоуръ, расположенный у стены лестничной клетки.
Въ нижеследующей таблице указаны величины для Ж, подходящш номеръ двутавровой балки нормальнаго нЪмецкаго профиля и вЪсъ погон-наго метра, при различной длине I горизонтальной проекщи и ширине Ь марша.
Таблица XXXVIII.
1 въ метр. Ъ= 1 м. 5=1,25 м. &=1,5 м. 4=1,75 м. t=2 м.
W N G W G W 2V G ти 1 -¥| 1 в W N G
2 19 8 5,91 26 9 7,02 26 9 7,02 34 10 8,28 34 10 8,28
2,5 26 9 7,02 34 10 8,28 43 11 9,60 43 и 9,60 55 12 ИЛ
3 34 10 8,28 55 12 11,1 55 12 11,1 67 13 12,6 82 14 14,2
3,5 55 12 11,1 67 13 12,6 82 14 14,2 98 15 15,9 117 16 17,8
4 67 13 12,6 82 14 14,2 98 15 15,9 117 16 17,8 137 17 19,7
4,5 82 14 14,2 117 16 17,8 137 17 19,7 161 18 21,7 161 18 21,7
5 117 16 17,8 137 17 19,7 161 18 21,7 185 19 23,8 214 20 26,1
5,5 137 17 16,7 161 18 21,7 185 19 23,8 214 20 26,1 244 21 28,3
W—моментъ сопротивл. въ куб. сантим. N—номеръ нормальн. нЪмец. профиля. 6г —в^съ въ килограммахъ.
526
Площадочныя балки. Грузъ, передаваемый на площадочную двутавровую балку (чер. 8., л. 25), состоитъ:
i) Изъ сосредоточенныхъ, въ местахъ прикр'Ьплешя косоуровъ, гру-зовъ, равныхъ каждый
Р 650 . Ъ . I . , — = —----------
2 2.2
Здесь у—собственный вЪсъ косоура, равный:
5X20= юо кг., 5 = 1,5 м- и z = 4>5 м-
Следов. весь грузъ отъ одного косоура на балку
Р 650 . 1,5.4,5 .
Р< =— = —-----——— 4-100 = кр. ЧИС. 1200 кг.
1 2 2.2 г
2) Изъ груза последней ступеньки перваго марша и первой ступеньки второго:
= 0,20 X о,35 X 3,5 X 25°° = 612 кг.
3) Изъ груза кирпичнаго сводика, тощаго бетона и плиточнаго пола (чер. 8, л. 25). Весь сложный грузъ этого покрьтя, вместе съ временной нагрузкой толпой людей, можно принять = 8оо кг. на кв. м.
Тогда получимъ:
п 3,5 • 1,5 • 8оо
Р.. = -э---3-----= 2100 кг.
2
А вся равномерно распределенная нагрузка на балку:
P/t + P/ZZ = 6l2 -|-2IOO = 27I2 КГ. 1
Расчетная длина тавровой балки равна (см. стр. 311) г=1,°4Хз,з + oj= 3,53Л
Распределеше нагрузки показано на чер. 591, изъ котораго видно, что сосредоточенные грузы, переходяшде на балку въ местахъ прикрепле-н1я четырехъ косоуровъ, равны каждый 1200 кг. и, кроме того, балка загружена равномерной нагрузкой, равной въ общей сложности 2712 кг. Следовательно въ каждой опоре А и Б вызывается реакщя:
А = В = 2^Т--!-2 . 1200 = 3756 кг.
Опасное сечеше находится въ средине балки, относительно котораго наиболышй моментъ изгиба (чер. 591)
-^ = 3756 • 1,75—~ —1466 (i,65-|-o,i5)=6573 —680 — 2199=3816.
Следоват.
~ 3816 . юо о
W = ----------= 381,6.
IOOO °
Этому моменту сопротивлешя соответствуетъ балка № 25, весомъ 38,7 кг. пог. метръ.
527
На швеллерную балочку переходитъ вм’Ьст'Ь съ временной нагрузкой, P=J)Z = 2IOO кг. о о
866,2 ’ 100 - 86,6. . IOOO
Этому моменту сопротивлешя соответствуешь по таблице К° 2 (въ конце книги) швеллеръ № 14, весомъ 15,9 кг. погон, метръ.
Хотя косоуръ привинчивается или приклепывается къ площадочной балке, но такъ какъ онъ прислоняется къ ея стенке, то, кроме передачи
являться и распоръ, который нетрудно определить изъ моментовъ вращешя (чер. 592) относительно точки А:
P — = Hh,
2
т.-е.
1$оо
половина площадочнаго груза
Чер. 591.
>
вертикальнаго давлешя, будетъ про-
, о, Ъо..
1zbo
откуда
2 ’ h ’
Этотъ распоръ воспринимаютъ какъ верхшя, такъ и нижшя площад-ныя балки. Если нижшй конецъ лежитъ на фундаменте, то было уже выше указаны способы закрЪплешя подушки въ предупреждеше сдвига (чер. з, 4 и 5, листъ. 25); распоръ же отъ верхняго конца косоура, упирающагося въ балку, необходимо определить для проверки сопротивлешя этой балки изгибу относительно вертикальной оси, проходящей черезъ центръ тяжести ея поперечнаго сЪчешя.
Въ нашемъ случай для примера, представленнаго на чер. i
и^2, л. 25, Р получается равнымъ (чер. 592) р-65О . & J 65о !,5.4,5
2
2
Л = 2,25 м. и Z = 4,2 м., сл-йдоват. тг 2200.4,2 Н = --------------------------------------32" = 410 КГ.
2,25
528
Засимъ, мы имЪемъ распределяете сосредоточенныхъ на площадочную балку грузовъ совершенно въ томъ же порядке, какъ показано на чер. 591; отсутствуетъ лишь нагрузка равномерно распределенная и, вместо усилш въ 1200 кг., будутъ действовать четыре груза 23, равные каждый 410 кг.
Реакщя опоръ выразится:
А = В = 2.410 = 820 кг.
Моментъ изгиба, вызываемый действ!емъ распора относительно сред-няго сечешя балки (см. чер. 591):
Jf=82O . 1,75-410 (1,65 + 0,15)= 1435 — 738 = 697.
Этотъ моментъ распора отъ косоуровъ встречаетъ противодейств!е момента (MJ распора сводика. Mt можетъ быть съ достаточной точностью определенъ графически (чер. 593). Пусть будетъ Q весъ сводика съ временной и постоянной нагрузкой. Все действующая на половину свода силы Qy Н и К— должны быть въ равновесш и пересекаться въ общей точке пересечешя. Такъ какъ сводъ съ очень незначительнымъ подъемомъ, то разстояше центра тяжести половины свода отъ точки вращешя С можно
Z 7
принять = —, если I — пролетъ.
Задавшись произвольнымъ масштабомъ силъ (для даннаго случая при-мемъ юоо кг. въ 2 см.), проводимъ вертикаль, равную силе Q и разлагаемъ ее на две составляющая параллельный J3 и К, при чемъ получаемъ величину распора Н=ас.
~ 1,20.3,3.8оо о
= ---2 ------= 158°’
Отложивъ эту величину по масштабу на вертикали аЪ (чер. 593) и, проведя изъ точки Ъ параллельную лишю КЕ, получимъ
#=375° «г-
Распоръ этотъ, равномерно распределенный по всей длине балки, вызываетъ въ ней сопротивлеше изгибу, моментъ котораго:
ь — = 1030 кг.
Следовательно балка находится подъ действ!емъ двухъ противоположно направленныхъ моментовъ изгиба. Разность этихъ моментовъ даетъ намъ расчетный моментъ сгибаюпцй балку въ горизонтальной плоскости.
ДГ2 = — М = 1030 — 697 = 333.
Следов, моментъ сопротивлешя относительно вертикальной нейтральной оси уу
W = ззз l_io° ~ зз з см.3 7 IOOO ээ °
Этому сопротивлешю удовлетворяетъ балка Ks 22 по таб. 2, а такъ какъ мы кладемъ балку № 25, то сопротивлеше ея изгибу отъ вл!яшя распора свода—вполне достаточно.
529
Нередко услов!ями расположения и размерами лестничной клетки или высотой помещешя вызывается необходимость въ устройстве лестницы съ тремя маршами (чер. 594), при чемъ для поддержашя площадоч-ныхъ балокъ ставятся колонны; во всемъ остальномъ конструкщя лестницы ничемъ не отличается отъ обыкновеннаго устройства маршей на железныхъ косоурахъ. Но вместо колоннъ удобнее, какъ это обыкновенно и делается на практике, укладывать для средняго марша аЪ и площадокъ одинъ обнцй изогнутый (ломаный) косоуръ (е, а, Ъ, f чер. 595), заделанный концами въ стену, а къ нему приклепываются съ помощью угольниковъ
косоуры перваго и третьяго маршей и поперечный площадочный балки ас и &(?..'
Лестницы въ три марша въ особенности удобны въ случае необходимости помещешя лифта (подъемника), которому вполне подходящее место остается между маршами. Поэтому на фабрикахъ очень часто встречаются таюя лестницы.
Размеры "поперечныхъ сеченш ломаныхъ косоуровъ определяются, расчитывая все ихъ три части, т.-е. еа, аЪ и отдельно каждую; части еа и bf, какъ балки, заделанный однимъ концомъ въ стену, а аЪ, какъ наклонную балку, о чемъ уже было сказано.
П р и м е р ъ. Предположимъ, что каменная лестница о трехъ маршахъ, какъ показано на чер. 594, устроена съ заполнешемъ между балками и
34
530
косоурами кирпичными или бетонными сводами, на которыхъ расположены ступеньки.
Площадки и марши имЪютъ ширину i арш. 12 верш. (1,2 м.). Стало быть, горизонтальная часть ломанаго косоура, которую надо расчитывать
какъ балку, заделанную однимъ концомъ въ стену (чер. 596), будетъ нагружена: i) равномерной нагрузкой отъ половины веса площадки, соответственно размерамъ и конструкщи лестницы (положимъ, что этотъ грузъ равенъ 500 кг.) и 2) сосредо-точеннымъ на конце балки грузомъ отъ косоура, идущаго вверхъ и такого же косоура, идущаго внизъ (см. чер. 597). При-мемъ оба эти груза равными въ сложности 1200 кг. Далее предположимъ, что точка опоры балки будетъ отстоять отъ наружной поверхности стены (чер. 596) на o,i м. Имея эти данныя и размеры,
показанные на чертеже, мы можемъ составить для балки еа уравнеше моментовъ относительно принятой нами точки опоры балки и найти величину максимальнаго момента изгиба, а именно:
М max = 1200 . 1,64-500.0,85 = 2345 кг.
А следовательно
2345 . 100
1000
= 234>5 ст.3
W =
Этому моменту сопротивлешя, по табл, i приложешя, соответствуешь балка № 21 съ некоторымъ запасомъ.
На чер. 697 въ двухъ поворотахъ показано расположеше висячихъ косоуровъ и способъ прикреплешя съ помощью угольниковъ и заклепокъ, наклонныхъ балокъ съ горизонтальными.
531
§ 95.
2) Висяч1я каменныя лестницы. Висячими лестницами называются таюя, у коихъ марши состоять изъ цельныхъ каменныхъ ступеней, задЪланныхъ однимъ концомъ въ стену, другой же остается свободнымъ. Въ этомъ случай неподвижность и устойчивость ступеней главнымъ образомъ обезпечи-вается задЪлкой концовъ въ стЪну и загрузкой ихъ каменной кладкой; отчасти же и тЪмъ, что давлеше передается отъ одной ступеньки къ другой и переходить такимъ образомъ на первую и последнюю ступень. При правильной конструкщи и при длине ступеней, не превосходящей 1,5 метр., таюя лестницы не менее надежны, чемъ со ступеньками, лежащими на косоурахъ, тогда какъ ихъ стоимость уменьшается на стоимость послед-нихъ. Ступеньки изъ железа и бетона могутъ иметь длину и более полу
тора метровъ, такъ
какъ сопротивлеше
ихъ на изломъ можетъ быть доведено до весьма высокой степени, не увеличивая размеровъ ихъ поперечнаго сечешя.
Главный требо-вашя, которыя должны быть соблюдены при устройстве висячихъ лестницъ, заключаются въ cirfc-
Чер. 598.
дующемъ: i) площа-
дочная ступенька должна быть прочно заделана въ стену на 5—6 вершковъ; заделка остальныхъ ступеней можетъ быть ограничена и 3-мя вершками, но не иначе какъ при условш, чтобы каждая 4-я или 5-я ступенька въ марше была заделана въ стену тоже вершковъ на 6.
2) Продольный сопряжешя ступеней должны быть или такъ, какъ показаны на чер. 586 С или, что еще лучше на томъ же чертеже лит. D. Такое же сопряжеше показано и на чер. 7, листъ 25, на которомъ намечены и размеры сопрягающихъ плоскостей.
Изъ чер. 586 В видно, что грузъ ступеньки Q разложится на две составляющая, изъ коихъ R действуетъ по направлешю марша и сжимаетъ его, а & стремится сдвинуть ступеньку по перпендикулярному направлешю. Поэтому нижней поверхности марша советуютъ придавать форму плоской кривой (чер. 598) съ подъемомъ отъ 4 до 5 см.; площадочныя же ступеньки какъ нижшя, такъ и верхшя, необходимо прочно заделывать въ стену и располагать на железной балке, какъ показано на чер. 9, листъ 25, такъ какъ эти ступеньки служатъ опорами для марша, представляющаго изъ себя ползучш сводъ. Очевидно, что при такомъ устройстве каждая сту-34*
582
пенька должна быть приготовлена по особому шаблону, что значительно усложняетъ работу и удорожаетъ лестницу.
3) Для прочности висячей лестницы никогда не следуетъ заделывать концы ея ступеней одновременно съ возведешемъ стЪнъ, а лишь по окон-чаши ихъ кладки; при чемъ заделка производится на хорошемъ цементномъ или алебастровомъ растворе.
На чер. 6, листъ 25, въ вертикальномъ разрезе представленъ одинъ изъ самыхъ обыкновенныхъ случаевъ висячей лестницы съ двумя маршами. Площадки такихъ лестницъ или делаются изъ толстыхъ плитъ, основан-ныхъ однимъ концомъ на ступенькахъ, а другимъ на стене или же устраиваются сводики на балкахъ, что и показано на нашемъ чертеже (чер. 6, 9, л. 25). Въ последнемъ случае площадки выстилаются тонкими плитками такъ же, какъ это делается и въ лестницахъ съ косоурами.
На чер. 9, л. 25 показано устройство площадки на кирпичномъ сводике, который опирается на выпускную пяту въ стене лестничной клетки, другой же стороной основанъ на двутавровой балочке. Поверхъ свода устроена подготовка изъ тощаго бетона и лещадочная выстилка.
Железныя балки со стороны марша заштукатуриваются цементомъ, а последняя и первая ступенька, какъ видно на чер. 9, л. 25, располагается своею четвертью на верхшй поясъ балки.
На чер. ю того же листа изображено иное устройство. Здесь для поддержашя площадочной ступеньки выведена кирпичная арка, показанная въ поперечномъ разрезе. Затемъ устроено плоское бетонное заполнеше, поверхъ котораго—подготовка и лещадная выстилка.
Треугольный конецъ ступеньки не даетъ правильной постели; поэтому для лучшей и более удобной заделки концовъ ступеней въ стену, что при устройстве висячихъ лестницъ имеетъ особенное значеше—поперечное сечеше концовъ оставляютъ въ прямоугольномъ виде (чер. 12 и 9, листъ 25). Такая форма ступеней рекомендуется въ особенности въ техъ случаяхъ, когда лестница делается изъ цемента; изменить форму ступеней при этомъ не представляетъ никакого затруднешя и почти не увеличи-ваетъ стоимость. Для естественнаго же камня такое изменеше поперечнаго сечешя требуетъ большей затраты матер!ала и удорожаетъ ступеньку.
На чер. и представлены ступеньки висячей лестницы, концы коихъ, кроме заделки въ стену, поддерживаются еще и каменными, выпускными со стены консолями или кронштейнами. Такое устройство применяется при значительной длине ступеней.
Матер1аломъ для висячихъ лестницъ служитъ по преимуществу креп-кш тесаный камень; но за последнее время съ болыиимъ успехомъ применяются для этой цели ступеньки изъ цементнаго бетона со введешемъ въ его массивъ железныхъ полосъ или проволоки.
При длине ступеней не более 1,2 м. концы ихъ достаточно заделывать въ стену на глубину 12—13 см.; при большей же длине (отъ 1,2 до 2 м.) заделку увеличиваютъ до 0,25 м.; при этомъ надо заметить, что даже при самой тщательной работе все же проявляется некоторая осадка концовъ ступеней; поэтому не мешаетъ этимъ концамъ придавать небольшой подъемъ.
533
Для расчета висячихъ лЪстницъ мы не имЪемъ точныхъ данныхъ, и должны пользоваться эмпирическими указашями.
f Разлагая вертикально дЪйствующш грузъ (Р) ступеньки (чер. 599) на двЪ составляются R и /?, мы видимъ, что первая изъ нихъ стремится сдвинуть ступеньку или прижать ее къ ступенькЪ, расположенной ниже, поэтому во всемъ ряд'Ь ступеней будетъ проявляться сжапе, какъ въ сводЪ, а другая сила £, равная Р cos а, bo-i-хъ, сгибаетъ ступеньку, а во-2-хъ, вра-щаетъ около нижняго ребра а. Такимъ образомъ каждая ступенька отъ дЪйств!я вертикальнаго груза подвергается изгибу, скругивашю и сжатию.
Вращешемъ можно принебречь, такъ какъ этому препятствуютъ соседшя ступеньки; главнымъ же образомъ слЪдуетъ расчитывать на сопротивлеше изгибу, перелому; для этого руководствуются общей формулой
М= KW,
Здесь М — внешшй ломающй моментъ, равный:
PCQSaZ “ 2 ’
если I—длина ступеньки, а уголъ наклона марша, К— сопротивлеше камня на изгибъ и И7—моментъ сопротивления изгибу.
Следовательно
Р COS al
2W *
Принимая, для простоты расчета, поперечное сечеше ступеньки равнымъ треугольнику асе, обозначенному пунктиромъ на чер. 599, моментъ сопротивлешя его относительно нейтральной оси параллельной наклону марша, равенъ
W= 4г .Ъ. 7г2.
Следоват.
к___24 . Р cos а I
2 . Ъ . №
Примеръ. Положимъ, что ширина марша 2 = 1,5 м. Собственный весь ступеньки Р, полагая весъ^! куб. м. известков. камня въ 2500 кг., и грузъ 4-хъ человекъ въ 256 кг., получается равнымъ Р = 441 кг. *); основаше треугольника — лишя ае = =&5 см., а высота h — 23 см. и уголъ наклонешя а = 40°; тогда получимъ:
К =
24.441.0,76 . 150 л
----2—gr—232----= 30,4 кг. на кв. см.
Комиссхя, выбранная союзомъ немецкихъ архитекторовъ и инженеровъ **), состоящая изъ Баушингера, Функа и Хартига, для изследовашя сопротивлешя камней,
*) [(0,35 X 0,07) + (0,17 X X 1,5 X 2500] + 256 = 441 КГ.
**) L. Debo. Die Festigkeit der Baumaterialien, стр. 59.
534
признала следующая средшя минимальныя нормы временнаго сопротивлешя камней на сжапе:
Известнякъ, т.-е. мраморъ, доломить и проч.
1 сортъ—1000 кг. на кв. см. 1
2 „ — 800 „ „ „ > Сред. 800 кг.
з „ 600 „ » J
Принимая Уб отъ этой средней, величину для сопротивлешя на изломъ получимъ
К= 133 кг.
Следоват., проверенное нами на переломъ поперечное сечеше ступеньки все же имеетъ более чемъ четырехкратную надежность, хотя для камня, какъ известно, берутъ 10-тикратную; поэтому, если бы ступеньки взаимно другъ друга не поддерживали и не передавали часть своего груза на первую и последнюю ступеньки, то проверенные размеры нельзя было бы признать достаточными. При этомъ надо заметить, что указанный упрощенный пр!емъ расчета даетъ значительный запасъ, такъ какъ моментъ сопротивлешя W берется относительно уменьшенная поперечнаго сечешя.^/
§ 96.
Цементно-бетонныя ступеньки. За последнее время получили широкое примЪнеше на практик^ цементный ступени какъ при устройств^ лЪст-ницъ на косоурахъ, такъ и висячихъ. Въ послЪднемъ случай употребляютъ главнымъ образомъ желЪзо-бетонъ.
Для сд'Ьлашя ступеньки заготовляютъ сырую смЪсь цемента съ хорошо промытымъ пескомъ въ пропорции i ч. цем. и 3 ч. песку и набиваютъ ее въ деревянный разборныя формы, съ плотной утрамбовкой. Для уменыпе-шя стирашя проступи ее съ поверхности затираютъ или чистымъ цементомъ, или растворомъ изъ i ч. цем. и 2 ч. песку.
Что касается стирашя вообще, то по опытамъ D-r Bohme оказывается: i) что цементный растворъ безъ примЪси песку имЪетъ меньшее сопротивлеше на стираше сравнительно съ растворомъ съ пескомъ и 2) что наилучшая смЪсь (по объему) въ этомъ отношенш есть составъ изъ i ч. цемента и 2 ч. песку.
f
J Бетонныя ступени, приготовленный безъ введен!я железной проволоки, имеютъ обыкновенно прямоугольное поперечное сечеше, какъ это показано на чер. 601, и сопротивлеше ихъ расчитывается какъ бруса,лежащая на двухъ опо-рахъ *), при чемъ наибольшее сжапе и (D) вытягиваше ( Z)’крайнихъ верхнихъ и нижнихъ волоконъ бетоннаго бруска могутъ быть определены, разумеется, только тогда, когда будетъ установлено положеше нейтральной оси, относительно которой при действья момента внешнихъ силъ а озникаютъ моменты инерщи верхней и нижней части поперечнаго сечешя бруска.
Положеше нейтральной оси FF (чёр. 600), бруска лежащаго на опорахъ, можетъ быть определено изъ отношешя коэффищента Z къ D.
Опытъ показалъ, что сопротивлеше цементнаго бетона сжапю въ 9 разъ больше сопротивлешя растяжешю, поэтому
D = 9Zh Z=-i- D.
У
♦) Der Portland-Cement und seine Anwendungen. S. 94.
535
Следов. положеше нейтральной оси, какъ лиши, представляющей переходъ отъ сжат!я къ растяжешю, можетъ быть выведено изъ услов!я
Dc2 ~ zd2
или, подставляя вышеуказанный величины для D и Z, получимъ:
откуда
или
D& = Dd\
d2 = 9 с2
d = 3 с.
Следоват., если между JD и Z существуетъ принятое нами отношеше, то нейтральная ось располагается на разстояши */4 всей высоты бетоннаго бруска отъ его верхняго ребра и на 3/4 отъ нижняго.
Положимъ, что Jd и J3 суть моменты инерцш верхней и нижней части брус-относительно нейтральной оси FF (чер. 600) тогда:
т М*) Jd — —о—!
Обозначая черезъ моментъ изгиба, которому подверженъ брусъ отъ дМств1я вн'Ьшнихъ силъ, напряжешя D на сжапе въ верхнемъ ребре бруса и на растяжеше Явъ нижнемъ— легко определяются по уравнешямъ
Чер. боо.
D — ~ м и Z= -^М. Jd
Или, подставляя вместо Jd и J3 ихъ величины
с ЗМ „ d ЗМ
Ъс3 Ъс2' \bd9 bd2
Т Т
тт A J 3 А
Но такъ какъ , а л = то вставляя эти величины получимъ:
_48М
, ‘ h2 Ъ .h2 ’ Z~ . 9А* “ 9 bh2'
&-Лб-
Зная высоту ступеньки к, ширину ея & и внешшй действующ^ моментъ М, легко проверить ея сопротивлеше на изгибъ, какъ бруса, лежащаго на двухъ опорахъ.
Положимъ, что длина ступеньки ?=1.5м.
Ея собственный весъ вместе съ нагрузкой Р = 400 кг.
М — = . 100 = 7500 кг. см.
О о
*) Моментъ инерцш поперечнаго сечешя прямоугольнаго бруса относительно горизонтальной оси, проходящей черезъ нижнее или верхнее ребро его, если &-ши-
рина, а А—высота сечешя, равно J =
о
536
Если высота ступеньки Л = 20 см. (чер. 601), а ширина 6 = 35 см., то наибольшее сжат!е црастяжеше крайнихъ волоконъ равно:
48.7500 k 35.400
26 кг.
48.7500
9.35.400
2,9 кг.
А такъ какъ на сжат!е для бетона прочное сопротивлеше принимается въ 30 кг., а для растяжешя £кг., то размеры поперечнаго сЬчешя ступени можно считать вполне достаточнымъ. /
Tfe же самыя прямоугольный ступеньки получаютъ значительно большее сопротивлеше изгибу, если въ ихъ поперечное сЪчеше ввести железную проволоку (чер. бох). Для этого при набиванш бетона въ форму, утрамбовавъ первый слой высотою около i вершка, располагаютъ три или четыре прута, а за тЪмъ продолжаютъ дальнейшую набивку. По прошествш 28 дней ступень считается совершенно готовой для укладки на место.
Въ верхшй слой цемент-
наго бетона, образующаго проступь, иногда примешиваютъ мелкаго мраморнаго щебня, что придаетъ ступеньки видъ мозаики (террацо).
/ Расчетъ железно - бетонной ступеньки на сопротивлеше ея изгибу можетъ быть произведенъ точно такъ же, какъ и частей железо-бетоннаго накрьтя Хенне-бикъ.
Положимъ, что въ массивъ
такой ступеньки (чер. 601), на раз-
стоянш 4 см. отъ нижней ея поверхности, введены три желЬзныхъ прута д!амет-
ромъ 8 мм.
Для пр едупреждешя излома необходимо, чтобы сумма моментовъ сопротивлешя (W-j-Wi) внутреннихъ молекулярныхъ силъ равнялась бы внешнему моменту изгиба 2И, равному, какъ мы видЬли.
7500 кг. см. = 75 кг. м.
Необходимо следовательно, чтобы
М= W+ wt.
Разстояше отъ нейтральной оси XX до поверхности ступеньки = 8 см., а до центра тяжести площади, подверженной сжатш, — 0,04 м.; поэтому моментъ сопротивлешя сжатш (чер. 601), если коэффищентъ на сжат!е бетона [принять въ 25 кг. на кв. см., будетъ.
W= 35 X 8 X 25 Х;0,04 = 280 кг. м.
На растяжеше, совершенно пренебрегая сопротивлешемъ бетона, будутъ работать три прута, каждый въ д1аметр*Ь 8 мм., а следов, сложная площадь всЪхъ трехъ равна 3X60 = 150 мм2.; разстояше отъ центровъ тяжести с'Ьчешй прутьевъ до нейтральной оси 0,08 м, а сопротивлеше железа можно принять съ болыпимъ запасомъ 8 кг. на кв. мм. Тогда получимъ:
Wt = 150.8.0,08 = 96 кг. м.
537
Сложный моментъ сопротивлешя
PR+^ = 280 + 96 = 376 кг. м.
А такъ какъ вн'Вшшй моментъ изгиба равенъ 75, то размеры ступеньки для даннаго случая бол'Ье ч’Ьмъ достаточный
Бетонныя ступеньки треугольной формы точно такъ же (чер. 602 и 603) снабжаются железными прутьями, уложенными по длине ступеньки.
Если лестница на косоурахъ, то прутья должны располагаться на разстоянш 2 — з см. отъ ея нижней наклонной поверхности (чер. 602), т. к. сгибающее усил!е будетъ направлено перпендикулярно къ этой поверхности и максимальный моментъ изгиба будетъ въ средине ступени.
Въ ступенькахъ висячихъ маршей расположеше железныхъ прутьевъ нисколько иное (чер. 603). Здесь наибольший моментъ изгиба будетъ у конца задЪланнаго въ стену, при чемъ растяжешю подвергается верхняя, а не нижняя часть поперечнаго сечешя и прежде всего выступающш уголъ
ступеньки (А чер. 603), поэтому здесь и долженъ быть расположенъ главный желЪзный прутъ въ д!аметрЪ отъ 15 до 20 мм., а затемъ два второ-степенныхъ прута В и С д!аметрами въ 8 мм.
На чертеже 602 представлена бетонная ступенька, у которой проступь состоитъ изъ цельной мраморной доски. Таюя ступеньки известны подъ назвашемъ „Микстъ“. Мраморная доска, безъ всякихъ особыхъ приспособлены, крепко сцепляется съ бетономъ и составляетъ съ нимъ какъ бы одно целое, что способствуетъ значительно большему сопротивлешю ступеньки на изломъ, поэтому при длине ступенекъ въ 2 — 21/* арш. укрЪп-леше ихъ введешемъ желЪзныхъ прутьевъ—не требуется.
Внешшй видъ лестницы ,,микстъ“ очень мало отличается отъ лестницы изъ цЪльнаго мрамора; стоимость же значительно дешевле последней.
§ 97.
3) . Лестницы на сводахъ. Бетонныя и железо - бетонныя лестницы. ЛЪстницы, коихъ марши поддерживаются сплошной поверхностью или сво
538
дами, имеютъ ту выгоду, что даютъ возможность на этой поверхности устраивать ступеньки не только изъ цФлыхъ камней, какъ это было указано раньше, но также изъ какого угодно мелкаго матер!ала и изъ бетона. Кирпичныя ступеньки съ поверхности оштукатуриваются цементомъ или перекрываются мраморными, цементными, а также и деревянными досками.
Сплошные кирпичные своды слишкомъ грузны и для устройства между-этажныхъ лестницъ применяются очень редко и то лишь въ тЪхъ случаяхъ, когда преследуется особая прочность и долговечность. Гораздо легче, скорей и выгоднее делать своды какъ для маршей, такъ и для площадокъ изъ трамбованнаго бетона или изъ железо-бетона. Съ другой стороны, всякое сводчатое покрыпе, а въ особенности ползучимъ сводомъ, прояв-ляетъ распоръ, съ которымъ необходимо считаться. Если своды опираются на стены, то приходится придавать последнимъ надлежащую толщину или вводить ЧеР« 6с4- связи и загрузку
опорныхъ стенъ.
Поддержи ваюице марши плосше сводики могутъ быть расположены попе-рекъ марша и упираться своими пятами или въ косоуры, или каменныя стенки, или же эти своды делаются ползу-
чими и располагаются вдоль марша, отъ площадки до площадки, следовательно пяты ихъ находятся на разныхъ уровняхъ, При ширине маршей до 2,5 м. толщина поперечныхъ сводиковъ можетъ быть не более V2 кирпича, съ подъемомъ не менее Vs пролета, т.-е. длины ступеньки.
Сводчатыя лестницы на железныхъ косоурахъ.
Въ виду значительнаго распора проявляемаго плоскимъ сводикомъ, выгоднее опирать ихъ не на боковыя 'стены, а на косоуры изъ тавро-выхъ или швеллерныхъ балокъ, стянутыхъ для уничтожешя распора, связями изъ болтоваго железа (чер. 605). Этимъ совершенно устраняется вль яше распора на стены лестничной клетки, что въ особенности важно для верхнихъ этажей. Площадки могутъ быть устроены такъ же, какъ и въ пред-шествовавшихъ случаяхъ, т.-е. применяются железныя балки и сводики изъ кирпича или бетона (чер. 604).
На чер. 604 изображена именно такая лестница, въ которой поддерживающими частями, какъ для площадокъ такъ и для маршей служатъ железныя балки съ заполнешемъ кирпичными сводиками.
На чер. 605 показанъ поперечный разрезъ марша, изъ котораго видно,
539
что плосюй кирпичный сводикъ основанъ на двухъ косоурахъ, при чемъ у стены положенъ швеллеръ. Обе балки стянуты болтовымъ железомъ въ 3-хъ местахъ. По своду сложены изъ кирпича ступеньки, рядами, на це-ментномъ растворе, и покрыты деревянными досками, привинченнымъ къ деревяннымъ пробкамъ шурупами. Если вместо доски кладется каменная плита, то ее просто подливаютъ на цементе.
Бетонные или железо-бетонные сводики во многихъ случаяхъ предпочитаются кирпичнымъ въ виду того, что они могутъ быть сдЪланы именно такой толщины, какая необходима, тогда какъ при кирпичномъ сводике его толщина соответствуетъ размерамъ кирпича, т.-е. не можетъ быть менее V2 кирпича, что въ большинстве случаевъ слишкомъ велико, тогда какъ въ 74 кирпича—недостаточно.
Проверка толщины бетонныхъ и железо-бетонныхъ заполненш между косоурами и площадочными балками ведется такимъ же способомъ, какъ это было указано въ статье о несгораемыхъ потолочныхъ покрьтяхъ.
Чер. 605.
Чер. боб.
При сводчато-бетонныхъ покрьтяхъ связи точно такъ же необходимы и размеры ихъ определяются такъ, какъ было уже указано выше.
Для избежашя распора, вместо сводиковъ, между косоурами можетъ быть устроено и прямое заполнеше по системе горизонтальныхъ несгораемыхъ покрьтй бетонныхъ или кирпиче-железныхъ.
За последнее время нередко устраиваютъ бетонныя лестницы изъ сплошного трамбованнаго бетона на железныхъ косоурахъ. Каждый маршъ вместе со ступеньками представляетъ одинъ сплошной монолитъ. Для этой цели приготовляютъ на месте деревянный формы, соответствующая числу и размерамъ ступенекъ въ марше и забиваютъ бетономъ изъ i ч. ц., з ч. п, и 4 ч. каменнаго или кирпичнаго щебня.
Поверхъ ступеней располагаютъ или деревянный, или каменныя доски, или же проступь покрываютъ линолеумомъ. Въ последнемъ случае для предохранешя внешняго угла ступени отъ повреждешй (чер. боб) къ нему прикрепляется изогнутая железная полоска. На этомъ чертеже представлена въ продольномъ разрезе часть плоскаго железо - бетоннаго покрьтя по системе Monier, по верхъ котораго прямо на месте набиты ступени.
540
Линолеумъ представляетъ изъ себя коверъ, напоминающш кожу, толщиною 3—4мм., сделанный изъ эластичной пробковой массы, обладающей очень слабой тепло—и звукопроводностью.
Приготовляется линолеумъ следующими образомъ: кора пробковаго дерева (Quercus Suber L.) измельчается и перемалывается въ тонкШ порошокъ и смешивается съ льнянымъ масломъ (олифой), которое, какъ известно, отъ действ1я кислорода воздуха переходитъ въ твердое жировое тело (на этомъ свойстве основано и применеше его въ малярномъ деле). Естественнымъ путемъ это затвердеваше масла происходитъ очень медленно, поэтому процессъ ускоряютъ искусственно, применешемъ способовъ наподоб!е бессемеровашя, т.-е. искусственнаго вдувашя въ массу кислорода воздуха, при чемъ время окислешя сокращается до несколькихъ часовъ и получается масса мягкая, однородная и пластичная. Ее пропускаютъ черезъ голандры и форму-ютъ плитки.
Для приготовлешя линолеума въ виде ковровъ, пробковой порошокъ и олифа перемешиваются въ особыхъ механическихъ мешалкахъ, и когда масса значительно
Чер. 607.
Чер. 6о8.
затвердеетъ, то съ помощью пресса накладывается на джутовую ткань. Получаются длинные, плотные ковры, напоминающее, какъ по своей эластичности, такъ и по цвету, толстую кожу, совершенно непроницаемые для воды и обладающее замечательнымъ сопротивлешемъ стирашю.
Съ поверхности линолеумъ воспринимаетъ очень прочные рисунки различныхъ цветовъ и въ такомъ виде украшаетъ лестницу какъ коверъ. Впрочемъ этотъ мате-р!алъ успешно применяется и для покрьтя пола, въ особенности если междуэтажный покрьтя устроены изъ несгораемыхъ матер!аловъ.
Другой типъ сводчатыхъ лЪстницъ представленъ на чер. 607. ЗдЪсь поддерживающая конструкщя состоитъ изъ ползучаго свода, идущаго отъ одной площадки до другой; следовательно пяты этого свода находятся на разныхъ высотахъ. Tanie своды имЪютъ подъемъ около У20 и проявляютъ вообще весьма значительный распоръ, дЪйствуюпцй на площадочную балку. Для противодЪйств!я этому распору площадки тоже устраиваются на сво-
541
дикахъ, проявляющихъ горизонтальное усил!е на ту же балку, но въ противоположность направленш.
ЛЪстнииы эти производясь пр!ятное впечатлЪше и имеюсь легкш и
Чер. 609.
+ Н
красивый видъ.
Ползуч1е своды изъ кирпича устраиваются рЪдко; гораздо выгоднее, быстрей и красивее — дЪлать ихъ изъ бетона или, еще лучше, изъ желЪ-зо-бетона, что и изображено на чер. 607. ЗдЪсь какъ площадки, такъ и марши устроены на сводахъ Monier, съ желЪзнымъ проволочнымъ карка-сомъ. Они упираются въ двутавровый желЪзныя площадочныя балки. Ширина марша и площадокъ около 2 арш. (1,5 м.); следовательно размеры ступеней сЬже, что и лЪстницы, изображенной на лиссЬ 25.
Поверхъ ползучаго свода или набивается бетонъ, для образовашя наклонной прямолинейной плоскости, на которую располагаютъ ступеньки изъ цЪльныхъ естественныхъ или искусственныхъ камней, или^прямо набиваютъ бетонныя ступеньки, какъ это и показано на нашемъ примЪрЪ. На проступи укладываются мраморныя плиты или деревянныя доски. Въ послЪднемъ случай въ бетонную массу, при ея набивкЬ, устанавливаюсь въ двухъ местахъ деревянные, зубчатые косоуры, выпиленные изъ з-хдюй-мовыхъ досокъ (чер. 6о8), къ которымъ и привинчиваюсь шурупами дубовыя доски проступи. Впрочемъ, линолеумомъ (чер. боб).
самое
дешевое и удобное — покрывать ступеньки
Вместо деревянныхъ досокъ, для привинчивашя деревянныхъ проступей могутъ быть введены въ бетонъ деревянныя пробки въ каждой ступенькЪ, какъ это показано на чер. 605.
Площадочныя балки необходимо проверять на ихъ сопротивлеше горизонтальному распору и, если поперечное сечеше окажется недостаточ-нымъ, то принять противъ ихъ прогиба надлежашдя мЪры.
Передача давлешя отъ плоскаго ползучаго свода на площадочныя балки выразится иначе, чЪмъ при у потреблены косоуровъ. Изъ чер. 609 мы видимъ, что давлешя на опоры сосредоточены въ точкахъ А и С, въ видЪ равнодЪйствуюшихъ S и R, проходящихъ черезъ средины опорныхъ швовъ и направленныхъ по послЪднимъ касательнымъ къ кривой свода.
С Каждая изъ этихъ силъ можетъ быть разложена въ точкахъ А и С— на составляющая—горизонтальный Н и и вертикальный V при чемъ Vx дЪйствуетъ внизъ, нагружая площадочную балку, а V — вверхъ, при-
542
поднимая ее. При этомъ Н и равны между собой, а V и имеютъ разный величины.
Для определешя Н, V и можно руководствоваться следующими формулами: *).
Если: I — длина кривой направляющей въ плане,
\ — величина пролета,
\ — подъемъ марша,
h — стрЪла подъема свода,
Ъ — равномерная^ нагрузка на i кв. метръ горизонтальной про-екщи марша, то для ширины марша въ i метръ, мы имеемъ:
§
4) Лестницы со ступеньками, заделанными концами въ стены. Такая конструкщя выбирается преимущественно передъ другими въ томъ случай,
Чер. 6 ю.
Чер би.
когда лестница должна быть прямая, безъ поворотовъ (чер. 6ю) и заключена въ клетке, ширина коей равна ширине будущаго марша. Очевидно, что при такихъ услов!яхъ такое устройство самое выгодное. Площадки при этомъ могутъ поддерживаться крестовыми или плоскими бочарными сводиками.
Такое же устройство применяютъ и для лестницъ съ поворотомъ (чер. би). Здесь для поддержашя концовъ ступеней выводится между маршами стена въ il/2 кирпича, въ которую и заделываются концы цельныхъ
*) Eisenkonstruktionen des Hochbaus. В. Scholer. S. 223.
543
каменныхъ или бетонныхъ ступеней, обыкновенно прямоугольнаго пепереч-наго сЪчешя. Площадки точно такъ же основываютъ или на двухъ кресто-выхъ сводахъ, для чего необходима поперечная арка а, или на одномъ, подо всю площадку, лучковомъ сводЪ. Въ первомъ случае освЪщеше достигается устройствомъ двухъ оконъ, а во второмъ т.-е. при отсутствш арки а, можетъ быть одно большое окно, что даетъ больше света.
Массивность и огнеупорность такой конструкцш, въ которой совершенно отсутствуетъ железо, какъ матер!алъ не выдерживающш высокой
температуры, даютъ этимъ лЪстницамъ преимущественное примЪ-неше въ здашяхъ спе-~ щальнаго назначешя, напр., для склада то-варовъ, для музеевъ и т. п.
Самый главный не-достатокъ этихъ лЪст-ницъ—слабое освищете дневнымъ свЪтомъ, что впрочемъ устраняется устройствомъ несплошныхъ каменныхъ стенъ между маршами, а съ пролетами, перекрытыми прямыми, или, что еще лучше, ползучими арками. — На черт. 612, въ разрезе и въ плане, представленъ при-м4>ръ такого устройства. Здесь проемы въ средней стЪнЪ перекрыты ползучими арками, при двойномъ откосе маршей, т.-е. при
Чер. 612.
tg. угла ихъ наклонетя= 72. Начерташе кривой направляющей показано на чертеже. Такъ какъ лестница является съ открытыми софитами, то ступеньки въ сЪченш имеютъ треугольную форму и лишь концы ихъ, для удобства заделки въ стены, оставляются въ форме четыреугольныхъ призмъ.
Площадки основаны на лучковыхъ сводахъ, опирающихся на боковыя стены лестничной клетки. Большое одиночное или двойное окно служитъ хорошимъ освЪщешемъ для лестницы.
Относительно разсматриваемыхъ нами лЪстницъ можно заметить вообще, что эта конструкщя хотя и массивна, но зато прочна и долговечна
544
и, кроме того, несомненно, болЪе безопасна въ пожарномъ отношенш сравнительно съ предшествовавшими типами, поэтому^ бываютъ случаи, когда ихъ примЪнеше вполне ращонально.
§ 99.
5) Металличеешя лестницы.
Къ числу несгораемыхъ лестницъ принадлежатъ и металлически, устраиваемый изъ чугуна и железа; иногда соединяютъ и оба эти мате-р!ала. Чугунъ для данной цели представляетъ то удобство, что изъ него можно отливать самыя разнообразный формы; зато железо, какъ мате-
р!алъ, имЪющш значительно большее сопротивлеше на изгибъ, даетъ более прочныя и легюя лестницы съ формами более тонкими. Въ сущности оба эти матер!ала на случай пожара все же не удовлетворяютъ своему назначешю. Правда, они невоспламеняемы и несгораемы, но, въ то же
время, имеютъ способность быстро воспринимать высокую температуру и уже при 5000 уменьшаютъ свое сопротивлеше внешнимъ силамъ на 75%
(см. стр. 297; тамъ же и опыты Хайтта). Но даже, если бы раскаленныя ме-талличесюя лестницы и сохраняли свою прочность, то все равно пользоваться ими было бы^невозможно. Въ этомъ отношенш дерево, въ особенности предохраненное окраской отъ быстраго воспламенешя, представляетъ лучппя услов!я. Опытъ показалъ, что деревянныя лестницы съ ошту-катуреннымъ по войлоку софитомъ (нижняя поверхность марша) и площад-
ками— воспламеняются въ редкихъ случаяхъ.
545
Но, если, въ пожарномъ отношеши металлъ, какъ матер!алъ для л-Ьст-ницъ и не вполне удовлетворяетъ своему назначешю, зато по отношешю къ его долговечности и высокимъ коэффищентамъ сопротивлешя на сжапе, вытягиваше и изгибъ—онъ превосходитъ все остальные строительные мате-р!алы. Поэтому тамъ, где требуется соединить быстроту устройства съ прочностью и устойчивостью лестницы, способной выносить болыше грузы— чугунъ, а въ особенности железо,—является однимъ изъ наиболее подхо-дящихъ матер!аломъ.
За последнее время вместе съ распространешемъ и развипемъ же-лезо-бетонныхъ конструкшй, о которыхъ было сказано выше,—металли-чесюя лестницы стали реже находить себе применеше, т. к. железо-бетонъ даетъ возможность также очень быстраго выполнешя и, кроме того, на случай пожара представляетъ значительно меньше опасности.
Чугунныя лестницы. Типичная конструкщя чугунной, довольно красивой лестницы представлена на чер. 613. Здесь косоуры, проступи и подступеньки отлиты изъ чугуна и скреплены между собой’ посредствомъ винтовъ или болтовъ. Разрезъ по аЪ (чер. К) поясняетъ прикреплеше проступи къ косоурамъ, а чер. лит. М изображаетъ въ фасаде подступе-неки въ виде ажурныхъ рамокъ, тоже привинченныхъ къ косоурамъ и проступямъ.
Вертикальный стойки изъ болтоваго железа, служашдя для перилъ, входятъ загнутыми концами, съ винтовой нарезкой, въ дыры, просверленный въ стенке косоуровъ, и украшены розетками.
Такъ какъ отъ ходьбы чугунъ стирается, то, чтобы не скользить, поверхность проступи обыкновенно покрывается желобками.
Два простыхъ чугунныхъ (или железныхъ) косоура, съ прикрепленными къ нимъ проступями (чер. 614), даютъ совершенно законченный маршъ для чугунной лестницы второ-степеннаго значешя. Проступи располагаются на выступахъ ю. и снабжены вертикальными ушками пп для привинчивашя къ косоуру. Если по-следшй—железная балка, то къ ея стенке, для образовашя выступовъ mm, приклепываются угольники.
Чугунные косоуры имеютъ форму или сплошныхъ чугунныхъ балокъ (чер. 613, К), къ стенкамъ которыхъ прикрепляются проступи и подступеньки, или эти балки имеютъ видъ зубцовъ, служащихъ для поддержашя
ступеней. На чер. 615 представлена такого типа лестница съ чугунными зубчатыми косоурами. Здесь металличесюя проступи заменены мраморными досками, что, въ связи съ орнаментащей косоуровъ и изящной лестничной решеткой, представляетъ довольно красивый видъ, безшумною и удобную 35
Чер. 614.
546
ходьбу. Вместо мраморныхъ плитъ, проступи могутъ быть и изъ дубовыхъ досокъ, но этимъ уже нарушается огнестойкость лестницы.
Для устройства площадокъ, такъ же какъ и при каменныхъ лЪстницахъ,
укладываются балки чугунныя или железныя двутавровыя; къ нимъ и прикрепляются посредствомъ болтовъ чугун-
ные косоуры.
Чер. 615.
Въ нашемъ отечестве, не изобилу-ющемъ твердыми каменными породами, для внутреннихъ каменныхъ лестницъ приходится довольствоваться довольно слабымъ известнякомъ, поэтому чугунныя лестницы съ железными косоурами (чер. 614) во многихъ случаяхъ, въ особенности на фаб-рикахъ и заводахъ, могутъ быть применяемы съ большой пользой. Что касается ихъ недостатка въ пожарномъ отношеши, то ступеньки изъ известняка такъ же разрушаются въ пламени пожара.
Железныя лестницы на косоурахъ, благодаря разнообразто въ сортахъ про-катнаго железа и быстрой ихъ сборке,
имеютъ большое распространеше на практике, въ особенности при устройстве лестницъ второстепеннаго назначешя. Косоуры делаются изъ полосового железа, швеллерныхъ, тавровыхъ
и двутавровыхъ балокъ, а въ случае значительныхъ размеровъ и решетчатые, состояние изъ уголковъ и полосъ.
Чер. 616.
На чер. 616 представлена часть железной лестницы, которой косоуръ состоитъ изъ двухъ широкихъ полосъ (20 см.), между которыми вклепываются горизонтальные и вертикальные угольники, служапце для под-держашя проступей изъ рефленаго железа; последнее можетъ быть заме
547
нено и деревянными досками. Вместо двухъ полосъ, косоуры делаются и изъ однотавроваго железа. Подступеньки могутъ и не быть. Вся лестница приготовляется и склепывается на заводе; остается только собрать и установить ее на месте.
Площадки, точно такъ же какъ и при чугунныхъ л'Ьстницахъ, делаются на железныхъ балкахъ, съ покрыпемъ ихъ рефленымъ железомъ.
Чер. 617.
Еще проще устроить железную лестницу легкаго типа съ помощью прикрЪплешя къ тавровому или угловому косоуру, идущему отъ площадки до площадки, изогнутыхъ полосъ железа по шаблону ступеньки (чер. 617
Чер. 619.
и 618). На эти зубцы накладываются проступи и къ нимъ же прикрепляются подступеньки.
Висяч1я железныя лестницы. За последнее время появились весьма интересный конструкщи висячихъ железныхъ лестницъ, въ которыхъ ко-35*
548
соуры въ виде отд'Ьльныхъ наклонныхъ балокъ совершенно отсутствуютъ и марши состоятъ изъ ступеней, связанныхъ другъ съ другомъ и идущихъ отъ площадки до площадки. Тетива, т.-е. косоуръ, образуется изъ частей одновременно съ установкою ступеней и составляетъ съ ними одно целое, образуя какъ бы решетчатую, Чер б2О наклонно поставленную ферму (чер. 619).
t Первый, предложивши таюя лЪ-
, , стницы, былъ металлическш заводъ Jbly,
—взявппй на нихъ патентъ въ Виттенберге.
На чер. 619 представленъ вертикальный g разрЪзъ такой лестницы черезъ ея ще-
ковую поверхность. Верхшй и нижшй пояса этой наклонной фермы аг и а9 а также и д!агонали d, вмЪстЪ съ горизонтальными отростками di, делаются изъ железныхъ полосъ, перегнутыхъ по определенному шаблону и представляющихъ ломаныя лиши abode, a'b'c'd'e' (черт. 620). При сборке лестницы полосы эти накладываются одна на другую, какъ показано на чер. 620, и между ними, а также подъ концы отростковъ di (чер. 619) вставляются распорки Ъ, въ виде железныхъ или чугунныхъ цилиндрическихъ столбиковъ, черезъ которые пропускаются болты с, с и завинчиваются снизу и сверху гайками.
Чер. 621. Чер. 622.
Этимъ и скрепляется вся система въ одно целое. Такимъ образомъ получается решетчатая тетива (косоуръ), при нагрузке которой столбики и верхшй поясъ со ступеньками будутъ сжиматься, а нижшй поясъ (а) и болты—вытягиваться.
Концы вертикальныхъ болтовъ (с), связывающихъ всю систему, могутъ служить и для прикреплешя столбиковъ для перилъ.
549
Коротюе столбики Ъг снабжены вертикальнымъ пазомъ, въ которые вставляются подступеньки въ' виде чугунной или железной ажурной рамки. Проступи своими концами располагаются на полосахъ dv а по длине поддерживаются плоскими го
ризонтальными выступами въ верхнемъ ребре подступеньки.
Проступи могутъ быть изъ рефленаго железа, деревянныхъ досокъ или каменныхъ плитъ.
Въ общемъ лестница получается очень легкая и красивая, поддающаяся чрезвычайно разнообразной художественной обработка. Чертежи 621 и 622 даютъ поняпе о нЪкоторыхъ укра-шешяхъ для тетевы и лЪст-ничныхъ перилъ, при чемъ на первомъ чертеже штанги
Чер. 623.
Чер. 624.
перилъ ввинчиваются своими концами въ средину каждой ступеньки, а на втором^ онЪ служатъ какъ бы продолжешемъ болтовъ с рис. 619.
Идея Joly подвергалась различнымъ водоизмЪнешямъ и дальнейшему развипю. Такъ на чер. 623 мы видимъ несколько иную ломаную лишю желЪзныхъ полосъ, но характеръ конструк-щи остается тотъ же; точно такъ же имеются пояса а и и выступаюпця части этихъ полосъ dtJ подпертыя чугунными пустотелый столбиками Ъ и 6, при чемъ столбики въ этой-системе короче. Это конструкщя О. Wilk (Eisenach).
При томъ же конструктив-номъ мотиве, но еще проще и съ меньшей затратой железа, выполняется висячая лестница, представленная на чер. 624. Здесь проступи располагаются
на дiaгoнaляxъ d и для образовашя каждой ступеньки необходимъ только’ одинъ столбикъ или железная трубочка 6, въ которую пропускается болтъ, служапцй вместе съ темъ и для перилъ лестницы. Железныя полосы не
550
Чер. 625.
кару баются отдельными отрезками для составлешя нижняго и верхняго пояса (а и аД а идутъ неразрывными отъ площадки до площадки параллельно другъ другу. Для жесткости и большаго сопротивлешя на изгибъ проступи делаются изъ рефленаго желЫза съ загнутыми краями въ виде двухъ реберъ (чер. 624. В).
Довольно остроумно придумано устройство висячей лестницы, показанной на чер, 625. ЗдЫсь перила лестницы введены въ конструктивную п о д д е р-живающую часть *). Вся щековая поверхность лестницы, находящаяся въ одной щековой плоскости съ тетевой, на-поминаетъ параболическую мостовую ферму и представляетъ чрезвычайно прочную кон-струкшю при наименьшей затрате матер!ала.
Железныя или деревянный проступи поддерживаются полыми вертикальными цилиндриками, желЫзными или чугунными, черезъ которые проходятъ вертикальные болты перилъ лестницы. Снизу болты завинчиваются гайками, что и показано на чер. 625 В. Подступеньки, точно такъ же какъ и въ лЫстницахъ системы Joly, вводятся въ пазы гильзъ а.
“) Die Eisenkonstruktionen des Hochbaues. R. Scholer.
Ст. 8. Заполнение оконныхъ и дверныхъ отверстий.
§ 100.
Когда строеше закончено вчернЪ, т.-е. возведены стЪны, положены потолочный балки и устроены черные полы и подготовка подъ чистые, поставлены стропила и кровля,—тогда приступаютъ къ чистой отд'ЬлкЪ, которой разнообраз!е, изящество и сложность вполнЪ зависитъ отъ на-значешя построеннаго здашя.
Въ обыкновенныхъ случаяхъ къ работамъ по отдЪлке здашя при-надлежатъ: i) заполнеше оконныхъ и дверныхъ отверстш; 2) о штукатурка здашя снаружи; 3) устройство чистыхъ половъ; 4) отдЪлка сгЬнъ помещешя, т.-е. оштукатурка ихъ, облицовка деревомъ, оклейка обоями, окраска и проч, и, наконецъ, 5) если строеше предполагается жилымъ,—устройство отоплешя и вентилящи. Последнее, т.-е. вентилящя—необходима для всякаго рода помЪщешя.
Изъ всЪхъ перечисленныхъ работъ мы разсмотримъ лишь первую, т.-е. устройство дверей и оконъ.
Какъ въ наружныхъ, такъ и во внутреннихъ стенахъ здашя, будутъ ли это капитальный стены, или перегородки, оставляются пролеты или отверспя. Въ наружныхъ стЪнахъ таше пролеты служатъ для входа въ строеше или для проникашя въ него {дневного света, а во внутреннихъ стенахъ—для прохода изъ одного помещешя въ другое. Пролеты, служащее для прохода, заполняются дверями, дающими возможность отделять или изолировать помЪщеше; световые же пролеты въ стенахъ вообще называются окнами, которыя въ нашемъ климате непременно должны быть заполнены или глухими или створчатыми стеклянными перегородками, т.-е. оконными рамами или переплетами.
Заполнешя оконныхъ и дверныхъ отверстш могутъ быть или деревянный или металличесюя. Преимущество первыхъ заключается главнымъ образомъ въ ихъ малой теплопроводности, а вторыхъ—въ несгораемости
554
и большей прочности; поэтому металличесюя наружный двери и окна при-
меняются лишь для нежилыхъ строешй.
Двери. Конструкщя заполнешя всякаго дверного отвергни въ каменной или деревянной стене состоитъ изъ прочно заделанной или укрЪ-
Чер. 626.
Изъ разрезовъ В и С видно, что въ которую и вставляется дверь. Щель
пленной въ стЪнномъ пролете рамы, въ каменныхъ строеш-яхъ называемой колодой, а въ деревянныхъ — косяком ъ, и дверныхъ створокъ или по-л о т н и щ ъ, которыхъ можетъ быть одна, две, три, а иногда и больше. Створки прикрепляются къ колоде посредствомъ шар-нирныхъ петель или пятниковъ и могутъ вращаться на вертикальной оси.
Самая простая одностворная или, какъ иногда говорятъ, однопольная дверь, заполняющая отверспе въ каменной стене, представлена, въ фасаде, вертикальномъ и горизонталь-номъ разрезахъ на чер. 626. Пролетъ каменной кладки обде-ланъ внутри съ выступомъ въ Vs кирпича, называемымъ притолокой,^ которой прислоняется деревянная колода, связанная изъ брусковъ, имеющихъ въ стороне квадрата отъ 2 до 3 верш, въ колоде оставляется четверть, между колодой и каменной клад-
кой плотно забивается паклей, а откосы кругомъ заштукатуриваются. Такимъ образомъ получается плотное и непроницаемое сопряжеше колоды
555
съ каменной кладкой. Устройство самой двери совершенно сходно съ устройствомъ обыкновенной деревянной перегородки; оно состоитъ изъ обвязки 6, 6, сделанной изъ i или гЬ'г-вершковыхъ досокъ, шириною отъ 2 до з верш., и средника с. Образовавипяся такимъ образомъ две рамки, заполняются болгЬе тонкими досками, сплоченными между собой по длине въ четверть съ отобрашемъ кромки (чер. 627). Доски эти ставятся горизонтально или наклонно и входятъ въ пазъ обвязки, которая въ углахъ связана въ шипъ (чер. 628), закрепленный деревяннымъ нагелемъ. Вся дверь навЪши-вается на петли, привинченныя къ колоде, прикрепленной въ свою очередь къ каменной кладке стены съ помощью ершей., Одинъ конецъ ерша вбивается въ каменную кладку, а другой, имеющш проушину, прибивается посредствомъ гвоздя къ колоде, что и показано на чер. 629 въ горизонталь-номъ разрезе Л и въ фасаде В.
Чер. 629.
Чер. 650.
Вместо прислонной колоды, въ дверной пролетъ каменной стены вставляютъ коробки изъ полутора- или двухвершковыхъ досокъ, въ виде четырехугольной рамы. Для прикреплешя коробки къ каменной кладке въ последней между рядами кирпича вставляются деревянные бруски, какъ это показано въ вертикальномъ разрезе Л и въ плане В на чер. 630. Бруски имеютъ видъ лапы, такъ какъ ребро, выходящее наружу тоньше внутренняго и равно ширине кирпичнаго ряда, т.-е. 1V2 вершкамъ.
Ширина дверей, измеряемая въ четвертяхъ колоды или коробки, зависитъ отъ ихъ назначешя и назначешя самаго здашя и бываетъ очень разнообразна. Въ различныхъ случаюсь можно принимать приблизительно следующее размеры: для входныхъ дверей—отъ 2 до 3 аршинъ, при чемъ для общественныхъ залъ, фабрикъ и т, п.—отъ 2 до 2V2 арш.
Ширина внутреннихъ дверей въ жилыхъ помещешяхъ должна быть такова, чтобы давала возможность пронести всякую мебель; вообще принимается:
556
Въ обыкновенныхъ жилыхъ комнатахъ отъ i арш. 4 в. до 2 арш.
„ небольшихъ комнатахъ „ i арш. 2 в. до 1*/2 арш.
„ кухняхъ, погребахъ, кладов, и проч. „ i арш. до i арш. 4 верш.
МенЪе I арш. шириной двери не дЪлаются.
Высота дверей зависитъ отъ назначешя ихъ. Въ общемъ слЪдуетъ заметить, что наилучшая пропорщя двупольныхъ дверей получается при отношенш ширины двери къ ея высота какъ i : 2, т.-е. два квадрата или, что еще лучше, высота двери должна равняться д!агонали этого прямоугольника (приблизительно г : 2х/4).
На чер. 631 представлена однопольная филенчатая дверь столярной работы. Она состоитъ изъ обвязки и одного средника; заполнеше же устроено не изъ отдЪльныхъ дощечекъ, а изъ клееныхъ щитовъ, назыв.
досокъ и вставляются въ пазы обвязки и средниковъ, какъ это показано на чер. 634 въ фасадЪ и разр'ЬзФ. Изъ этого чертежа видно, что края филенки нисколько скашиваются и вводятся въ пазъ, довольно глубокш, чтобы имЪть запасъ (на Vs до 3/ie верш.) на случай усыхашя или разбуха-шя филенки отъ вл!яшя сухости или влажности воздуха. Скошенная часть делается шириною около i верш, и назыв. фигареемъ. Обвязка и средники профилюются простыми калевками; эта профилевка, какъ видно изъ чер. 634, нисколько ослабляетъ пазъ, утоняя его стЬнки, поэтому прочнЪе дЪлать накладный калевки, какъ это показано на чер. 635;здЪсь стЪнки обвязки, ограничиваются пазъ, остаются въ полной цЪлости, а къ нимъ прибиваются тонкими проволочными гвоздиками профилеванныя рейки. Такая обкладка даетъ болЪе рельефное и нарядное обрамлеше филенокъ.
Сопряжете концовъ обвязки въ углахъ и со средниками делается
557
шипами (чер. 628), однимъ или двумя, смотря по толщине досокъ. Для большей прочности шипъ делается такъ, какъ это показано на чер. 636, т.-е. съ вырЪзомъ и, кроме того, по сторонамъ его загоняются тонюе клинья тт изъ болЪе твердаго дерева.
ЧЪмъ длиннее, а главное чЪмъ шире филенки, тЪмъ больше оне изменяются отъ вл!яшя влажности, коробятся, а иногда и трескаются, поэтому выгоднее разбивать дверныя полотнища на более мелюя части. Такъ, однопольная дверь, показанная на чер. 631, можетъ быть разбита на 3 {чер. 632) и даже на 5 филенокъ (чер. 633). Таюя двери и прочней, и красивее.
Съ целью предупредить ссыхаше или короблеше филенокъ, ихъ склеи-
ваютъ иногда изъ двухъ слоевъ тонкихъ досокъ, хорошо просушенныхъ и расположенныхъ по направлешямъ взаимно перпендикулярнымъ.
На чер. I, листъ 26, показана детально въ фасаде, вертикальномъ и горизонтальномъ разрезе прочная и довольно массивная однопольная дверь
шириною I арш. 2 верш.
и высотою з арш., о пяти филенкахъ. Обвязка сделана изъ досокъ I1/* верш., а филенки—изъ полуторадюймовыхъ досокъ.
Сопряжеше колоды съ деревянной стеной или перегородкой закрыто наличником ъ, который служитъ обрамлеш-емъ дверного пролета. Простые наличники, на-подоб!е указаннаго на чертеже I, делаются ши-
Че р. 634.
Чер. 635.
риною отъ 2 до 4 в. изъ хорошо высушеннаго дерева при толщине досокъ отъ */з до х1/^ верш. На чер. 637 показано несколько профилей про-
стыхъ дверныхъ наличниковъ.
Дверныя полотна прикрепляются къ колодамъ съ помощью шарнир-ныхъ петель или пятниковъ.
Для этой цели наибольшее применеше имеютъ петли, показанный на чер. 3 и 4 листъ 26, въ фасаде и въ вертикальномъ разрезе. Оне состоятъ изъ двухъ железныхъ или медныхъ плоскихъ планокъ а и &, снабженныхъ съ одного бока вертикальными цилиндрическими гильзами (трубочками). Въ нижней гильзе закрепленъ неподвижно двумя заклепками d и d стержень с, на который и надевается гильза верхней планки.
Чтобы избежать трешя краевъ гильзъ при вращенш дверей, въ верхнюю гильзу ввинчивается стержень е такой длины, чтобы при соприкасанш обоихъ стержней, между верхней и нижней гильзой оставался бы неболь^ шой промежутокъ, что и показано на нашемъ чертеже. Соприкасающиеся концы стержней, для уменьшешя трущихся поверхностей, закруглены въ
558
и грузныхъ дверяхъ значительныхъ пятники (чер. 5, листъ 26), состояние изъ
Чер. 636. Чер. 637.
виде полусферы. При навЪшиваши дверей сперва врЪзываютъ въ колоду за подлицо съ ея внутренней поверхностью, нижнюю планку петли съ неподвижнымъ стержнемъ и привинчиваютъ ее шурупами съ потопленными въ планку головками.
Совершенно такимъ же образомъ прикрЪпляютъ верхнюю часть петли съ внутреннимъ короткимъ стержнемъ къ дверной обвязке; затЪмъ дверное полотно нав'Ьшиваютъ. Обыкновенно бываетъ достаточно для каждой дверной створки двухъ петель, въ рЪдкихъ случаяхъ трехъ.
Весьма важно избежать скрипа дверей при ихъ вращеши; съ этой целью петли передъ навЪсомъ смазываютъ. Есть петли съ приспособле-шемъ для ихъ смазывашя; такъ въ Берлине фирмою F. Spengler изготовляются петли, для смазывашя которыхъ верхняя головка е (чер. 4, л. 26) отвинчивается и масло вливается. Нижняя головка имеетъ форму чашечки, въ которую постепенно сливается излишекъ масла.
размеровъ употребляются двухъ железныхъ полосъ, врЪзанныхъ за подлицо и привинченныхъ къ колоде и къ нижней поверхности дверной обвязки шурупами. Нижняя планка, какъ это видно изъ чертежа, снабжается вертикальнымъ короткимъ стержнемъ, на который и надевается проушина верхней планки. Между обеими планками оставляется небольшой промежутокъ, чтобы уменьшить трупцяся поверхности при вращеши дверей. Верхняя часть дверного полотнища удерживается обыкновенными шарнирными петлями.
Двупольныя двери. Дверные пролеты шириною более 1% аршинъ заполняются двупольными дверями, которыхъ конструкщя совершенно сходна съ однопольными. Оне делаются или простой плотничной работы и состоятъ изъ обвязки со средниками, съ забиркой промежутковъ между брусками тонкими досками въ пазъ или более чистой столярной работы— филенчатыя. Последшй видъ представленъ на чер. 638.
Такъ какъ ширина двупольныхъ дверей, для получешя надлежащей пропорщи дверного отверспя, требуетъ соответственной высоты, то. чтобы не делать излишне длинныхъ полотнищъ, верхнюю часть отверспя запол-няютъ или глухимъ щитомъ (а, чер. 638) или, если нуженъ просветъ, то неподвижной стеклянной рамой, назыв. фрамугой. Для этой цели колода въ верхней части разделяется горизонтальнымъ средникомъ Ъ.
Двупольныя двери употребляются въ общественныхъ здашяхъ, на фабрикахъ и заводахъ, въ парадныхъ комнатахъ частныхъ квартиръ и главнымъ образомъ какъ входныя двери; словомъ, тамъ, где могутъ про
559
ходить одновременно несколько человекъ или где требуется проносить громоздюе предметы.
Въ частныхъ квартирахъ, въ особенности при ограниченныхъ размЪ-рахъ комнатъ, двупольный двери неуместны и неудобны и ихъ сл'Ьдуетъ помещать лишь въ исключительныхъ случаяхъ.
На чер. 2, листъ 26, представленъ примЪръ наружной входной двери въ фасаде и двухъ разрЪзахъ. Надъ дверями и по сторонамъ ихъ вставлены неподвижный оконныя рамы, а также и въ самыхъ дверяхъ верхшя филенки заменены цельными стеклами. Такое устройство приходится применять въ тЪхъ случаяхъ, когда прихожая или лестничная клЪтка въ нижней части не имЪетъ оконъ и
дверной пролетъ долженъ служить источникомъ дневного свЪта.
Наружный двери делаются изъ г^-вершковыхъ сосновыхъ досокъ, всегда более массивными сравнительно съ внутренними дверями, при чемъ слЪдуетъ обратить внимаше на плотность притвора. Отъ ссыхашя дверной обвязки въ притворе можетъ образоваться щель, черезъ которую наружный воздухъ въ холодное время года проникаетъ въ помещеше и охлажда-етъ его. Для предупрежден!я этого неудобства къ дверной обвязке, для закрыли притвора, съ одной или съ обеихъ сторонъ прибиваются вертикальный рейки. На чер. 639 представлено въ горизонтальномъ разрезе несколько способовъ плотнаго затвора съ помощью реекъ, ширина коихъ делается отъ РД до 3 дюймовъ, а
Чер. 638.
толщина—отъ i до 1% д.
Входныя двери должны отворяться наружу, чтобы ими можно было легко воспользоваться въ случае пожара для выхода. Для общественныхъ здашй это правило введено въ обязательный постановлешя по строительной части.
Для наружныхъ дверей, способныхъ сохранять тепло и дурно проводить звукъ, что тоже очень важно, проф. Nussbaum*) рекомендуетъ кон струкщю, изображенную на чер. 640. Здесь обвязка съ внутренней стороны снабжена гребнемъ, служащимъ «для обшивки дверного полотнища съ обеихъ сторонъ тесомъ, предварительно подложивъ подъ эту обшивку два слоя асбестоваго картона. Образовавшийся промежутокъ, равный толщине гребня, наполняется сыпучимъ дурнымъ проводникомъ: измельчен-нымъ торфомъ, древесными опилками, инфузорной землей и т. п. Сопряжете обвязки съ обшивками обкладывается накладными галтелями.
♦) Nussbaum. Das Wohnhaus, стр. 713.
560
Чер. 639.
Чер. 640.
§ 101.
Оконныя заполнешя. Въ жилыхъ помещешяхъ оконные пролеты заполняются одиночными или двойными стеклянными перегородками, что даетъ возможность, обезпечивая сохранеше тепла въ холодное время года, отделить помЪщеше отъ наружной атмосферы, не препятствуя въ то же время проникать въ него дневному свету. Эти стеклянный перегородки назыв. оконными рамами или переплетами.
Несмотря на необходимость плотнаго заполнешя оконныхъ пролетовъ, рамы въ жилыхъ помещешяхъ никогда не заделываются наглухо, такъ какъ онЪ должны служить и для освЪжешя комнатнаго воздуха, а слЪдо-вательно открываться, когда въ этомъ встретится надобность.
Даже зимой, когда мы въ нашемъ суровомъ климате принуждены наглухо замазывать оконныя рамы, въ нихъ оставляются форточки, чтобы иметь возможность во всякое время пользоваться прямымъ, непосредствен-нымъ сообщешемъ съ наружной атмосферой.
О форме оконныхъ и дверныхъ отверстш было уже сказано выше (стр. 170); здесь мы скажемъ лишь объ ихъ размерахъ, какъ источниковъ дневного с?ета въ помещешяхъ.
Обыкновенно размеры световой поверхности окна определяютъ отно-шешемъ величины этой поверхности къ квадратному содержашю пола помещешя. При этомъ, однако, огромное значеше имеетъ, открытая ли местность вокругъ строешя или она заслоняется соседними домами, такъ какъ прямымъ источникомъ света, какъ было уже упомянуто выше, является только поверхность неба (стр. 480, § 78).
Всякш отраженный светъ уже значительно слабее. Во всякомъ случае, въ нашемъ умеренномъ климате светъ въ помещешяхъ всегда жела-теленъ и, если ограничиваютъ размеры оконъ, то только съ целью уменьшить охлаждаюпця поверхности, такъ какъ окна, даже при двойныхъ ра-махъ, имеютъ значительно болышй коэффищентъ потери тепла и всегда
561
более низкую температуру сравнительно съ каменной или деревянной стеной, нормальной для жилого помещешя толщины*).
Для обыкновенныхъ жилыхъ домовъ дневной светъ получается вполне достаточнымъ при отношеши световой поверхности оконъ къ поверхности пола какъ 1:7.
Въ школахъ, больницахъ, а также на фабрикахъ и заводахъ, где требуется больше света, это отношеше доводится до У5 и даже до х/4.
Чтобы светъ дальше проникалъ въ глубину помЪщешя, окна слЪ-дуетъ поднимать, если это возможно, къ самому потолку или оставлять лишь такой промежутокъ, какой необходимъ для помещешя драпировки; наличники съ богато украшенными верхушками днемъ мало заметны надъ окнами.
Расположеше оконъ группами и раздЪлеше ихъ неширокими простенками всегда даетъ лучшш эффектъ освещешя. Нуссбаумъ сравниваетъ
Чер. 641.
Чер. 642.
расположеше оконныхъ пролетовъ, показанное на чер. 641 Л, В и (7. Раз-мЪщеше лит. А онъ находитъ неудачнымъ, такъ какъ простЪнокъ посредине наружной стены между светлыми окнами производитъ въ натуре непр!ятное впечатлеше темнаго пятна. На чер. В при техъ же размерахъ комнаты, но при устройстве, вместо двухъ — трехъ оконъ, свету вполне достаточно и распределеше его удачно, но все же онъ считаетъ наилучшимъ размещеше и размеры оконъ и простенковъ, показанные на чер. С. Здесь одно большое окно въ 3 рамы, свету много и онъ охватываетъ всю комнату.
Главную часть оконныхъ заполнены составляютъ стекла, расположенный въ одинъ, два, а иногда и въ три ряда; по причине хрупкости этого матер!ала, стекла укрепляются въ переплетахъ, имеющихъ видъ решетокъ (чер. 642), которыя вместе со стеклами и образуютъ собственно оконную раму.
*) Потеря тепла 1 кв. саж. оконъ съ двойными рамами при разности температурь на 1° С. равна 19 ед. т. фунтовыхъ, а каменной ст'йны въ 21'2 кирп. только 9 ед. т.
36
562
Если оконное отверспе въ каменной стене заполняется глухой, неподвижной стеклянной рамой, какъ это часто делается для нежилыхъ строешй, то она просто прислоняется своей обвязкой къ выступающей притолоке и, такъ же какъ дверная колода (чер. 626), прикрепляется къ каменной кладке ершами, а откосы оштукатуриваются.
Итакъ, каждая оконная рама должна состоять изъ обвязки а (чер. 642) и такъ назыв. горбыльковъ 6, подраздЪляющихъ раму на более мел-юя части, соответственно размерамъ стеколъ.
Въ жилыхъ етроешяхъ, какъ было уже сказано, оконныя рамы делаются створчатыя, поэтому ихъ нельзя прислонять къ каменной кладке, какъ показано на чер. 642, а необходимо навесить на особую раму, называемую, такъ же какъ и при устройстве дверей, колодою (при каменныхъ етроешяхъ) и косякомъ (при деревянныхъ).
Оконные переплеты въ нашемъ климате для жилыхъ строешй должны быть двойные въ виду того, что при одной раме, въ сильные морозы, окно представляетъ поверхность, черезъ которую теряется слишкомъ много тепла.
Въ деревянныхъ етроешяхъ для прикреплешя или навеши-вашя оконныхъ рамъ пролеты, оставлен-
Чер 643< ные въ деревянныхъ стенахъ, обделыва-
ются оконными косяками. Это назваше
произошло оттого, что внутренняя поверхность колоды, какъ видно изъ чер. 643, скашивается для большаго распространешя света въ помещеши.
На чер. 643 а обозначаетъ деревян
ную стену въ горизонтальномъ разрезе, Ъ — косякъ, с — четверть для наружной летней рамы и d—для зимней.
Въ каменныхъ стенахъ оконныя пролеты обделываются окон-
ными колодами, которыя могутъ быть закладныя и прислониыя. Первыя, густо просмоленныя, закладываются въ кирпичную кладку во время производства работъ, а вторыя прислоняются къ притолоке (чер. 644), такъ же какъ и дверныя колоды. Неудобства закладныхъ колодъ, какъ оконныхъ, такъ и дверныхъ, заключаются въ следующемъ: i) колоды, заделанный въ сырую кладку, несмотря на покрьте смолой и войлокомъ, скоро загниваютъ; 2) отъ усыхашя дерева около колоды образуются щели; 3) отъ неправильной осадки стенъ, ударовъ и толчковъ при подноске матер!аловъ кирпичной кладки, колоды изменяютъ свою форму или повреждаются; 4) при замене повредившихся или сгнившихъ колодъ новыми, приходится выламывать кирпичную кладку. Все эти недостатки закладныхъ колодъ совершенно вытеснили ихъ изъ строительной практики, а поэтому мы будемъ говорить только о приелонныхъ колодахъ.
Для меньшей передачи тепла слецуетъ по возможности увеличивать разстояше между летней и зимней рамой, поэтому если устраивается только одна прислонная колода, то ширина ея должна быть не меньше
4 вершковъ.
563
Точно такъ же какъ и при устройств^ заполнешя дверныхъ прое-мовъ, въ оконныхъ — оставляется притолока (выступъ), къ коей прислоняется колода, предварительно просмоленная и обложенная войлокомъ, а также и укрепленная ершами, какъ показано на чер. 644. ЗдЪсь а—каменная ст^на, Ъ—оконная колода, с и d—четверти для нав'Ьшивашя или вставки въ нихъ оконныхъ рамъ (переплетовъ), е — штукатурная галтель, коей прикрывается законопаченный зазоръ между колодой и каменной кладкой.
Более ращонально примЪнеше вместо одной колоды—двухъ, изъ коихъ одна для зимней, а другая для летней рамы. Такая конструкщя можетъ быть двухъ видовъ, какъ это показано въ горизонтальныхъ раз-резахъ на чер. 645 А и В. Согласно чер. А въ каменной кладке оставляются две четверти: внутренняя и наружная, къ которымъ и прислоняются две колоды; одна для зимней (а), а другая—для летней (6) рамъ, при чемъ первыя отворяются вовнутрь, а вторыя—наружу. Второй примеръ лит. В— обе четверти въ каменной кладке обращены внутро, а следовательно какъ
Чер. 644.
Чер. 645.
зимшя, такъ и лЪтшя створки отворяются въ одну внутреннюю сторону, что представляетъ неудобство въ трудности предупреждешя проникашя дождевой воды во время ветра и, кроме того, требуетъ увеличешя ширины колоды для зимней рамы на двойную толщину летнихъ рамъ; иначе по-сл'Ьдюя не могутъ вполне отворяться, что неудобно.
Кроме того, отъ дЪйств!я ветра рамы, отворяюпцяся наружу, еще сильней прижимаются къ четвертямъ колоды и затворъ делается еще плотней, тогда какъ при рамахъ, обращенныхъ внутрь, при сильномъ ветре замечается обратное явлеше.
Устройство, вместо одной колоды (чер. 644), двухъ, съ большимъ между ними разстояшемъ (чер. 645), ращональнее въ смысле сохранешя тепла. Собственно съ теоретической стороны между двумя этими способами не замечается разницы, ибо уве-личен!е толщины воздушной прослойки более 0,1 м. не можетъ иметь вл!яшя на передачу тепла*). Но съ практической стороны здесь замечаются два важныя обстоятельства, заставляются отдать предпочтете способу съ двумя колодами на основаши следующаго: 1) при толщине колоды около 4 верш. (фиг. 644) возможно промер-заше стены у самой колоды внутри на притолокахъ, ибо мо^Я^себе представить
*) См. „Термокинетика44. П. Сальмановичъ. Гл. VIII.
36»
564
орусьевъ, связанныхъ въ углахъ въ i или
Чер. 646. Чер. 647.
обмЬнъ тепла въ обходъ колоды, какъ это показано кривыми лишями на чер. 644, и 2) при болыпомъ разстоянш между переплетами, въ 6—7 верш., стекло внутренней рамы меньше теряетъ тепла путемъ лучеиспускашя, поэтому и температура его будетъ выше, чЪмъ при бол'Ье близкомъ разстояши между рамами. Эти удобства получаются за счетъ некоторой потери мЬста или объема внутренняго помещешя, но жертва эта вполне выкупается достигаемымъ улучшешемъ въ теплосохранеши.
Съ этой точки зрЗяпя разстояше между переплетами е должно находиться также въ зависимости отъ климатическихъ услов!й, и для его опред'Ьлешя можетъ служить следующая эмпирическая формула:
е=0,06 71 метровъ, гдгЬ Т7!—наибольшая температурная разность, соответствующая данной географической местности.
Такъ для Москвы и Петербурга при 71=45°, е = 45.0,06 = 0,27 м., т.-е. 6 вершковъ.
При обыкновенныхъ размЪрахъ оконъ колода состоитъ изъ четырехъ въ 2 шипа (чер. 628 и 636); если же окна значительныхъ размЪ-ровъ (за исключешемъ оконъ съ зеркальными стеклами) и рамы выходить слишкомъ велики, то колоды подразделяются на болЪе мелшя части горизонтальными и вертикальными брусками (чер. 646). Та-юя колоды нередко примЪня-ютъ на заводахъ, въ котель-ныхъ помЪщешяхъ и т. п. здашяхъ. Въ такихъ колодахъ горизонтальные средники, для предотвращешя затекашя дождевой воды въ горизонтальный сопряжешя между колодой и рамой, имЪютъ выступы въ виде сливовъ, какъ это изображено на чер. 647 представляющемъ вертикальный разрЪзъ по лиши хх.
Указавъ конструкщю оконныхъ колодъ, переходимъ къ описашю рамъ или переплетовъ, т.-е. той части заполнешя оконнаго просвета, которая назначается для вставки и укреплешя стеколъ. Обыкновенно переплеты со стеклами имЪютъ видъ вертикальныхъ тонкихъ перегородокъ, вста-вленныхъ или навЪшанныхъ на оконную колоду, обрамляющую оконный пролетъ.
Переплеты по матер!алу могутъ быть разделены: на деревянные, изъ дубоваго или сосноваго леса, и металличесюе, изъ железа, чугуна и редко изъ бронзы *).
’) Напр., рамы въ храмЬ Христа Спасителя.
565
Деревяннымъ переплетамъ по большей части придаютъ форму прямоугольную, наиболее удобную для этого матер!ала, но въ полукруглыхъ окнахъ переплеты по необходимости приходится делать съ дугообразными
частями.
На чер. 648 представлена самая обыкновенная двустворчатая оконная рама, съ растворомъ вовнутрь и съ неподвижной верхушкой, назыв. фрамугою. Такимъ образомъ вся рама разделяется на 3 отдельный части: верхушка и две створки. Первая прикрепляется къ колоде неподвижно, а последшя навешиваются на колоду посредствомъ шарнирныхъ петель К, К. Каждая часть рамы состоитъ изъ обвязки и горбыльков'ъ Толщина и ширина рамныхъ брусковъ должна быть минимальная, чтобы не отнимать много света; поэтому крепкое и стойко сопротивляющееся гшешю дерево для рамъ предпочитается.
Чемъ толще стекло, темъ менее можетъ быть сделано разделены горбыльками и наоборотъ. Въ случае зер-кальныхъ стеколъ достаточно одной обвязки безъ всякихъ разделены.
Чер. 648.
Чер. 649.
ПГ
Такъ какъ рама должна по возможности плотно заполнять оконный пролетъ, чтобы не пропускать въ холодное время воздуха, а также быть непроницаемой для дождевой воды, то следуетъ обращать особенное вни-маше на сопряжеше створокъ между собой и съ колодою. Эта непроницаемость достигается особой профилевкой четвертей колодъ и рамъ.
При этомъ, однако, не следуетъ забывать, чтобы на случай увеличе-шя объема рамы отъ действ!я сырости какъ въ притворе, такъ и между оконной рамой и колодою, всегда оставался промежутокъ величиною отъ I до 2 мм.
Если мы представимъ себе разрезъ рамы, изображенный на чертеже 648, горизонтальной плоскостью по лиши р г, то наиболее употребительная форма фальцевъ показана на чер. 649. Изъ этого чертежа можно видеть профилевку обвязки и четверть для стекла с. Здесь а—колода, Ъ—обвязка лёвой створки и d—правой створки. Фалецъ колоды устроенъ въ виде
566
двойной четверти; и для того, чтобы достигнуть болЪе плотнаго притвора обеихъ створокъ, въ средине прибиваются накладныя реечки е, е, изъ коихъ одна прибивается къ левой, а другая къ правой створке.
Зимшя рамы замазываются на зиму замазкой, состоящей изъ мела, олифы и небольшого количества клея.
ЛЪтшя рамы не замазываются, съ целью дать возможность наружному воздуху черезъ неплотности сопряжены проникать въ междурамное пространство. Только этимъ путемъ можно предупредить замерзаше сте-колъ наружнаго переплета. ДЪло въ томъ, что при этомъ происходитъ, хотя и медленное, но постоянное провЪтриваше междурамнаго пространства: наружный, бол'Ье холодный воздухъ проникаетъ черезъ неплотности нижнихъ сопряжешй рамъ съ колодою, а черезъ верхшя сопряжешя выходитъ опять наружу, при чемъ въ промежутка между рамами воздухъ нагревается, соприкасаясь съ болЪе теплой поверхностью зимней рамы. Обладая зимой малымъ абсолютнымъ содержашемъ влаги, даже самое незначительное повышеше температуры наружнаго воздуха д^лаетъ его способнымъ поглощать влагу; поэтому онъ и высушиваетъ междурамное пространство, постоянно унося влагу наружу. Наоборотъ, внутреншя, зимшя рамы должны быть какъ можно лучше замазаны, чтобы не дать возможности комнатному воздуху проникнуть между рамами; въ противномъ случае будетъ обнаруживаться обратное явлеше и стекла зимой непременно будутъ замерзать.
При устройстве магазинныхъ оконъ съ большими зеркальными стеклами, чтобы избежать ихъ намерзашя, въ нижнемъ и верхнемъ бруске рамной обвязки летней рамы, отворяющейся внаружу, необходимо просверлить два или три сквозныхъ отверспя, въ д!аметре отъ 5 до 6 мм., а сопряжеше внутреннихъ рамъ сделать какъ можно плотнее.
Въ более умеренныхъ климатахъ при незначительныхъ и редкихъ морозахъ, чтобы иметь возможность и зимой временно открывать окна, зимшя и летшя рамы не замазываются какъ у насъ, а непроницаемость сопряжешй, главнымъ образомъ отъ воды, достигается съ помощью более сложной профилевки затворовъ и фальцевъ съ введешемъ прокладки изъ полосъ какого-нибудь упругаго матер!ала.
На чер. 650 въ горизонтальномъ разрезе показаны криволинейные фальцы съ прокладкою сукномъ или бумажною тканью. Здесь точно такъ же устроены накладныя реечки е, е, закрывающая притворъ.
Иногда вместо сукна для той же цели употребляютъ гуттаперчевыя трубочки, какъ это показано на чер. 651; но таюя трубочки скоро теряютъ свою эластичность.
Горизонтальное сопряжеше створокъ съ фрамугою и колодою представлено на чер. 652 и 653, изображающее разрезы рамы вертикальною плоскостью по лишямъ st и тт (чер. 648). Здесь а—прислонная колода, Ъ—обвязка оконной створки, Ъх—обвязка верхней неподвижной части рамы, д и д—выступаюпця части рамы или сливы, защищающая сопряжешя отъ проникашя въ нихъ воды, о чемъ уже упоминалось выше.
Къ нижней части колоды примыкаетъ и сопрягается съ ней греб-
567
немъ деревянная подоконная доска и; снаружи подоконный сливъ скрывается железомъ или оштукатуривается портландскимъ цементомъ.
На чер. 654 и 655 въ вертикальномъ и горизонтальномъ разр-Ьзахъ представлены весьма плотныя и непроницаемым сопряжешя оконной рамы
Чер. 650. Чер. 651.
съ обвязкой, съ горизонтальнымъ средникомъ колоды и въ притвор'Ь оконныхъ переплетовъ. Зд'Ьсь, соблюдая повсюду небольшой запасъ на случай разбухашя дерева (отъ I до 2 мм.), съ помощью довольно сложной про-филевки и суконной прокладки (на чертеж-fe въ вид-fe черныхъ узкихъ по-лосокъ), — вполнФ достигается плотность затвора и таюя зимшя рамы на
Чер. 652.
P<W
Чер. 654.
зиму могутъ оставаться незамазан-ными.
На чер. I, 2 и з, листъ 27, въ фасадЪ, вертикальномъ и горизонтальномъ разрЪзахъ, изображено окно съ двойными рамами для обыкновенной частной квартиры или для дома - особняка. Въ обЪихъ рамахъ оконныя створки открываются вовнутрь, поэтому здЪсь должно быть обращено особое внимаше на плотность фальца въ предупреждено лроникашя дождевой воды.
Для прикрЪплешя створокъ оконное отверспе обдЪлано двумя прислонными колодами для лЪтнихъ и зимнихъ створокъ.
Чер. 655.
Ширина наружной рамы въ четвертяхъ колоды — ix/2 арш., при вы-шинЪ з арш. 2 верш. Внутреншя рамы нисколько большихъ разм'Ьровъ, что необходимо для возможности отворять лЪтшя створки во внутрь.
568
(
Обе рамы на три стекла—д'Ьлеше наиболее красивое съ неподвижной фрамугой. Разстояше между обвязками зимнихъ и лЪтнихъ рамъ — 4% верш., а между ихъ стеклами—5 верш. Обделка внутреннихъ откосовъ, для меньшаго охлаждешя междурамнаго пространства, деревянная.
Снаружи окно имеетъ откосъ покрытый желЪзомъ, а снутри—деревянный, нешироюй подоконникъ.
На чер. 4 показана нисколько иная профилевка сопряжешя рамы съ колодою, достигающая еще большей плотности и непроницаемости, что рекомендуется для внутреннихъ зимнихъ створокъ.
Рамы въ обоихъ случаяхъ могутъ вращаться на пятникахъ.
При устройстве оконныхъ заполнены на фабрикахъ и заводахъ, где всегда требуется много света и окна делаются весьма значительныхъ размеровъ нЪтъ необходимости въ употреблены оконныхъ колодъ, такъ какъ вполне достаточно для естественнаго провЪтривашя делать створчатою не всю раму, а лишь среднюю ея часть, которая и навешивается на петли, прикрепленный къ неподвижной части рамы. На чер. 5, 6 и 7, листъ 27, въ фасаде, вертикальномъ и гсризонтальномъ разрезахъ, представлено такое оконное заполнеше для фабричныхъ здашй. Въ этомъ случае оконная рама состоитъ изъ прочной обвязки (а), двухъ вертикальныхъ (6, Ь) и одного горизонтальнаго (с) средниковъ; последшй необходимъ для форточки. Къ одному изъ средниковъ привешивается вращающаяся на шарнирныхъ петляхъ т и tv створка. Вся оконная рама горбыльками разделяется на 12 стеколъ. Передъ темъ чтобы вставлять таюя рамы, необходимо для нихъ приготовить притолоки въ виде двухъ четвертей, наружной и внутренней, съ промежуткомъ въ 6 вершковъ (длина кирпича); при этомъ наружная четверть для летней рамы углублена отъ поверхности стены на 6 верш., а внутренняя, для зимней рамы, отъ поверхности внутренней стены, если толщина стены 272 кирпича,—на 3 вершка. Углублеше оконной рамы съ фасада здашя желательно въ томъ отношены, что защищаетъ ее отъ дождя.
Приготовленный въ каменной кладке такимъ образомъ четверти, выступаюиця на il/2—2 верш., вместе съ междурамнымъ пространствомъ, чисто и правильно по ватерпасу и отвесу оштукатуриваются. Затемъ рама вставляется, оконопачивается кругомъ паклей, а откосы оштукатуриваются цементомъ.
Въ фабричныхъ етроешяхъ нетъ надобности иметь внутреннш подоконникъ, поэтому вместо него можетъ быть вытянута галтель М изъ раствора, состоящаго изъ одной части цемента, 2 частей песку. Такая галтель представляетъ достаточную прочность и не поддается сырости.
ПРИЛОЖЕНА
I
#
ч ТАБЛИЦА i-я.
Двутавровый жел!зныя прокатныя балки.
При высоту Л не болЪе 250 мм.: & = о,4ЛЦ-ю мм.; d = 0,03л + i,5 мм.
При Л>250 мм.: Ъ = 0,5/235 MM-J d = 0,036л.
Уклонъ внутрен. поверхности поясовъ 14%-
jR = d; г = о,6й.
№№ профилей. Размеры въ мм. Площадь F поперечн. с4чен!я въ кв. см. В'Ьсъ 1 пог. м. въкилогр. Моменты въ см. для осей х—х. Моменты въ см. для осей у—у.
h Ъ d t Моменты инерщи Л(СМ.*). Моменты сопротивлешя ЖЛсм.з). Моменты инерщи Л, (см.*). Моменты сопротивлешя 1Уу(см.з).
8 80 42 3,9 5,9 7,57 5,91 77,7 19,4 6,28 2,99
9 90 46 4,2 6,3 8,99 7,02 117,0 25,9 8,76 3,81
10 100 50 4,5 6,8 10,6 8,28 170,0 34,1 12,2 4,86
11 НО 54 4,8 7,2 12,3 9,59 238,0 43,3 16,2 5,99
12 120 58 5,1 7,7 142 11,1 327,0 54,5 21,4 7,38
13 130 62 5,4 8,1 16,1 12,6 435,0 67,0 27,4 8,85
14 140 66 5,7 8,6 18,2 14,2 572,0 81,7 35,2 10,7
15 150 70 6,0 9,0 20,4 15,9 734,0 97,9 43,7 12,5
16 160 74 6,3 9,5 22,8 17,8 933,0 117,0 54,5 1<7
17 170 78 6,6 9,9 25,2 19,7 1165,0 137,0 66,5 17,1
18 180 82 6,9 10,4 27,9 21,7 1444,0 161,0 81,3 19,8
19 ^ПГОО 86 7,2 10,8 30,5 23,8 1759,0 185,0 97,2 22,6
20 200 90 7,5 11,3 33,4 26,1 2139,0 214,0 117,0 25,9
21 210 94 7,8 11,7 36,3 28,3 2558,0 244,0 137,0 29,3
22 220 98 8,1 12,2 39,5 30,8 3055,0 278,0 163,0 33,3
23 230 102 8,4 12,6 42,6 33,3 3605,0 314,0 188,0 36,9
24 240 106 8,7 13,1 46,1 35,9 4239,0 353,0 220,0 41,6
25 250 ПО 9,0 13,6 49,7 38,7 4954,0 396,0 255,0 46,4
26 260 113 9,4 14,1 53,3 41,6 5735,0 441,0 287,0 50,6
V 27 270 116 9,7 14,7 57,1 44,5 6623,0 491,0 325,0 56,0
28 280 119 10,1 15,2 61,0 47,6 7575,0 541,0 363,0 50,8
29 290 122 10,4 15,7 64,8 50,6 8619,0 594,0 403,0 66,1
30 300 125 10,8 16,2 69,0 53,8 9785,0 652,0 449,0 71,9
32 320 131 11,5 17,3 77,7 60,6 12493,0 781,0 554,0 84,6
34 340 137 12,2 18,3 86,7 67,6 15670,0 922,0 672,0 98,1
36 360 , / 143 13,0 19,5 97,0 75,7 19576,0 1088,0 817,0 114,0
38 380 149 13,7 20,5 107,0 83,4 23978,0 1262,0 972,0 131,0
40 400 155 14,4 21,6 118,0 91,8 29173,0 1459,0 1160,0 150,0
42V2 425 163 15,3 23,0 132,0 103,9 36956,0 1739,0 1433,0 176,0
45 450 170 16,2 24,3 147,0 115,0 45888,0 2040,0 1722,0 203,0
471/2 475 178 17,1 25,6 163,0 127,0 56410,0 2375,0 2084,0 234,0
50 500 185 18,0 27,0 179,0 140,0 68736,0 2750,0 2470,0 267,0
55 550 200 19 30 1 212,0 166,0 99054,0 3602,0 3486,0 349,0
Ы2
ТАБЛИЦА 2-я.
Швеллерное железо (коробчатое).
h = 0,25л -|- 25 мм.
Уклонъ внутреннихъ поверхностей поясовъ 8°/0-
R — l г=--2
№№ профилей. Размеры въ мм. Поперечн. сйче-Hie Рвъ кв. см. Разстоян1е центра тяжести w въ мм. Моменты въ см. | для осей х—х. । Моменты въ см. для осей у—у. 1 —Л— Минимальн. I ж моменты ““ у~~ 2 швеллер, для оси у—у.
h Ъ d t ' и
1 Вйсъ I въ кл, Моментъ инерцш 4 (СМ.*). Моментъ Моментъ сопрот, Il инерцш Жж(см.З)"^ (CM.4). Моментъ сопрот. Ж^(см.з) Моментъ инерцш Jy (см3). Момонтъ сопрот. ЖУ(СМ.З)
3 30 33 5,0 7,0 5,44 4,24 19,9 6,39 4,26 5,33 2,68 29,04 8,8
4 40 35 5,0 7,0 6,21 4,85 21,7 14,1 7,1 6,68 3,08 35,34 10,1
5 50 38 5,0 7,0 7,42 5,55 24,3 26,4 10,6 9,12 3,75 45,1 11,9
65 42 5,5 7,5 9,03 7,05 27,8 57,5 17,7 14,1 5,06 64,6 15,4
8 80 45 6,0 8,0 11,0 8,6 30,5 106,0 26,5 19,4 6,37 86,4 19,2
10 100 50 6,0 8,5 13,5 10,5 34,5 206,0 29,3 8,5 123 24,7
12 120 55 7,0 9,0 17,0 13,3 39,0 364,0 60,7 43,2 11,1 175,0 31,7
14 140 60 7,01 10,0 20,4 15,9 42,5 605,0 86,4 62,7 14,8 251,0 41,8
16 160 65 1 7,5 10,5 24,0 18,7 46,6 925,0 116,0 85,3 18,3 333,0 51,3
18 180 70 8,0 11,0 28,0 21,8 50,8 1354,0 150,0 114,0 22,4 434,0 61,9
20 200 75 8,5 11,5 32,2 25,1 54,9 1911,0 191,0 148,0 27,0 556,0 74,2
22 220 80 9,0 12,5 37,4 29,2 58,6 2690,0 245,0 197,0 33,6 737,0 92,1
24 240 85 9,5 13,0 42,3 33,0 62,7 3598,0 300,0 248,0 39,6 917,0 108,0
26 260 90 10,0 14,0 48,3 37,7 16,4 4823,0 371,0 317,0 47,8 1172,0 130,0
28 280 95 10,0 15,0 53,3 41,6 69,7 6276,0 450,0 399,0 57,2 1481,0 156,0
30 300 100 10,0 16,0 58,8 45,8 73 i 8026,0 535,0 495,0 67,8 1847,0 185,0
573
ТАБЛИЦА 3-я.
Равностороннее угловое железо. >
Z- “Т “П / / / / Z Главный оси R — х-х Л,п1п + 6 2 и FF. ^тах • у. А! 2
—X— /
— гД £ Моменты выражены ВЪ СМ.
D
3S Ф * В) >е< о о. Размерь про-,' филей въ мм.|| ечн. сечеше кв. см. G въ кл. м. эяше центра ги V въ см. Моменты для осей X— X. Моменты для осей ХУ. у Минимальн. X -| | X моменты “ — 2 уголковъ * относительно осей XX. У Минимальн. х J;L-X моментыдля Г 4 УГОЛКОВЪ v относительно осейХ—Хили ГУ.
| №№ п Ъ d л -ф tQ К СО о | о И н ф 1 ф о 1 £L| Ь 1 Моментъ инерщи Jx (см.4). Моментъ сопротив. Ж (см.3). Моментъ инерщи Jy(CM.«). Моментъ сопротив. Ж^(см.з). Моментъ инерщи (см.4). Моментъ сопротив. ^(СМ.З). Моментъ инерщи Jx (см.4). Моментъ сопротив. Ж2 (см.3).
1‘/2 15 3 4 0,82 1,05 0,64 0,82 1,02 0,99 0,24 0,29 0,23 0,28 0,06 0,08 0,08 0,10 0,30 0,37 0,29 0,37 1,33 1,84 0,99 1,23
2 20 3 4 1,12 145 0,87 1,13 1,40 1,36 0,62 0,77 0,44 0,55 0,15 0,19 0,17 0,21 0,77 0,96 0,55 0,71 3,14 4,29 1,57 2,15
21/2 25 3 4 1,42 1,85 1Д1 1,44 1,77 1,74 1,27 ; 1,61 0,72 0,91 0,31 0,40 0,30 0,37 1,58 2,01 0,89 1,15 6,14 8,32 2,45 3,33
3 30 4 6 2,27 3,27 1,77 2,55 2,11 2,04 2,85 3,91 1,35 1,84 0,76 1,06 0,61 0,78 3,61 4,96 1,71 2,43 14,2 21,9 4,74 7,31
31/2 35 4 6 2,67 3,87 2,08 3,02 2,50 2,42 4,68 6,50 1,90 2,63 1,24 1,77 0,88 1Д5 5,92 8,26 2,37 3,41 22,5 34,6 6,44 9,88
4 40 4 6 8 3,08 4,48; 5,80 2.40 3,49 4,52 2,88 2,80 2,72 7,09 9.98 12,4 2,50 3,52 ; 4,38 1,86 2,67 3,38 1,17 1,57 1,81 8,94 12,7 15,8 3,11 4,52 5,80 33,3 51,1 69,5 8,33 12,8 17,4
4V2 45 5 7 9 4,30 5,86 7,34 3,36 4,57 5,73 3,22 3,14 3,06 12,4 16,4 19,8 3,91 5,16 6,24 3,25 4,39 5,40 1,80 2,28 2,65 1 15,7 20,8 25,2 4,87 6,63 8,25 59,5 85,0 И1,2 13,2 18,9 24,7
5 50 5 7 9 4,80 6,56 8,24 3,75 5,12 6,43 3,60 3,51 3,44 17,4 23,1 28,1 4,91 6,53 7,94 4,59 6,02 7,67 2,32 : 2,85 1 3,47 • 22,0 1 29,1 j 35,8 6,10 8,30 10,39 81,7 116 152 16,3 23,3 30,4
&/2 55 6 8 10 6,31 8,23 10,07 4,92 6,42 7,85 3,94 3,86 3,78 27,4 34,8 41,4 7,04 8,96 10,64 7,24 9,35 11,27 3,27 4,03 4,64 34,6 44,2 52,7 8,79 11,5 13,9 131 177 224 23,8 32,2 40,8
6 60 6 8 10 6,91 9,03 11,07 5,39 7,04 8,63 4,31 4,23 4,15 36,1 46,1 55,1 8,51 10,9 13,0 9,43 12,1 14,6 3,95 4,85 5,58 45,5 58,3 69,7 10,6 13,8 16,8 170 230 291 28,3 38,3 48,4
6V2 65 7 9 11 8,70 10,98 13,17 6,79 8,56 10,30 4,65 4,57 4,50 53,0 65,4 76,8 11,5 14,2 16 7 13,8 17,2 20,7 5,25 6,31 7,30 66,8 82,6 97,5 14,4 18,1 21,7 252 329 406 38,4 50,6 62,5
ТАБЛИЦА 4-я.
Не равностороннее угловое железо.
Отношеше ширины сторонъ -^-=i72
2
№№ профилей. Размеры профилей въ мм. Поперечп. сечеше F въ кв. см. В^съ G въ кл. п. м. Разстояше центра тяжести въ см. | Положе • nie главной оси Y—Y tg Моменты для осей Х-Х, Моменты для осей Y~ Y. у Минимальн. моменты 2 уголковъ У для осей Y- Y.
Ъ В d 3 «1 1 Моментъ инерщи Jx (см. 4). Моментъ сопротив. Wx (см.3). Моментъ инерщи Jy (СИ. 4 ). Моментъ сопротив.1 Wy (см.3). 1 Моментъ Ч инерщи Ч(СМ.<). II Моментъ сопротив. Ж2(см.3).
2 20 30 3 1,42 1,11 0,99 0,49 0,407 1,42 0,70 0,28 0,26 1,58 0,79
3 4 1,85 1,44 1,03 , 0,54 0,382 1,82 0,90 0,33 0,32 2,19 1,09
_3_ 30 45 4 2,87 2,24 1,4^ 0,74 0,421 6,63 2,17 1,19 0,75 7,25 2,42
41/2 5 3,53 2,75 1,52 0,78 0,400 8,01 2,63 1,44 0,91 9,21 3,07
£ 40 60 5 4,79 3,74 1,95 0,97 1 0,426 19,8 4,82 3,66 1,73 21,4 5,28
6 7 6,55 5,11 2,04 1,05 : 0,400 26,3 6,47 4,63 2,20 30,6 7,64
5 50 75 7 8,33 6,50 2,47 1,24 0,417 53,1 10,4 9,58 3,66 58,4 11,7
7% 9 10,5 8,20 2,56 1,32 0,398 65,4 12,9 11,9 4,56 76,8 15,4
65 100 9 14,2 11,0 3,31 1,59 0,399 160 23,6 26,8 7,73 165 25,4
10 11 17,1 13,3 3,40 1,67 0,384 189 28,1 32,9 9,54 206 31,6
_8 80 120 10 19,1 14,9 3,92 1,95 0,425 317 38,7 56,8 13,4 341 42,7
12 12 22,7 17,7 4,00 2,02 ! 0,412 370 45,4 67,5 16,0 415 51,9
10 100 150 12 28,7 22,4 4,89 2,42 i 0,426 747 73,0 134 25,4 800 80,0
15 14 33,2 25,9 4,97 2,50 i 0,418 854 83,8 153 29,0 942 1 94,2
574
ТАБЛИЦА 5-я.
Зетовое железо.
Ъ = 0,25 7г -|~ 3° мм-
<2 = 0,035 • ^ + 3 мм-t — 0,05 • h -|- з мм.
R = t, г=--’ 2
№№ профилей. Размеры въ мм. Поперечное сйчеше въ кв. см. В'БСЪ & въ кл. п. м. Положеше главной оси YY tg . а. Моменты для осей X— X. Моменты для осей Y—Y.
h Ъ d t Моментъ инерщи Jx (СМ. 4). Моментъ сопротив. Жж(см.з). Моментъ инерщи Jy (см.4). Моментъ сопротив. IVy (см.3).
3 30 38 4 4,5 4,32 3,37 1,69 18,1 4,69 1,54 1,11
4 40 40 4,5 5 5,43 4,23 1,20 28,0 6,72 3,05 1,83
5 50 43 5 5,5 6,77 5,28 0,96 44,9 9,76 5,23 2,76
8 60 45 5 6 7,91 6,17 0,80 67,2 13,5 7,60 3,73
10 80 50 6 7 11,1 8,67 0,61 142 24,4 14,7 6,44
12 100 55 6,5 8 14,5 п,з 0,52 270 39,8 24,6 9,26
14 120 60 7 9 18,2 14,2 0,46 470 60,6 37,7 12,5
15 140 65 8 10 22,9 17.9 0,42 768 88,0 56,4 16,6
16 160 70 8,5 11 27,5 21,5 0,39 1184 121 79,5 21,4
18 180 75 9,5 12 33,3 26,0 0,37 1759 164 110 27,0
20 200 1 80 10 13 38,7 30,2 0,36 2509 213 147 33,4
575
576
ТАБЛИЦА 6-я.
Однотавровое желЪзо.
7г = &; <7 = o,i&4-i мм.; R — d;
R R
г = —; р=-у 2 4
Наклонъ полки 2°/0, наклонъ стЪнки 2®/,.
I №№ профилей. 1 Размеры профилей въ мм. ое с'Ьче-. см. въ кл. ie w до а Тяже- H. Моменты для осей X—X. Моменты для осей У—У У Минимальн. | моментъ 1 | двухъ тавровъ у для осей У-У.
Ъ h а И ее 5 а ё'ЯЧ §2 йя А ~ о л . « fa О 5 еС S fa « 2 к /? о ь Рч К О Моментъ ин ерши «МсмЛ). . Моментъ сопротив. wx (см.З). Моментъ инерши Jy (СМ.4). ► Моментъ сопротив. Wy (см.З). (Моментъ !| инерши 4 (™Л). . Моментъ сопротив. ТГДсм.З).
2 2 20 20 3 1,12 1 0,87 1,42 0,38 0,27 0,20 0,20 0,39 0,39
2^2 2V2 25 25 3,5 1,64 1,28 1,77 0,87 0,49 0,43 0,34 0,85 0,68
3 3 30 30 4 2,26 1,76 2,15 1,72 0,80 0,87 0,58 1,73 1,16
3‘/‘2 3V2 35 35 4,5 2,97 2,32 2,51 3,10 1,23 1,57 0,90 3,14 1,80
4 4 40 40 5 3,77 2,94 2,88 5,28 1,84 2,58 1,29 5,16 2,58
4f/2 45 45 5,5 4,67 3,64 3,24 8,13 2,51 4,01 1,78 8,03 3,57
5 5 50 50 6 5,66 4,42 3,61 12J 3,36 6,06 2,42 12,1 4,85
6 6 60 60 7 7,94 6,19 4,34 23.8 5,48 12,2 4,05 24,3 8,11
7 7 70 70 8 10,6 8,27 5,06 44,5 8,79 22,1 6,32 44,3 12,6
00 |oo 80 80 9 13,6 10,6 5,78 73,7 12,8 37,0 9,25 74,0 18,5
9 ¥ 90 90 10 17,1 13,3 6,52 119 18,2 58,5 13,0 117 26,0
10 10 100 100 11 20,9 16,3 7,26 179 24,6 88,3 17,7 177 35,3
12 12 120 120 13 29,6 23,1 8,72 366 42,0 178 29,7 356 59,4
14 14 ь 140 140 15 39,9 31,1 10,2 660 64,7 330 47,2 660 94,3
577
ТАБЛИЦА 7-я.
ТрапепДодальное железо
(Burbacher Hutte).
№№ профилей. I Размеры профилей въ см. Поперечное сечете F въ кв. см. 1 / Моментъ инерщи J для ВС'ЬХЪ if \ четырехъ ; 4 осей въ см.4
Ъ с d
6 16,35 7 1,3 1,3 36,9 11747
6а 16,35 7 1,5 1,5 42 0 13814
6Ъ 16,35 7,3 1,7 1,7 47,2 15880
7 28 8,35 1,8 1,8 88,8 73957
7а 28 8,5 2,0 2,0 96,8 81602
7Ъ 28 8,63 2,2 2,2 104,8 89217
7с 28 8,77 2,4 2,4 112,8 96892
Id 28 8,9 2,6 2,6 120 8 104537
7е 28 9.05 2,8 2,8 128,8 112182
If 28 9,20 3,0 3,0 136,8 119827
7д 28 9,33 3,2 3,2 141,8 127472
7h 28 9,5 3,4 3,4 152,8 135117
7i 28 9,6 3,6 36 160,8 142760
ТАБЛИЦА 8-я.
Квадрантное желЪзо.
№№ профилей. Размеры въ мм. Поперечное сечеше F вейхъ четырехъ частей. Моментъ инерщи ДЛЯ ВС’ЬхЪ осей (см. 4). ]\^менты сопротивлешй.
R b d t Максимальн. для осей Z2 W3 (см. 3). Минимальн. для осей уу Wy (см. З).
5 50 35 4 6 29,8 576 89.3 66,2
5 50 35 8 8 48,0 906 135 102
71/2 75 40 6 8 54,9 2068 237 175
71/2 75 40 10 10 80,2 2982 331 248
10 100 45 8 10 88,1 5511 .501 370
10 100 45 12 12 120 7478 663 495
% 125 50 10 12 129 12161 917 676
125 50 14 14 169 15788 1165 867
15 150 55 12 14 179 23687 1515 1120
15 150 55 18 17 249 32738 2051 ИЗО
37
578
ТАБЛИЦА 9-я.
Чугунный пустотелый колонны.
F—площадь поперечнаго сЪчетя.
J—моментъ инерщи.
Размеры въ см. J=8Pli.
D d F J D d F J
10 1,2 33 327 15 1,8 75 1656
10 1,5 40 373 15 2 82 1766
10 1,8 46 408 16 1,5 68 1815
10 2 50 427 15 2,2 88 1866
11 1,2 37 450 15 2,5 98 1994
11 1,5 45 518 19 2,8 143 4814
11 1,8 52 571 20 2,2 123 4948
11 2 57 601 19 3 151 4995
12 1,2 41 601 20 2,5 137 5369
12 1,5 49 696 19 3,5 170 5379
12 1,8 58 774 20 2,8 151 5743
13 1,2 44 782 20 3 160 5968
12 2 63 817 20 3,5 181 6452
13 1,5 54 911 22,5 2 129 6831
14 1,2 48 997 22,5 2,2 140 7311
13 1,8 63 1019 22,5 2,5 157 7977
13 2 69 1080 22,5 2,8 173 8576
13 2,2 75 1134 22,5 3 184 8942
14 1,5 59 1167 22,5 3,5 209 9747
13 2,5 82 1201 25 2,2 158 10334
14 1,8 69 1311 25 2,5 177 11321
14 2 75 1395 25 2,8 195 12222
15 1,5 64 1467 25 3 207 12778
14 2,5 90 1564 27,5 2,2 175 14098
14 2,8 99 1641 25 3,5 236 14022
16 1,8 80 2056 19 2,2 116 4168
15 2,8 107 2102 20 1,8 103 4303
16 2 88 2199 18 3,5 159 4434
17 1,5 73 2214 19 2,5 130 4511
16 2,2 95 2328 20 2 113 4637
16 2,5 106 2498 27,5 2,5 196 15493
17 1,8 86 2517 27,5 2,8 217 16782
16 2,8 116 2643 27,5 3 231 17585
18 1,5 78 2668 27,5 3,5 264 19405
17 2 94 2698 30 2,8 239 22362
16 3 123 2726 30 3 254 23475
17 2,2 102 2863 30 3,5 291 26024
18 1.8 92 3042 32,5 2,8 261 28464
17 2,5 114 3082 32,5 3 278 30557
19 1,5 82 3180 32,5 3,5 319 34010
18 2 101 3267 35 2,8 283 36988
17 2,8 125 2371 35 3 302 38943
17 3 132 3381 35 3,5 346 43490
18 2,2 109 3474 37,5 2,8 305 46240
19 1,8 97 3636 37,5 3 325 48742
18 2,5 122 3751 37,5 3,5 374 54593
20 1,5 87 3754 40 2,8 327 56925
19 2 107 3912 40 3 349 60066
18 2,8 134 3992 40 3,5 401 67450
18 3 141 4135
579
ТАБЛИЦА 10-я.
Моментовъ сопротивлешя (w0) и втЬса (д0) погон, метра желФз-ныхъ клепаныхъ балокъ безъ поясныхъ накладокъ, съ одной
и съ двумя накладками (w2).
Высота балки см. 2 уголка 80.80.10 мм. Толщина 2 уголка 100.100.13 мм. Толщина станки 1 см., заклепки 2,4 см. Высота балки см.
станки 1 см., заклепки 2,0 см.
Безъ накладокъ. Съ одной накладкой 180ХЮ мм. (см. 3). Съ двумя накладками 180ХЮ мм. w2 (см. 3). Безъ накладокъ. Съ одной накладкой 230X13 мм. (см. 3). Съ двумя накладками 230.12 мм. w2 (см. 3).
w0 (см. 3). 9» (кг.). w0 (см. 3). 9» (кг.).
50 1458 85,8 2112 2762 2058 114,8 3077 4150 50
55 1664 89,7 2395 3112 2338 118,7 3478 4662 55
60 1879 93,6 2686 3470 2627 122,6 3890 5184 60
65 2102 97,5 2986 3838 2924 126,5 4310 5716 65
70 2333 101,4 3294 4214 3230 130,4 4740 6257 70
75 2573 105,3 3612 4599 3545 134,3 5179 6807 75
80 2822 109,2 3938 4992 3869 138,2 5627 7367 80
85 3079 113,1 4273 5394 4201 142,1 6084 7936 85
90 3344 117,0 4615 5805 4542 146,0 6549 8513 90
95 3617 120,9 4967 6224 4891 149,9 7023 9100 95
100 3900 124,8 5326 6652 5248 153,8 7506 9695 100
105 4190 128,7 5695 7088 5615 157,7 7997 10299 105
ПО 4498 132,6 6071 7533 5989 161,6 8497 10911 110
115 4796 136,5 6456 7985 6372 165,5 9006 11532 115
120 5111 140,4 6849 8447 6763 169,4 9522 12161 120
125 5435 144,3 7252 8917 7163 173,3 10047 12800 125
130 5768 148,2 7662 9395 7571 177,3 10581 13446 130
g1=gf) 4-28,1 kg/m.; #2 = ^0+ 56,2 kg'm.
9i = 9o + 46,6 kg/m.; g2 = gQ 4- 93,3 kg/m.
580
ТАБЛИЦА 11-я.
ТАБЛИЦА 12-я.
Деревянныя стойки квадрата, поперечн. еЬчен1я.
F—площадь поперечнаго сЬчешя.
Ж—моментъ сопротивлешя.
I—моментъ инерцш.
Размеры въ см. (К. Hartwig).
h==b F W J h=b F W J h=b F W J
5 25 20,8 52,1 15 225 563 4219 25 625 2604 32552
6 36 36 108 16 256 683 5461 26 676 2929 38081
7 49 57,2 200,1 17 289 819 6960 27 729 3281 44287
8 64 85,3 341 18 324 972 8748 28 784 3659 51221
9 81 121,5 546 19 361 1143 108бб 29 841 4055 58940
10 100 166,7 833 20 400 1333 13333 30 900 4500 67500
11 121 221,8 1220 21 441 1544 16207 31 961 4955 76960
12 144 288 1728 22 484 1775 19521 32 1024 5461 87381
13 169 366 2380 23 529 2028 23320 33 1089 5990 98827
14 196 487 3211 24 576 2304 27648 34 1156 6551 111361
Лите perry pa,
послужившая для составления настоящаго курса.
Handbuchder Architectur. 1. Theil, 1. Band, 2. Haflte. III. Theil, 1. und 2. Band, Heft 3 und 5. 3 Band, Heft 1 und 2. Darmstadt. 1891. Verlag. v. Arnold Bergstasser.
Klasen, L. Handbuch der Fundirungs-Metoden. Leipzig. 1895. Baumgartner’s Buch-handlung.
F&rster, Max. Die Eisenkonstruktionen der Ingenieur - Hochbauten. Leipzig. 1899. Verlag v. Wilhelm Engelmann.
Lange, Walther. Halle a. S. 1901. Der Ban der Treppen. Verlag von Hofstetter.
Fink, F. Dei’ Bauschlosser. 1868. Leipzig. Verlag von Otto Spamer.
Tolkmitt, G. Bauaufsicht und Baufiirung. Berlin. 1899. Verlag. v. Wilhelm Ernst, u. Sohn.
Nussbaum, Chr. Das Wohnhaus. 1896. Jena. Verlag von Gustav Fischer.
Wanderley, Germane. Die Konstruktionen in Stein. 1895. Fulda und Leipzig. Verlag von I. I. Arnd.
Der Portland-Cement und seine Anwendung im Bauwesen. 1892. Berlin. Kommissions-Verlag von Ernst Toeche.
Issel, Hans. Handlexikon der gebrauchlichen Baustoffe.
Muller, W. Der Bau steinerner Treppen. 1901. Leipzig. Verlag von Bernh. Friedr. Voigt.
Canttaneo, Luici. L’Arte muratoria. Milano. Antonio Vallardi-Editore.
Die Sheddachbauten. 1877. Leipzig. Verlag von Baumgartner’s Buchhandlung.
Haase, Max. Der Gewolbebau. 1900. Halle a. S. Verlag von Ludw. Hofstetter.
Hartwig, Karl. Hiilfstafeln fiir Holzbau. Berlin. 1893. Verlag v. Julius Springer.
Issel, Hans. Der innere Ausbau. Leipzig. 1899. Verl. v. Voigt.
Debo Ludw. Die Lage der neutralen Ichichte bei gebogenen Korpern. Die Festig-keit der Baumaterialien. Hanover. 1891 u. 1897.
Наукеръ, Г. E. Строительная механика. С.-Петербургъ. 1891 г.
Э. Брандтъ. Металлъ въ прим^ненш къ гражданскимъ сооружешямъ. С.-Петербурга 1887 г.
В. Г. Шуховъ. Teopifl арочныхъ фермъ. Москва. 1897 г.
Н. К. Лахтинъ. Строительная механика. Лекцш, читанный въ училищ^ живописи, ваян!я и зодчества. С.-Петербургъ. 1899 г.
Полъ Кристофъ. ЖелЪзо-бетонъ и его примкнете. Москва. 1903 г.
Н. Житкевичъ. Плосюя междуэтажный покрьтя и ихъ расчетъ. С.-Петербургъ. 1900 г. Издаше К. Риккера.
582
В. Feret. Технология строительныхъ вяжущихъ матер!аловъ. Подъ редакц. Н. Лямина- Издан!е Щепанскаго. С.-Петербургъ. 1902 г.
В. Карлович*. Основашя и фундаменты. С.-Петербургъ. 1869 г.
П. Салъмановичъ. Прикладная термокинетика. С.-Петербургъ. 1892 г.
Гражданское Зодчество. Часть третья. Части здашй. С.-Петербургъ. 1892 г.
А. Бреннеке. Устройство основашй и фундаментовъ. Въ перев. А. И. Никольскаго.
Д. Д. Соколов*. Курсъ гражданской архитектуры. С.-Петербургъ. 1883 г.
А. Красовскгй. Гражданская архитектура. Части здашй. 1851 г.
Н. Султанов*. Teopin архитектурныхъ формъ. С.-Петербургъ. 1901 г.
А. Риттер*. Teopin и расчетъ железныхъ стропильныхъ и мостовыхъ фермъ. С.-Петербургъ. 1875 г.
Замеченный опечатки.
Страница. Строка. Напечатано. Читать.
53 сверху 10 Валькена Болькена
62 „ 24 ширина d ширина а
65 „ 11 на глубину на глубинк
110 снизу 7 разсыраются разсыпаются
112 „ 13 е = Е Р р
l(k - hS) l(k — hS)
р Р
112 „ 3 р — — -— р —
к — ьг к - Ы
115 сверху 25 ьн ьв
116 на черт. 117 буквы 1х 12 13 должны быть заменены: et е2 е3
117 па черт. 118 буква 1 должна быть заменена буквой е
148 сверху 18 изъ жилыхъ жилыхъ
193 „ ' зо внешнее усил!е моментъ вн^шняго усил!я
196 „ 9 чер. 162 чер. 262
196 „ Н чер. 163 чер. 263
197 О h = i/М h_-./6Pr
и г 250 р V 250 b
204 „ 33 18 Г J~18 V
240 снизу 4 точки К точки К и Zo
„ 25 D и D к
308 П “ 2 ’ 64 а ““ 2 ’ 64
313 Р1 pl
сверху 7 2 2
314 „ 4 р!2 с J р)3 sJ
328 О » ° Pa + Hh —0 Ра —Hh = O
„ 10 и 12 Р12 pl2
340 8 “8"
340 „ 14 d=l/—2 = —1/Р см. У 8.5 6,32 У d —— —L 1/ p CM. V 8.5 6,32 v F
„ 10 Р12 pl2
394 12 12
425 „ 23 снят1я смят1я
432 „ 19 изгибъ растяжеше
448 снизу 3 шаляирнаго шарнирнаго
459 сверху 6 строительныхъ стропильныхъ
509 а = 2.3,5 = 14 a+ 2.3,5 = 14.