Архив: Влияние плана на конструкцию стен и перекрытий; Проект нового здания универмага в Москве. 1926

  

 

• Инж. Г. Карлсен. Влияние плана на конструкцию стен и перекрытий
• Архитекторы В. А. и А. А. Веснины. Проект нового здания универмага в Москве. 1925

 

 

ВЛИЯНИЕ ПЛАНА НА КОНСТРУКЦИЮ СТЕН И ПЕРЕКРЫТИЙ

DER EINFLUSS DES GRUNDRISSES AUF DIE KONSTRUKTION DER WÄNDE UND BEDECKUNGEN, VON ING G. KARLSEN

 

Решая конструктивный остов здания, мы нередко сосредоточиваем все внимание на разрезе. При этом легко могут остаться неиспользованными те или иные особенности плана, которые коренным образом могли бы изменить структуру здания.

 

Если мы, например, вынуждены прямой (в плане) забор защемлять в земле, рассчитывая на консольное сопротивление его боковому давлению ветра, то этот же забор мы можем просто поставить на землю, если придадим его плану ломаное или криволинейное очертание. То же, если мы имеем дело не с ветром, а с боковым распорой хотя бы земли: нелепо строить прямоугольный погреб в 2½ кирпича, если круглый можно построить в 1 кирпич.

 

СХЕМЫ: 1, 2 и 3.

 

Сводчатый (в плане) приямок при меньшей толщине стенок, все же прочнее и плотнее прямоугольного, так как работает только на сжатие. Несомненно, область применения сводчатых подпорных стенок была бы еще обширнее, если бы в подвалах высоких строений избыточное утолщение стен не вызывалось большой нагрузкой от вышележащих этажей. В этом случае план подвала, конечно, определяется планом верхних этажей.

 

Над землей (в гражданском строительстве) мы преимущественно имеем дело с ветром, то-есть с фактором малой мощности, однако, и здесь экономичность сооружения прежде всего определяется решением плана: с переходом города к высокому строительству устойчивость здания уже не является более бесплатным приложением к теплой стене в 2½ кирпича; в небоскребе каждую стену приходится конструировать, приходится рассчитывать. Глядя на разрез высокой стены, мы, естественно, начинаем утолщать нижнюю часть ее. Если размеры получаются неприятные, мы выводим кривую давления из ядра сечения, переходим к растяжению и, следовательно, к арматуре — к железобетону. Для уменьшения сечений мы включаем в работу и междуэтажные перекрытия, но, оставаясь в плоскости вертикального разреза, строим дорогие железобетонные жесткие рамы, часто слишком мало считаясь с пространственностью всей системы.

 

Иногда это неизбежно: фабрично-заводское строительство (богатое примерами использования плана для погашения распора в силосах, резервуарах и т. п.) часто не может обойтись без жесткой рамы, так как условия производства, сквозное движение крана, возможность расширения рабочего помещения и пр. не допускают использования поперечных стен для обеспечения жесткости всего сооружения, В этом случае мы имеем „коробку“ с открытыми торцевыми стенками. Устойчивость такой системы определяется защемлением боковых стенок в земле или в перекрытии. Желательно, конечно, и в этом случае создать жесткость изломами плана, уступами или эркерами (скрытые контрофорсы), но так как все это связано с увеличением периметра здания, такое решение не всегда экономично.

 

В гражданском строительстве почти всегда плановое решение может и должно быть использовано для осуществления жесткости и устойчивости всего здания. Необходимость пожарного разграничения строений брандмауерными стенами, значительное количество лестничных клеток, возможность установки постоянных перегородок (не деревянных, конечно), и, наконец, наличие жестких внешних стен, неизбежных по крайней мере в жилой части зданий, создают план с большим количеством углов и перекрестков. Часто, при помощи незначительной передвижки стены или части ее, мы почти даром можем получить материал для осуществления жесткости всего сооружения.

 

РАЗРЕЗЫ: 4 и 5, СХЕМА 6 и ПЛАН 7.

 

Большое значение в этом случае имеют горизонтальные элементы зданий. Если „коробка“ кроме стенок имеет жесткую „крышку“ или междуэтажные железобетонные перекрытия, — жесткость уже осуществлена, остается только расчетом проверить напряжения. Даже если в некоторых стенах или, наконец, во всех стенах мы имеем сплошное стекло между тонкими стойками, жесткость может быть создана внутренними стенами, если только они пересекаются по крайней мере в 2-х местах. В планах с одним пересечением стен, в виде „угла“, „тавра“ или „креста“, необходимо предотвратить кручение всей системы около оси, образуемой линией пересечения стен; для этого приходится связывать горизонтальные перекрытия еще хотя бы одной вертикальной стенкой или жесткой рамой нормальной к любому радиусу вращения и достаточно удаленной от оси вращения.

 

Эта схема решения жесткости здания, одинаково приложима как к небоскребам и домам с максимальным застеклением, так и к самым маленьким строениям.

 

В деревянных павильонах первой Всесоюзной сел.-хоз. выставки жесткость перекрытий использовалась неоднократно. В „Шестиграннике Главного Дома“, например (схема 1), с открытым двором посредине, была использована жесткость шестиугольной галлереи 2-го этажа. Устойчивость деревянных каркасных рабочих домов тоже нередко создается двуслойным косым полом, сшитым гвоздями.

 

РАЗРЕЗ 8.

 

В каменных сооружениях жесткость еще полнее осуществляется железобетонными перекрытиями. Иногда последние могут быть использованы для распределения не только давления ветра, но и распора или других, более значительных усилий. В новой „аэродинамической лаборатории ЦАГИ“ (схема 2) железобетонное покрытие боковых крыльев передает поперечным стенам распор от двухшарнирных ферм покрытия среднего зала. В плиту ж.-б. покрытия пришлось ввести небольшое количество добавочной арматуры, главным образом, „веерной“, дня собирания распорных усилий к железобетонным крючьям, заложенным в поперечные стены. Благодаря значительной высоте (h=8—9 м) горизонтальной балки, напряжения „n и t“ от горизонтального изгиба очень малы, несмотря на большие пролеты и малую ширину ее (d=8 см).

 

Рассматривая здание как систему, устойчивую в целом, мы, конечно, должны позаботиться о жесткости отдельных элементов системы. При железобетонных междуэтажных перекрытиях высота этажа обычно достаточно мала, чтобы обеспечить устойчивость даже самых тонких заполнений каркаса стены.

 

Совсем иначе дело обстоит у зданий, не имеющих жестких междуэтажных перекрытий, т.-е. зданий с деревянными междуэтажными перекрытиями по балкам зданий, покрытых обычными стропилами.

 

В этом случае уже редко удается использовать вертикальную жесткость стен. Даже при хорошем грунте и сравнительно небольшой высоте здания (схема 3) большей частью бывает выгоднее закреплять положение точки А не консольной жесткостью I—I, а балочной ІІ—ІІ. Такое решение совершенно неизбежно в стенах над проемами, где жесткость I—I зависит от сопротивления перемычки скручиванию. По схеме (II—II) решено перекрытие портальной арки в театре клуба Дорпрофсожа при Каз. жел. дор. Для уменьшения веса стена над железобетонной балкой сделана пустотелой, в виде двух стенок по ½ кирпича, связанных через 1 метр (по высоте) железобетонными прослойками по 8 см толщиной (разрез 4). Эти прослойки и являются горизонтальными балками с двойной арматурой, передающими давление ветра по 1—1 ближайшим поперечным стенам. Для удобства кладки, создания опалубки под железобетонный прослоек и утепления стены кладка велась около пустотелых ящиков из 1" теса.

 

Мне кажется, что эта схема решения стены, в виде наслоения горизонтальных железобетонных рам, могла бы найти обширное применение в экономическом жилстроительстве. Кирпича расходуется в 2½ раза меньше, конструкция фундамента значительно облегчается, опалубки в виде переносных щитков (в одну тесину) расходуется ничтожное количество, все здание получается по периметру связанное, так как подбалочные мауерлаты, подоконники и перемычки объединяются в непрерывные пояса, и, главное, все явления изгиба разрешаются в плане, в разрезе же мы имели простое сжатие. Даже при значительной высоте здания можно, постепенно утолщая стенки от ½ до 1 и ½ кирпича, остаться в пределах аршинной толщины стен, так как свободная высота работающих только на продольный изгиб элементов стенок может быть произвольно сокращена, вследствие чего работа кирпича может быть доведена до максимального напряжения.

 

Несколько своебразно влияние плана сказалось на решении 2-го яруса зрительного зала театра при Каз. ж. д. Необходимость максимального использования площади тесного участка требовала большого выноса балкона. Все варианты, вытекавшие из рассмотрения разреза (разрез 5), были громоздки или неудобны (схемы 6), и только использование криволинейного плана несущей балкон стены (план 7) привело к простому решению без стоек в зрительном зале. Консольные фермы балкона подвешены к незамкнутому кольцу, свободно лежащему на пилястрах внешней стены. Под действием горизонтальных составляющих опорных реакций ферм свод кольца в нижней своей части работает на растяжение, в верхней — на сжатие. При невыгоднейшем загружении консолей (через одну) в обеих частях свода появляются горизонтальные моменты, которые приходится погашать армированными выступами в верхней и нижней частях кольца (разрез 8). Все железобетонное кольцо вошло в толщу стены и поэтому, заменяя кладку, вовсе не отразилось на размерах фундамента и не отняло у зрительного зала ни одного места. Помимо своего главного назначения — держать консоли — кольцо, кроме того, сквозным поясом связывает сооружение и, если надо, сможет предотвратить деформации довольно слабого грунта.

 

Таким образом, самые разнообразные виды горизонтальных нагрузок могут быть „погашены“ рациональным использованием плана здания. Легче всего устойчивость сооружения осуществляется криволинейным или ломаным планом стен (ротонда, уступ, эркер, жесткая перегородка и т. п.). Взаимно перпендикулярные элементы стен могут быть даны (в плане) и разрозненно, но тогда они должны быть связаны горизонтальными диафрагмами (жесткие междуэтажные перекрытия, галлереи и т. п.). Если диафрагм нет, жесткость должна быть осуществлена в самой стене. Только невысокие здания, и то при хорошем грунте, имеет смысл защемлять в земле. Жесткость высоких сооружений легче осуществляется с помощью горизонтальных рам (железобетонные карнизы и прослойки), конечно, если пролеты прямых участков 8 плане не слишком велики.

 

 

PS. Приношу благодарность инженерам Б. Н. Варгазину и С. А. Маслих за помощь, оказанную мне при составлении заметки.

---

 

 

 

 

ПРОЕКТ НОВОГО ЗДАНИЯ УНИВЕРМАГА В МОСКВЕ

 

АРХИТЕКТОРЫ: В. А. и А. А. ВЕСНИНЫ. 1925

 

Entwurf eines neuen Waarenhausas in Moskau. Architekten: W. A. und A. A. Wessnin. 1925

 

РАЗРЕЗ.

 

На земельном участке б. Александровского пассажа, площадью 2266,4 м², имеющем по фасаду со стороны Неглинного проезда — 56,1 м, по границе Малого театра и бывшего Голофтеевского пассажа — 40,4 м и по границе существующего универмага — 56,1 м, проектируется новое здание универмага в семь этажей с подвалами в два этажа.

 

Магазин располагается во всех этажах за исключением верхнего, который целиком отводится под кафэ-ресторан, функционирующий лишь во время торговли в магазине. Все этажи магазина использованы исключительно для торговли. Служебные помещения остаются в существующем универмаге. Некоторые из них — гардероб — предполагается увеличить для удовлетворения полного состава служащих обоих магазинов. Верхний подвал отводится для торговли, и лишь часть его занимает экспедиционная, связанная лестницей и товарным лифтом с первым этажом и нижним подвалом. Второй товарный лифт соединяет экспедиционную со всеми этажами универмага. В нижнем подвале — склады товаров, котельная, склад топлива. Уборные располагаются в каждом этаже, за исключением первого.

 

При проектировании здания универмага была поставлена задача: дать максимальное освещение всех помещений универмага и организовать движение покупателей так, чтобы в местах пересечения движения было совершенно устранено образование заторов и чтобы количество мест пересечения движения было минимально.

 

Для получения максимального освещения универмага была принята железобетонная конструкция с безбалочными междуэтажными перекрытиями. Плоскость фасада вынесена за линию колонн на 1,40 м и вся сплошь застеклена. Благодаря тону, что первый ряд колонн углублен во внутрь здания, эти колонны не нуждаются в затеплении, что даст значительный плюс в освещении. Торцы консольных плит безбалочного перекрытия обработаны металлом. Это устраняет ремонт фасада и дает в соотношении со стеклом впечатление легкости и законченности сооружения. Безбалочное перекрытие, кроме того, что дает возможность максимального использования дневного освещения помещений, обеспечивает наилучшие условия для циркуляции вентиляционного воздуха и, допуская возможность устройства в колоннах вентиляционных каналов, что, в свою очередь, создает равномерное распределение вентиляции в помещениях.

 

Проект конструкции здания и расчет исполнен проф. А. Ф. Лолейтом и представляет исключительный интерес как результат последних достижений современной техники.

 

Вопрос организации движения публики в универмаге разрешен следующим образом; вход проектируется в середине фасада между двумя центральными витринами, между которыми и заключен первый тамбур в два ряда дверей по две двустворные двери, служащий первым изолятором от наружной температуры воздуха. Далее идет отапливаемый и вентилируемый вестибюль, двери из которого ведут в пассаж для распределения входящей публики.

 

 

Выходы расположены по обеим сторонам главного входа и отделены от него центральными витринами. Выходы имеют также три ряда двустворных дверец. Такое расположение входов и выходов при наличии светового холла, открытого в пассаж, может вполне разгрузить движение публики. Просторный пассаж служит распределителем публики к местам торговли и к лифтам. Непосредственно против входа в световом холле размещена парадная лестница, сообщающая входы и выходы с верхними этажами. Под ней проектируется лестница в подвальный этаж. Междуэтажное сообщение происходит по четырем спаренным лестницам (см. продольный разрез), представляющим возможность свободного курсирования публики во все места магазина. Эти лестницы с небольшим количеством поворотов расположены против переходов из существующего магазина и связывают верхние этажи обоих магазинов. Сообщение магазинов в первом этаже в виду неравных уровней полов в 1 м происходит по трем лестницам в шесть ступеней, проектируемым в месте примыкания нового здания. Проемы, сообщающие магазины, во всех этажах снабжены железными жалюзями.

 

Верхний этаж, как сказано выше, отводится под кафэ-ресторан. Обеденный зал рассчитан на 450 человек, одновременно обедающих. Зал занимает всю переднюю часть этажа по фасаду. Задняя часть этажа вокруг светового холла, отводится под кухню с механической заготовочной, кладовыми и холодильниками. Ресторанный зал соединен со всеми этажами универмага двумя лестницами и четырьмя лифтами. Доставка продуктов в суточную кладовую производится по существующей служебной лестнице и лифту.

 

Отопление здания — центральное водяное, циркуляция воды производится двумя электромоторами, помещенными в котельной. В котельной поставлены два водогрейных корнвалийских котла поверхностью нагрева 41,5 м² каждый для целей отопления и 4 паровых — низкого давления — корнвалийских котла поверхностью нагрева 45,3 м² каждый для вентиляции. Обмен вентиляционного воздуха принят в 30 м³ в 1 час на одного человека. Приточные вентиляционные камеры из санитарных соображений устроены на плоской крыше. Свежий воздух забирается в камеру центробежными насосами, нагревается, увлажняется и затем по магистральным каналам, расположенным в конструкции плоского перекрытия крыши, поступает в каналы в колоннах, откуда через регулируемые отверстия распределяется по соответствующим помещениям. Вентиляционные камеры с магистральными каналами спроектированы так, что камера пускается постепенно по мере накопления публики в магазине, начиная с первой магистрали от фасадной линии. Вытяжная камера проектируется под световым фонарем, удаляемый воздух собирается в холле, в который открыты все этажи магазина.

 

При бездействии приточной вентиляции для извлечения из магазина испорченного воздуха приводится в действие центробежный вентилятор, поставленный в вытяжной шахте.

 

Проект и расчет вентиляции и отопления исполнен профессором В. И. Кашкаровым и представляет большой интерес в смысле нового разрешения вопросов вентиляции и отопления общественных зданий.

 

Здание перекрыто плоской крышей, имеющей уклон 0,005 к парапету на главном фасаде, у которого устраивается канавка со стоками к 3 трубам, расположенным в колоннах первого ряда. Концы водосточных труб присоединены к общей сборной трубе, которая ставится вдоль фасада в иллюминаторе, из сборной трубы вода поступает в водосточный коллектор Неглинки.

---