Харт Ф., Хенн В., Зонтаг X. Атлас стальных конструкций. Многоэтажные здания

Харт Ф., Хенн В., Зонтаг X. Атлас стальных конструкций. Многоэтажные здания.

Пер. с нем. М., Стройиздат, 1977. 351 с.

Приведен исторический обзор строительства зданий со стальными несущими каркасами, показаны возможности создания новых архитектурных форм при использовании металла.

Даны архитектурные и планировочные решения многоэтажных зданий. Большое место уделено основным положениям проектирования и конструирования зданий со стальным каркасом: рассмотрены возможные решения элементов каркаса, вопросы противопожарной и антикоррозионной защиты стальных конструкций, особенности их изготовления и монтажа. Книга иллюстрирована многочисленными фотографиями и чертежами.

Предназначена для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

© 1974 Verlag Architektur + Baudetail GmbH, Munchen

© Перевод на русский язык, Стройиздат, 1977

ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ

Книга знакомит читателя с зарубежным опытом строительства гражданских, главным образом, многоэтажных зданий с применением металлических конструкций. Она может быть полезна архитекторам, занимающимся проектированием зданий с применением металла, который обладает специфическими свойствами по сравнению с другими материалами — камнем и бетоном. Она будет интересна также инженерам-строителям, поскольку в ней рассмотрены принципы компоновки здания в целом и конструирование отдельных его узлов с широкой иллюстрацией удачно подобранных реальных примеров.

Книга состоит из трех частей.

В первой рассматриваются в историческом аспекте вопросы архитектуры зданий с применением металлических конструкций и возможности современных архитектурных решений таких зданий. Уделено внимание архитектурному сочетанию стали и стекла, стали и бетона и области рационального применения стали и железобетона в городском строительстве.

Во второй части на примерах 62 построенных зданий разобраны наиболее типичные объемно-планировочные и конструктивные решения зданий различного назначения. Показаны преимущества применения в них металлических конструкций исходя из учета их специфических особенностей, приведены данные о расходе материала и стоимости строительства. Рассмотрены назначение и 'основные геометрические параметры здания, компоновка каркаса и конструкции основных узлов, инженерное оборудование, защита металлических конструкций от пожарной опасности и коррозии.

Третья часть посвящена основам проектирования и возведения зданий с применением металлических конструкций. Ставятся основные проблемы, связанные с проектированием и строительством этих зданий. В последовательном порядке разобраны основы объемно- планировочных решений, возможные формы несущих каркасов с учетом архитектурных и конструктивных требований, элементы металлического каркаса, конструкции перекрытий и покрытий, лестниц, перегородок, показана связь инженерного оборудования с несущими конструкциями. Большое внимание уделено противопожарной защите, приведены сведения о сталях, применяемых в строительстве.

Многие приведенные в книге примеры и решения с точки зрения отечественной практики использования металлических конструкций не отвечают современным требованиям о рациональном расходе металла в гражданском строительстве, что нельзя не учитывать при ознакомлении с зарубежным опытом.

Заслуженный деятель науки и техники, д-р техн. наук проф. Е. И. Б е л е н я

В современном строительстве наблюдается большое многообразие планировочных, конструктивных и художественных направлений. При этом во многих случаях особое значение имеют следующие требования: 1) требование рентабельности; оно связано с последовательной индустриализацией строительства, а также с рационализацией проектирования; 2) требование трансформации зданий; оно диктует применение и разработку таких способов строительства и таких конструкций, которые делали бы возможным расширение, перестройку либо демонтаж зданий. Этим объясняется возрастающее стремление к сборности и применению каркасов во всех областях многоэтажного строительства, что прежде всего связано с использованием стали.

Сталь имеет разнообразные свойства и специфические особенности, которые необходимо учитывать, чтобы извлечь все преимущества от ее применения в строительстве. Они определяют проект в целом и его детали — конструкцию каркаса, характер его заполнения и отделки. В распоряжении многоэтажного строительства с применением стальных конструкций сегодня имеются многократно проверенные, эксплуатационно и экономически благоприятные, в ряде случаев оптимальные решения.

Если распространение строительства с применением стальных конструкций в Европе до сих пор не соответствует возможностям, которые оно может дать, то это объясняется тем, что правила строительства, нормы проектирования и конструирования для стальных конструкций являются недостаточно современными.

«Атлас стальных конструкций» должен облегчить архитектору выбор стальных конструкций и довести его подготовку до уровня подготовки профессионального инженера-проектировщика стальных конструкций. В инженере должно быть развито понимание связи между архитектурным проектом и конструкцией, чтобы он мог выполнить несущие конструкции в соответствии с архитектурным замыслом. «Атлас стальных конструкций» должен оказать помощь архитекторам и инженерам в их повседневной практике. Эта книга должна ознакомить молодое поколение с многоэтажным строительством из стальных конструкций.

Первая часть представляет краткий очерк развития строительства с применением стальных конструкций. Она объясняет, почему применение металлического каркаса в многоэтажном строительстве получило признание относительно поздно. Она показывает, как возникла современная архитектура стальных конструкций и какое многообразие возможностей оформления дают архитекторам стальные конструкции.

Вторая часть — примеры стальных каркасов в многоэтажном строительстве в различных странах за последнее десятилетие! В 62 примерах показаны типичные структурные формы и проектные решения зданий различного назначения.

В третьей части рассмотрены конструктивные возможности, возникающие из законов многоэтажного строительства со стальным каркасом. Помимо изложения условий применения стальных конструкций, модульной системы и ее использования рассматриваются различные формы несущих конструкций в свете теоретических расчетов и архитектурного проектирования. Формирование деталей стального каркаса, конструкции несущих междуэтажных перекрытий и лестниц показаны как в схемах, так и на примерах. Показана также связь несущих конструкций с наружными стенами, перегородками, покрытиями и инженерным оборудованием. Отдельная глава посвящена противопожарной защите. Приведены указания по изготовлению и монтажу конструкций, а также сведения о стали как о строительном материале.

Строительство из стальных конструкций достигло в Европе несомненного успеха. Прежде всего это относится к сооружениям, для которых выбор способа строительства вызывал наибольшие затруднения.

Стальные конструкции и архитектура

ФРАНЦ ХАРТ

Столетие каркасного строительства из стали.

Развитие и достижения Начальные этапы развития стальных каркасных конструкций в многоэтажном строительстве (1790-1872 гг.)

Основная часть этой книги была подготовлена в 1972 г. — через 100 лет после сооружения фабричного здания фирмы «Солнье» в Нуазье-на-Марне, которое можно считать первым стальным каркасным строением. По сравнению с общим развитием металлургии и применением металла в строительстве 1872 г. является довольно поздним периодом. Вспомним коротко важнейшие даты. В 1720 г. Абрахаму Дерби в Колбрукдейле удается выплавить чугун в доменной печи на коксе вместо древесного угля и этим создать предпосылки для массового производства доменного чугуна1. В 1784 г. стало возможным путем усовершенствования пудлинговых печей переделать доменный чугун в ковкое железо, которое начинает вытеснять чугун. С изобретением в 1855 г. Генри Бессемером конверторов и введением в 1864 г. фирмой «Сименс» мартеновских печей начинается эра массового применения стали.

Одновременно с большим скачком в производстве стали наблюдался прогресс и в ее обработке; уже в середине XVIII в. в Англии начинается прокат листового железа, в 1830 г. — железнодорожных рельсов, в 1854 г. во Франции — двутавров из ковкого железа. Двутавровая балка — основной профиль современного строительства из стали и в то же время первый строго нормированный строительный элемент — является развитием формы железнодорожного рельса, который можно считать символом индустриального века.

Мост через р. Северн в Колбрукдейле (1779 г.) — первое значительное сооружение из чугуна как конструктивного материала, примененного для больших пролетов, начиная примерно с 30 м.

Чугунные арочные мосты вскоре вытесняются различными типами мостов из ковкого железа, имеющего большую прочность на изгиб: висячими, балочными На самом деле первая плавка чугуна на коксе была выполнена А. Дерби в 1735 г. (Примеч. науч. ред.) и мостами с решетчатыми фермами. Среди ранних американских и английских цепных мостов выделяется мост пролетом 173 м Томаса Тельфорда через р. Бангор.

После того как вместо цепей стали применяться несущие тросы, рекордные пролеты висячих мостов около 1850 г. превысили предельные 300 м и к 1870 г. при строительстве Бруклинского моста в Нью-Йорке достигли 500 м.

Смелым инженерным решением был сооруженный в Англии Стефенсоном в 1855 г. первый большепролетный балочный мост через улицу Менай, при строительстве которого применены швеллерные балки со сплошной стенкой. Мосты с решетчатыми фермами отвечали глав-ным образом требованиям железнодорожного транспорта и преобладали в мостостроении с середины до конца столетия. В качестве примеров мостов - с применением решетчатых ферм пролетом 100 м и более можно назвать сооруженные в 1859 г. Кёльнский соборный - мост и трубчатый мост Дж. К. Брунеля через р. Салташ в Плимуте. Около середины прошлого столетия уже сформировались все основные конструктивные и несущие системы, которые определяют строительство металлических мостов до сегодняшних дней.

Кульминационным моментом в строительстве металлических покрытий залов было сооружение в 1851 г. лондонского «Хрустального дворца». Почти одновременно начинается строительство станции «Кинг-кросс» в Лондоне, Восточного вокзала в Париже и ряда больших железнодорожных сооружений — стальных сводчатых покрытий перронов; в 1866 г. в Лондоне (станция «Панкрас») был установлен европейский рекорд — возведен 78-метровый пролет покрытия перрона.

Однако в этот период, отмеченный возведением перечисленных мостов и покрытий, стальные конструкции все же не нашли широкого применения. Здесь можно отметить четыре основных положения, вызванных теми же архитектурными затруднениями, которые препятствовали и до сих пор еще препятствуют всеобщему признанию и широкой практике применения стальных конструкций.

1. Строительство в сравнении с другими отраслями техники с давних пор весьма консервативно. Консерватизм строителей в какой-то мере связан с представлениями человека о своем жилище и об общественных зданиях как о постоянных надежных помещениях, не только защищающих от непогоды, но и строящихся на века. Увековечивая себя в архитектурных сооружениях, человек проявляет определенный уровень культуры и развития.

2. «Архитектура» в историческом смысле, связанная с представлениями о греческих храмах или средневековых соборах, на протяжении столетий остающихся произведениями искусства большой выразительности и совершенства, стала несовременной с наступлением эпохи техники.

Строители и архитекторы XIX столетия создали художественную традицию, основанную на эклектике, т. е. на использовании элементов архитектуры прежних эпох.

Таким образом, строительное искусство прошлого века можно рассматривать как один из этапов исторического маскарада, подделки под старину.

Преклонение перед историческими архитектурными формами длительное время препятствовало развитию новых архитектурных форм, ставшему неизбежным по мере того, как с применением стали в качестве несущего строительного материала старые догмы строительной науки и старые типы конструкций подверглись коренному пересмотру.

3. Исторически сложившаяся предубежденность архитекторов углубляла в возрастающей степени их разногласия с инженерами. Разделение старой строительной профессии, выделение инженера в самостоятельную профессиональную единицу, появление современной статики сооружений — все это произошло одновременно с первыми шагами индустриальной революции и стало важнейшим признаком новой эпохи в строительном деле.

Архитекторы не успевали за быстро совершенствовавшимися методами расчета: неудивительно, что они продолжали углубленно изучать исторические строительные формы. Это стало предпосылкой создания монументальной архитектуры, а промышленное строительство было оставлено инженерам. Первые сооружения из стальных конструкций — мосты и большепролетные залы — стали объектами деятельности только инженеров-строителей.

Возможно, инженеры тоже находились под влиянием старых представлений о конструктивных формах, так как упорно применяли сводчатые конструкции, но тем не менее понимали объективную необходимость создания новых конструктивных форм, соответствующих металлу.

4. В возведении многоэтажных зданий, ставшем самостоятельной областью деятельности архитекторов, долгое время отсутствовали тенденции, которые побуждали ко все более смелым решениям при строительстве мостов и большепролетных покрытий. Ни число этажей, ни размеры пролетов перекрытий и нагрузки на них не выходили за пределы обычных решений, свойственных дворцовому или жилищному строительству. Если в ответственных зданиях деревянные или сводчатые перекрытия и заменялись перекрытиями по стальным балкам, то это не вносило в структуру многоэтажного строительства существенных изменений. Внешний облик здания с традиционным членением фасадов оставался неизменным. Поэтому в больших городах — Париже, Милане, Риме, несмотря на количественное преобладание зданий, сооруженных в XIX в., они прекрасно гармонируют со старыми постройками.

Даже в тех случаях, когда архитекторы предусматривали возведение металлического покрытия, как, например, в библиотеке Св. Женевьевы в Париже (X. Лабруст), тщательно проработанная двухпролетная арочная конструкция из чугуна не просматривается снаружи. Ограждающая стена в смелой завершенности и оригинальной композиции выразительна и полностью скрывает конструкцию здания.

По-видимому, архитектор чувствовал себя здесь более уверенно. В вокзальных постройках конца XIX в. во Франкфурте-на-Майне наглядно проявляется противоречие между ажурными стальными арочными покрытиями перрона и расположенным перед ним монументальным зданием зала ожиданий, также скрывающим легкие конструкции перрона.

Первые шаги на пути к стальному каркасу в многоэтажном промышленном строительстве были сделаны еще очень давно. Так, в английском ткацком производстве с целью выиграть рабочую площадь и получить более прочные перекрытия для станков деревянные столбы были заменены чугунными колоннами и деревянные балки — чугунными балками.

Самым известным зданием из первых промышленных многоэтажных сооружений было здание, построенное в 1801 г. для фирмы «Филипп и Ли» в Салфорде (Манчестер). Проект принадлежал Боултону и Уатту, изобретателю паровой машины. Подобные текстильные фабрики с внутренним чугунным каркасом появились уже в 80-х годах XVIII в., однако здание в Салфорде превзошло их как размерами, так и более зрелым конструктивным решением и стало образцом для дальнейшего развития. Здание имело длину 42 м, ширину 14 м и было необычной для того времени высоты — в семь этажей. Чугунные балки, расположенные поперек здания с шагом ~2,7 м, были оперты на двойной ряд чугунных колонн. Балки перекрытий, впервые принятые двутаврового профиля, были перекрыты пологими кирпичными сводами.

Существенное изменение претерпела эта конструкция лишь в 1845 г., когда Вильям Фейрберн применил на строительстве сахаро-рафинадного завода вместо чугунных балок кованые балки двутаврового профиля. В том же году А. Цорес включил прокатную двутавровую балку в конструкцию перекрытия для жилых зданий. Начиная с этого момента, стальные балки из мягкой стали распространились не только в промышленном строительстве.

Перекрытия со стальными балками имели преимущества в сравнении с деревянными балками как по огнестойкости, так и в силу значительно более высокой несущей способности. По сравнению со сводами они обладали явными преимуществами не только благодаря малой трудоемкости, но прежде всего благодаря резкому уменьшению высоты этажа и сечения стоек ввиду устранения распора от сводчатых перекрытий. Сам факт, что стальные балки заменили своды как несущую конструкцию и как важнейшее средство создания формы в монументальной архитектуре, позволяет говорить о новой архитектурной эпохе. Однако в перекрытии по стальным балкам еще долго сохранялись кирпичные или бетонные своды как вспомогательная конструкция, как своеобразная дань традициям архитектуры, с помощью которой в XIX в. пытались облагородить технические новшества.

Еще более ярко проявился разлад между романтикой и прогрессом в строительном элементе, который мог бы служить символом архитектуры буржуазного столетия, в чугунной колонне — этом стройном несущем элементе со старинными декоративными формами капителей, баз или каннелюр. Оригинальные образцы подобных чугунных колонн были установлены на первых английских железнодорожных вокзалах и в павильоне «Ройяль» в Париже. Они были изготовлены в 1821 г. Джоном Нэшем и представляли собой трубы с капителями в форме пальмовых листьев из гнутого листового железа. Позднее чугунная колонна стала массовым конструктивным элементом, который по каталогу можно было заказать любой высоты и в любом стиле — дорическом, тосканском, коринфском, готическом или мавританском.

Созданный Боултоном и Уаттом «способ балочного строительства» господствовал в промышленном строительстве на протяжении всего XIX в., но его нельзя полностью отнести к каркасному строительству, так как несущие стены воспринимали большую долю нагрузки от перекрытия и ветровые нагрузки. Это становится очевидным при рассмотрении строительных правил США и европейских стран того периода. Они предусматривали в промышленных зданиях усиление наружных стен одного или двух нижних этажей, т. е. увеличение толщины этих стен на полкирпича по сравнению с толщиной несущих стен многоэтажных жилых и служебных зданий. Это требование, которое, например, в немецких строительных правилах сохранялось до второй мировой войны, оказалось весьма рациональным: ныне действующие нормы по допускаемым напряжениям на кирпичную кладку подтверждают необходимость увеличения толщины стен для сооружений такого типа.

Следующий шаг на пути к стальному каркасу — передача нагрузок с наружной стены на металлический несущий остов — долго не был сделан, главным образом из-за того, что он изменил бы архитектуру зданий. Первые попытки сделать этот шаг исходили из древнейших строительных форм аркад и крытых галерей, которые с античных времен играли важнейшую роль как в формировании дома, так и в градостроительстве. Великолепны большепролетные аркады в строгих кирпичных фасадах английских доков — Катерин-док в Лондоне (1828 г.) и Альберт-док в Ливерпуле (1845 г.). Архаично сужающиеся кверху стволы чугунных колонн с дорическими капителями в этих зданиях имели в основании метровый диаметр.

Другой попыткой создания остова наружных стен, приближающейся к основам современного каркасного строительства, является использование железных перемычек и стоек, которые впервые применены в Париже для огромных витрин на фасадах зданий в виде пологого арочного фахверка или несущей решетки с мелкими параллельными элементами, включенными в каменную стену.

Между 1850 и 1880 гг. в США было построено много складов, универсальных магазинов и различных контор, в которых фасады были полностью выполнены из стальных конструкций. Начал это строительство Джемс Богардус, многосторонний исследователь и конструктор. Одна из главных его работ — здание издательства «Харпер и братья» (1854 г.). Фасад пятиэтажного здания состоит из архитектурно обработанных чугунных элементов; внутренний каркас впервые в США выполнен из прокатных стальных балок.

Архитектура фасадов основана на примерах венецианского ренессанса и характерных для того времени тяжелых, богатых формах, которым следовал эклектизм во второй половине XIX в. Значительно более современный вид имеют чугунные фасады на Ривер-Фронт в Сент-Луисе. Применение архаических элементов сократилось до предела, они сохранились только в качестве украшения и рельефа. Строгий карнизный профиль, изящные простые колонны, скромные капители и базы подчеркивают элементарный контраст мощных горизонталей и легких вертикалей, призматических и цилиндрических профилированных несущих элементов.

В то же время в Европе появляется несколько замечательных фасадов из металла, например на здании «Гарднере Айрон билдинг» в Глазго (1856 г). В Ливерпуле на здании «Ориэль Чзмберс» особенно привлекательно чередование изящных простенков из песчаника и стальных оконных переплетов (1864 г). Такое решение оконных витражей позднее сыграет важную роль в Чикагской архитектурной школе.

Большие пожары 70-х годов в Бостоне и Чикаго рассеяли иллюзию об огнестойкости стальных конструкций, доказав, что этот негорючий строительный материал не может долго противостоять огню. Это было учтено в Европе раньше, чем в США, и проявилось в усиленных поисках огнезащиты и в попытках установить новые требования к металлическим конструкциям.

Первым многоэтажным зданием с усовершенствованным стальным каркасом была шоколадная фабрика Менье в Нуазье-на-Марне близ Парижа, построенная в 1871—1872 гг. Жюлем Солнье. Как и в английских текстильных фабриках, производственные требования промышленного здания заставили инженеров использовать все конструктивные возможности и несущую способность стали как строительного материала.

Здание, выстроенное непосредственно над Марной, покоится на четырех мощных контрфорсах плотины, которая сдерживает напор речной воды. Каркас наружной стены стоит на широкой нижней обвязке из швеллеров, которая распределяет общий вес здания и ветровые нагрузки на восемь точек опоры. Поперечные стены отсутствуют, торцовые стены также не могут воспринять горизонтальных усилий, поэтому для повышения жесткости здания каркас усилен ромбическими связями. Для обеспечения поперечной жесткости балки перекрытий связаны жесткими консолями фахверка с главными стойками фасада.

Две стойки над опорами моста несколько выступают за линию колонн, в остальном же весь фасад ровный при незначительной толщине кирпичного заполнения. Формат окон точно определен диагоналями ромбической сетки связей.

Строительство фабрики Менье предвосхитило различные структурные элементы современного каркасного строительства: свободно висящие углы, диагональная сетка раскосов, которые играют столь значительную роль в установленных снаружи ветровых связях небоскребов и в каркасах мостовых строений. С другой стороны, конструкция каркаса создана по аналогии со средневековыми постройками с деревянным фахверком, что служит блестящим подтверждением уче-ния Виоле ле Дюка, о котором еще пойдет речь. Строительная система Солнье все же не нашла непосредственного и серьезного подражания. Развитие металлических каркасов требовало новых конструктивных решений; такое развитие началось в Чикаго около 1880 г.

Чикагская архитектурная школа (1880—1910 гг.)

Скромный поселок первых переселенцев у впадения р. Чикаго в оз. Мичиган получил в 1830 г. статус города. В 1871 г. численность населения в нем достигла 30 тыс. человек. Город состоял почти из одних деревянных домов, выполненных в конструктивном стиле «baloon frame», который и теперь применяется в США. Пожаром 1871 г. город был почти полностью уничтожен; восстановление продвигалось вначале неравномерно. Около 1880 г. начинается беспримерный подъем строительной деятельности.

Освоение Среднего Запада, развитие железнодорожной сети и водных путей, реализация полезных ископаемых сделали Чикаго крупнейшим промышленным центром, величайшим хлебным рынком мира, основным пунктом торговли лесом и пищевой промышленности, центром машиностроения и инструментальной промышленности. Строительная индустрия едва могла успеть за неравномерно возрастающей потребностью в служебных помещениях, складах и магазинах: стремительно росли цены на основные товары, резко уплотнялась внутриквартальная застройка, высокие дома перерастали в небоскребы. Лишь благодаря стальному каркасному строительству стало возможным экономно использовать земельные участки и площадь застройки, а также повысить темпы строительства. Уже около 1895 г. новый метод строительства стал обычным во всех крупных американских городах, но в Чикаго к тому времени высотных домов с металлическими каркасами было больше, чем во всех других американских городах, вместе взятых.

Были и другие предпосылки, которые вынуждали обращаться к каркасному строительству. Прежде всего топографическая ситуация, которая вместе с трудностями развития транспорта длительное время препятствовала расширению административного центра Чикаго.

Большое значение придавалось свободной «открытой» планировке города с возможностью ее изменения в дальнейшем; различные ранее построенные каркасные здания превращались из складов в учреждения и наоборот. Уже тогда предусматривали возможность надстройки зданий и часто осуществляли ее.

Но высотные административные здания оказались бы непрактичными, если бы их не оснастили необходимой техникой. Важнейшим условием было устройство пассажирских лифтов. Первый подъемник сконструировал Е. Г. Отис, продемонстрировавший его на выставке 1853 г. в «Хрустальном дворце»; первый лифт он применил в 1857 г. в одном из магазинов на Бродвее.

Начиная с этого момента, Нью-Йорк приобрел первенство в строительстве высотных домов и завоевал славу сооружением в середине 70-х годов XIX в. первых девяти — десятиэтажных административных зданий. В этот период, когда электричество стало вытеснять пар, развиваются и другие виды оборудования зданий — телефон, пневматическая почта, центральное отопление и вентиляция. За техническими достижениями нельзя было забывать о моральных принципах, положенных в основу первых современных каркасных зданий Чикаго. Это неистребимый дух пионеров, вдохновляющий архитекторов и придающий их строениям своеобразную силу, свежесть и самостоятельность архитектурных решений.

Основателем Чикагской архитектурной школы и ее главой является Уильям Дженни. В 1868 г. он открывает в Чикаго архитектурную мастерскую; успех пришел к нему после постройки в 1879 г. «Лайтер-билдинг I». Это сооружение по своей архитектуре напоминает древнеримские здания.

Конструктивно это пятиэтажное здание, позже надстроенное двумя этажами, может быть отнесено к смешанному строительству: деревянные балки на кованых железных прогонах, опертых на внутренние чугунные колонны, и расположенные по периметру кирпичные колонны. Новыми здесь являются смелая стройность наружных колонн, большая ширина оконных проемов и кованые металлические балки, использованные как перемычки и одновременно как крайние прогоны и рандбалки. Кирпичная кладка усилена внутренним металлическим каркасом, что отчетливо выражено в конструкциях главных балок и в капителях колонн. Еще более прогрессивен план «Лайтер-билдинг I»; здесь проявляются четкость конструктивной сетки и свобода планировки, а расход строительных материалов сокращен настолько, что не превышает расхода материалов на современное каркасное строительство из железобетона. Это становится еще более ясным при сравнении с планом «Монаднок-билдинг» (1891 г.), последнего высотного здания с несущими монолитными стенами в США.

В следующем крупном сооружении Дженни — здании страховой компании (1883—1885 гг.) — в каркас наружных стен были включены стальные стойки. В фасаде этого здания нет единства и структурной ясности, присущих зданию «Лайтер-билдинг I»; сильно подчеркнутый цокольный этаж, завершающий полуциркульные арки в верхних этажах и увенчивающая основной карниз баллюстрада — все эти эклектические мотивы противоречат характеру каркасного строительства.

Основные постройки Дженни — «Фэйрбилдинг» (1891 г.) и «Лайтер-билдинг II» (1889 г.) — более современны. Исторические отголоски сведены до минимума: в фасаде видны лишь легкие профили баз колонн и их капителей, которые служат для того, чтобы зрительно превратить колонны в пилястры; можно было бы отчетливо представить себе эти колонны и без украшения.

Глядя на них, кажется, что сам Дженни с большим удовольствием исключил бы этот декор. Оба эти здания имеют полный стальной каркас; кирпичная кладка выполняет только роль облицовки стальных колонн.

Последовательное превращение ограждающей стены в несущий металлический каркас было впервые осуществлено Холабердом и Рошем в «Такома-билдинг» высотой 14 этажей. Здание, построенное в 1884 г., сейчас, к сожалению, снесено. В нем было применено сплошное остекление в эркерах, идущих сверху до низу,— мотив, перешедший за рубеж столетия. В своей важнейшей постройке — торговом здании «Маркетбилдинг» (1894 г.) — Холаберд и Рош очень близко подошли к четкому горизонтальному и вертикальному членению, примененному в «Фэйр-билдинг» и «Лайтер-билдинг II», и даже превзошли их в сокращении декоративных элементов.

Работы чикагских мастеров не следует оценивать с точки зрения современных представлений о каркасном строительстве. Строители не ставили перед собой цели развивать новую архитектуру — их задачей было возводить высотные дома наиболее совершенным методом. Насколько широко при этом они могли использовать архитектурные стили своего времени, зависело в значительной мере от требований заказчика. Они не нашли бы даже времени, чтобы теоретически обосновать архитектонику своих зданий.

Наиболее ярко выражен дух чикагской школы в «Релайнс-билдинг» и «Монаднокбилдинг». «Релайнс-билдинг» заслуживает высокой оценки. Здание отличается стройностью членений фасада и максимальным остеклением. Каркас здания четко выявлен.

Эркерные окна здесь вдвое шире, но значительно более плоские, чем в ранее построенных зданиях. Они не воспринимаются как декоративное дополнение, а органически объединяются со структурой складчатого фасада. При этом сами несущие конструкции на фасаде закрыты — каждый выступ фасада охватывает три стойки наружной стены металлического каркаса, благодаря чему средняя стойка скрыта за плоскостью окон, а обе крайние наполовину закрыты оконными коробками. Несущие элементы заметны только в углах и в нижних этажах. «Релайнс-билдинг» имел первоначально только пять этажей и был надстроен в дальнейшем десятью этажами. Настоящий прогресс сказался в архитектуре «открытых форм», проповедовавшей массовое применение одинаковых типовых деталей,— принцип, который для большепролетного строительства уже воплотился Пакстоном в проекте «Хрустального дворца»— скорее в результате случая, чем творческого поиска.

«Монаднок-билдинг» — оригинальнейшее из всех сооружений Чикаго, оно не имеет металлического каркаса; это настоящее массивное здание — высочайшая постройка своего времени с несущими кирпичными стенами. Консервативные заказчики отклонили первые эскизы металлического каркаса с терракотовой облицовкой фирмы «Бернхейм, Рут» и настояли на строительстве чисто кирпичного здания.

Рут постепенно заинтересовался кирпичной коробкой и с увлечением приступил к работе. Интенсивное закругление, с которого начинается наружная стена над далеко выступающим цокольным этажом и которая соответствует мягкому, взлетающему вверх выступу, и в дополнение ко всему — закругление углов — все это придает каркасу здания динамику и усиливает впечатление огромной несущей способности, которое внушают и глубоко врезанные оконные проемы.

С помощью эркерных окон, размещенных по каждой третьей оси, Рут вводил в фасад стальной каркас, уменьшая тем самым строительную массу и устанавливая связь с окружающими зданиями так, что на первый взгляд даже не чувствовалось коренной разницы в их структуре.

Возведенные к тому времени сооружения дают слабое представление о развитии стальных конструкций. Специальные публикации исчерпывались появившейся в 1901 г. в Нью-Йорке работой Дж. К Фрейтага «Архитектурная инженерия» («Architectural Engineering»), которая ставила перед собой примерно такую же задачу, как и настоящая книга. То, что инженеры играли в американском высотном строительстве важную роль, следует уже из заглавия, которое означало применение инженерных методов в планировке зданий и проектировании строительных конструкций.

Фрейтаг установил в чикагских конструкциях два типа, две ступени развития. Прежде всего основанная Дженни, созревшая в «Такома-билдинг» конструкция несущего каркаса, воспринимающего все нагрузки от перекрытий, крыши и стен и передающего их на фундаменты колонн и неполный каркас с передачей горизонтальных усилий на кирпичную кладку стен. Неполный каркас вскоре был вытеснен новым конструктивным типом, названным «клеткой» (Cage»). Здесь несущий каркас обладает горизонтальной жесткостью; ветровые связи относятся к общим элементам стального каркаса. Благодаря независимости несущего каркаса от стен, являющихся только ограждающими конструкциями, стали возможным создание