Метали знайшли широке використання не тільки для отримання ме- талевих конструкцій, але й як арматура у складі залізобетонних конструк- цій. Ще у 470 р. до н.е. у Арагасі (Сицилія) при будівництві було застосо- вано залізні армувальні балки довжиною до 4,5 м, а у 437 р. при будів- ництві Пропілей Афінського Акрополя для армування архітравних балок було використано залізні стержні довжиною до 2 м, які були замуровані у спеціально видовблені канавки у мармуровій конструкції.

У другій половині XVIII ст. запропоновано більш загальний підхід до проблеми армування: стержні закладали у розтягнуті зони цегляної клад- ки. Ця спроба виявилась невдалою, оскільки було зафіксовано корозію арматури. Уникнути корозії вдалось тільки в разі використання арматури в складі запізобетону. Спочатку з армоцементу був виготовлений човен (Ж. Ламбо, 1848р.), садові діжки, а потім перший резервуар для води (Ж. Моньє, 1848; 1872 рр).

Одним із найбільш значних етапів наступного розвитку залізобетону є виготовлення попередньонапружених виробів та конструкцій, в яких обидва компоненти працюють найкращим чином: бетон — завжди стис- нутий, а стальна арматура — розтягнута. До появи залізобетону великопро- гонні бетонні конструкції тільки дублювали кам’яні аналоги, але не дозво- ляли перекривати прогони більшої довжини. Із розвитком попередньона- пруженого залізобетону з’явилась можливість не тільки зведення багато- поверхових будівель, але й створення нових типів оболонок-перекриттів.

Як свідчить досвід минулого, будівельні матеріали та вироби, їх експ- луатаційні та естетичні властивості мають вагомий вплив на виникнення та становлення архітектурних форм, особливо в сучасних умовах розвитку науково-технічного прогресу.

1. Еволюція будівельних матеріалів та архітектурних конструкцій

Під впливом нових будівельних матеріалів суттєвих змін набули тра- диційні архітектурно-конструкційні форми, такі як стіна, балка, арка, купол. Підвищилися вимоги щодо комфортності житла, а отже і змінилася но- менклатура оздоблювальних, теплоізоляційних, гідроізоляційних та акус- тичних матеріалів.

Нові властивості та якості штучних будівельних матеріалів є однією із причин не тільки еволюційного перетворення традиційних архітектурних форм, але й виникнення сучасних конструкційних систем, поява яких бу- ла б неможливою без цих матеріалів. Поєднання окремих елементів залі-

зобетонних та стальних конструкцій в одне ціле сприяло появі рам і прос- торових систем, а нові можливості армування пластмас та плівок — різ- номанітних статично невизначених оболонок.

Вид матеріалу, тип конструкції, методи їх зведення є одними із визна- чальних факторів, шо враховуються при будівництві будинків та інженер- них споруд.

Захоплення величезними монументальними об’єктами є стародав- ньою традицією. Таке ж ставлення до розмірів залишилось і сьогодні. Людство не припиняє спроб збільшити висоту будівель та перекрити якомога більший простір.

За весь час використання деревини будівельники не змогли переви- щити стометрову висоту споруд, у разі застосування каміння висота спо-

руд досягла 150 м, а впровадження етапі та залі- зобетону дозволило зводити споруди висотою більше 500 м. Не заперечуючи певного впливу виду матеріалу на висоту будівель, все ж зазна- чимо, що в сучасних умовах висота будівлі ви- значається відповідністю комунікацій, а не тех- нологією будівництва. На сьогодні найбільша висота збудованого хмарочосу Бурж Дубаї дося- гає 810 м (м. Дубай, Об’єднані Арабські Еміра- ти) (рис. 1.19).

Відомі приклади показують обмежені мож- ливості стояково-балкової конструкції споруд: так максимапьний прогін, який перекривається балкою із природного каменю, становить 3...4 м, а балкою із деревини — 10...12 м.

Винахід аркових склепінь та купольних конструкцій споруд дав змогу ;• декілька разів збільшити прогін, що перекривається. Наприклад, вико- ристання кам’яної арки дозволило перекривати прогін у 50 м та більше.

У 123 р. до н.е. римляни побудувати Пантеон прогоном 43 м. Це досяг- нення було неперевершеним протягом 1700 років. Тільки у XIX ст. (1889 р.) при використанні стапьних конструкцій була побудована «Галерея машин», яка мала прогін 113 м.

У XX ст. багатопрогонні конструкції будувати із залізобетону, що було деяким поверненням до кам’яних конструкцій, причому у 50-х роках ве- личина прогону не перевищувані 100 м.

Із використанням сучасних технологій та нових матеріаіів зменши- лась матеріалоємність будівництва великопрогонних перекриттів та по-

21

кращилось відношення величини прогону до товщини конструкції. Щодо цього досить цікавим є аналіз розвитку конструкцій і типу використаних матеріалів при будівництві мостів.

Використання металевих арочних конструкцій дозволило значно збільшити прогін мостів: 165 м — віадук Гарабіт (1887 р.) (рис. 1.20, я); 298 м — Хельгетський міст у Нью Йорку (1917 р.); 503 м — міст через гавань у Сіднеї (рис. 1.20, б); 528 м — арочний міст у Нью Йорку; 1280 м — міст у Сан-Франциско (рис. 1.20, в). Також широко відомі проекти під- вісних мостів із прогоном 2 км, наприклад, міст через протоку Акасі в Японії (рис. 1.20, г).

22

Таким чином, починаючи із XVIII ст., різниця між максимальними прогонами мостів та будівель постійно збільшується. У Стародавньому Римі, у часи Середньовіччя та Відродження, максимальна величина про- гону мостів не набагато перевищувала максимальний прогін будівель. У наш час максимальний прогін у будівлях становить 216 м, що становить 1/6 максимального прогону моста. Це співвідношення при використанні сучасних матеріалів буде зростати й надалі. Наведені приклади ілюстру- ють значення впровадження нових будівельних матеріалів та їх вплив на розвиток нових конструкційних систем та архітектурних форм.

Історія світової архітектури свідчить, що при одних і тих же будівель- них матеріалах можуть формуватись різні стилі в архітектурі. Набір мате- ріалів, що використовується у будівництві, досить обмежений: камінь, де- рево, глина, цегла, бетон, але архітектурні рішення є різноманітними і визначаються естетичними смаками, традиціями та психологічними осо- бливостями народів світу.

Архітектура завжди тісно пов’язана із життям суспільства, тому що во- на відображає характер епохи. На формування архітектури впливають природні та соціальні умови, а також архітектурно-будівельні традиції та технічні методи будівництва. Останні в свою чергу впливають на розвиток будівельного матеріалознавства і спонукають до розробки та застосування нових матеріалів.

У зв’язку із вищенаведеним, слід назвати стрімкий розвиток технології отримання бетону і залізобетону, виготовлення композиційних матеріалів будівельного та спеціального призначення, широке застосування «сухого будівництва» із використанням гіпсокартону та впровадження сухих буді- вельних сумішей, перехід до використання замість окремих матеріалів — спеціально створених систем, наприклад, теплоізоляційних та гідроізоля- ційних.

Впровадження нових матеріалів змінило не тільки принципи конст- руювання, але і зовнішній вигляд будівель: у дизайні споруд поряд із тра- диційними матеріалами — керамікою, деревиною, природним камінням — широко почали використовувати металеві конструкції, склопакети, різно- манітні склопластики тощо.

Однією із принципових особливостей сучасної архітектури від архітек­тури минулого є її індустріальність і масове застосування виготовлених у промислових умовах будівельних виробів та конструкцій. Таким чином, будівельні матеріали безперечно мають значний вплив на створення і розвиток нових архітектурних форм, на конструктивні рішення будинків та споруд, визначають економічність, екологічність і загальний рівень

23