Такое же требование предъявляется к сталям для напрягаемой арматуры. Они должны быть специальными, высокопрочными, с огромным сопротивлением, так как иначе они не смогут создать в бетоне достаточно сильных предварительных напряжений. По рассмотренным выше причинам такие стали неприменимы в обычных железобетонных конструкциях, где при их действии в полную силу своих возможностей образовывались бы трещины недопустимой величины.
Положительных сторон у предварительного напряжения много. Так, например, конструкции этого рода легки, экономичны и по эстетическому воздействию значительно превосходят обычный железобетон. Их большая жесткость и несущая способность дают возможность перекрывать огромные пролеты, которые считались монополией только обычных железобетонных конструкций. Но обычный железобетон уже имеет конкурента, хотя тоже на основе вездесущей стали, но используемой в совсем малых количествах. По-видимому, это высшая форма строительства из бетона — форма, возможности которой далеко не исчерпаны.
Вот мы и рассказали о двух формах, в которых доказал свое право на жизнь один безнадежный материал. Пути обычного и предварительно напряженного железобетона пересекаются. Имея свой специфический облик, возможности и области применения в современном строительстве, они прекрасно дополняют друг друга.
ПОД ЗНАКОМ ТЕХНОЛОГИИ
Железобетон широко применяется для выполнения самых различных конструкций в обычном надземном, транспортном и гидротехническом строительстве. Рассказать обо всех этих конструкциях абсолютно невозможно. Поэтому мы познакомимся лишь с важнейшими его перевоплощениями в обычном строительстве, которое, несомненно, ближе нашему сердцу, нашей повседневной жизни. В сущности, промышленное и гражданское строительство (т. е. то; что мы называем обычным строительством) встречается нам чаще всего.
Классификация основных конструкций зданий строится в соответствии с их идеализированной статической схемой. Мы часто говорим о той или иной конструктивной системе. В сущности, конструктивных систем для этого типа зданий только три — каркасная, бескаркасная и смешанная. Каждая из них имеет свои особенности по способу строительства, поэтому делается группировка и по технологическим признакам ( так называемые строительные системы). Иногда системы по обеим классификациям объединяются в одну под общим названием «конструктивностроительные системы».
С каркасными системами, хотя и достаточно бегло, мы познакомились. Их вертикальными элементами являются стойки, а горизонтальными — балки и плиты. Несущая функция в значительной степени отделена от ограждающей, и только конструкции перекрытия предназначены одновременно для восприятия нагрузки и ограждения этажей. Первые железобетонные каркасы были выполнены примерно в начале века во Франции, в Париже, одним из «отцов железобетона» — Эннебиком. Сейчас эта конструктивная форма в бесконечных вариантах (в зависимости от строительной системы и конструктивной схемы) широко применяется во всех странах. Стойки могут быть монолитными или сборными, причем во втором случае они могут быть высотой в один этаж, в несколько этажей или во всю высоту здания. Плиты перекрытия могут воспринимать нагрузки в одном или в двух направлениях. В сущности, часто речь вообще не может идти о плитах в обычном смысле слова, так как они представляют собой элементы сложного поперечного сечения — многопустотные, лотковые или ребристые. Все это имеет одну цель — увеличение несущей способности конструкций и сокращение до минимума расхода материала. В каркасных системах все чаще используются и безбалочные конструкции перекрытия.
В первый раз такая конструкция грибообразной формы была применена в 1906 г. в США. В Европе приоритет принадлежит России: в 1908 г. видный русский и советский исследователь в области железобетона А. Ф. Лолейт спроектировал в Москве четырехэтажное здание (склад для молокопродуктов). В Западной Европе лидировала Швейцария (1910 г.). Новая система (разумеется, достаточно отличная от современных ее вариантов) за сравнительно короткое время получила широкое распространение. Определенные трудности теоретического характера были преодолены советскими учеными в 30-е годы, что окончательно «развязало руки» конструкторам.
Что наиболее характерно для безбалочных конструкций? С уверенностью можно сказать, что их название дает исчерпывающий ответ на этот вопрос. Из классической каркасной системы исключены балки, а плиты опираются непосредственно на колонны. Довоенные варианты обычно включали и капитель (расширение) в верхней части колонн. Таким образом тонкая плоская плита предохранялась от продавливания ее колонной. Сейчас капители почти не применяют. Плиты, правда, более толстые и из более прочного бетона укладывают непосредственно на колонны. Благодаря этому обеспечивается гладкий потолок, что является весьма значительным преимуществом с эстетической точки зрения. Но это чисто эстетическое преимущество просто бледнеет перед остальными.