Еще в 50-е годы его называли материалом века, и это определение недалеко от истины. Во всяком случае, к нему оно применимо в значительно большей степени, чем к пластмассам, специальным сплавам и другим искусственным материалам, с которыми у нас обычно ассоциируется представление о техническом прогрессе. История железобетона писалась одновременно с историей нынешнего столетия и оказала на нее огромное влияние, которое можно сравнить лишь с влиянием таких великих открытий, как автомобиль, радио, ядерная реакция. Его будущее — это и наше будущее. У железобетона нет конкурентов; он — единственное средство, позволяющее нам справиться с демографическим взрывом, ибо только благодаря этому материалу возможно массовое строительство.

 

ПРАВДА О ЖЕЛЕЗОБЕТОНЕ

Подавляющая часть зданий и сооружений на нашей планете построена из железобетона. Для его повсеместного распространения преградой не были ни климатические пояса, ни государственные границы, ни общественно-экономические условия. Он окружает нас всегда и везде. К его присутствию мы привыкли настолько, что почти не отдаем себе отчета о месте бетона в материальной культуре современного мира. А ведь он является тем столпом, на котором держится современное строительство. В нашей жизни он старательно скрывается за облицовкой и всевозможными покрытиями как нечто неприличное, чего не следует выставлять напоказ. А в сущности, мы должны им гордиться.

… Париж, 1855 г. Первая всемирная выставка. Среди кринолинов, цилиндров и фраков «доброго старого времени», рядом с огромным локомотивом Круппа и розовым монгольфьером последней модели затерялся, оставшись почти незамеченным, экспонат француза Ламбо — лодка из металлической сетки, покрытой цементом. Действие происходило под 50-метровыми стальными арками выставочного павильона, построенного специально для этого случая и являвшего собой чудо строительного искусства того времени. И это символично: под сводами из уже широко применяемого и сравнительно хорошо изученного материала — стали — скромно появился материал следующего века — железобетон.

Несмотря на такой документально засвидетельствованный факт, нынешние историки затрудняются назвать имя первооткрывателя этого исключительного материала. Сведений об отдельных изобретениях такого рода не так уж мало, но их половинчатый характер едва ли достаточное основание для присуждения лавров первооткрывателя. А ведь речь идет об открытии «столпа современного строительства»!

В 1861 г, француз Куанье опубликовал первую известную статью, посвященную будущему материалу. В статье описывались его предполагаемые возможности и подчеркивалось, что через некоторое время он займет ведущее положение. В 1967 г. Франция торжественно отмечала 100-летие железобетона, причем «героем дня» был садовник Монье. В 1867 г. он получил первый патент на необычайный симбиоз бетона и стали. Но история часто бывает несправедливой: запатентованные Монье армированные цветочные горшки, трубы и железнодорожные шпалы были эмпирическим продуктом, неким формальным железобетоном, который еще не был оплодотворен теоретической идеей. Она будет наполовину высказана только через 10 лет, а окончательно сформулирована еще 40 лет спустя, чтобы претвориться в жизнь в наши дни.

О бетоне мы рассказывали уже достаточно много. В сущности, это просто искусственный камень. Но, в отличие от природного камня, бетон может принимать различные конструктивные формы, застывать в самых необычных, нестандартных положениях, что делает его идеальным материалом для архитектурно-строительного творчества. С течением времени его прочность на сжатие (а она, как мы уже знаем, действительно каменная) не только не уменьшается, а, напротив, увеличивается. Хотя его рабочая диаграмма сильно отличается от рабочей диаграммы идеально упругого тела, но это не так уж страшно. Хуже то, что деформации реализуются не сразу после нагрузки, а медленно, постепенно, с течением времени; бетон ползет. Такая ползучесть бетона — весьма неприятное свойство, поскольку ведет к перераспределению усилий, которое трудно предусмотреть. Деформируемость бетона является причиной и другого типа перераспределения усилий, которое, в отличие от первого случая, оказывается даже желательным. Пластичность и «податливость» материала подобна аварийным клапанам в паровых котлах; благодаря этому опасность взрыва и катастрофы резко уменьшается. Более того, естественная «податливость» бетона приводит к более активному включению в работу слабо нагруженных сечений элемента, и конструкция используется более полноценно. Разумеется, поскольку это связано с пластическими деформациями, существует и оборотная сторона. Однако важнее другое — отсутствует опасность хрупкого, внезапного разрушения при работе бетона на сжатие.

Низкая цена и недефицитность бетона несколько омрачаются его исключительно малой прочностью на растяжение. Не трудно себе представить, где именно сильнее всего скажется это пренеприятное обстоятельство — в работе бетона на изгиб. Задолго до того, как будет полностью включена в работу зона сжатия и появятся описанные выше пластические явления, растягиваемая зона окажется на пороге разрушения.

А теперь несколько слов о «партнере» бетона — стали. Сталь — один из самых прочных материалов, известных человеку. Но и один из самых дорогих. В железобетоне используется почти исключительно прочность стали на растяжение, благодаря чему получается новый, сверходнородный композиционный материал. Замечательно в этом симбиозе то, что по сравнению со стальными конструкциями расход стали значительно снижается. Роль стали в железобетонных конструкциях подобна роли, которую играет в химических реакциях катализатор: относительно небольшие количества его превращают слабые или даже невозможные в иных условиях реакции в бурно протекающий процесс большого практического значения. Только в случае железобетона речь идет не о химических, а о механических свойствах. Минимальный расход такого дорогого материала, как сталь, не оказывает большого влияния на стоимость нового продукта. Железобетон несколько дороже бетона, но намного дешевле стали.

Причем сталь в данном случае попадает в «хорошие руки». Она защищена от коррозии, не нуждается в специальном уходе, а следовательно, и не требует дополнительных затрат. Более того, если даже в железобетонные конструкции закладывается арматура, которая находится в начальной стадии коррозии, то с течением времени она полностью очищается от ржавчины. Сталь хорошо защищена и от воздействия высоких температур, которые могли бы возникнуть во время пожара и самым неприятным образом отразиться на незащищенном металле. Кроме того, бетон и сталь, к счастью, имеют одинаковый коэффициент теплового расширения. В противном случае при изменении температуры возникали бы значительные внутренние напряжения, что сделало бы невозможным сосуществование этих двух материалов. Подобный иммунный барьер у живых организмов обычно ведет к гибели одного из «партнеров». Между сталью и бетоном такой «иммунной несовместимости» нет.

В железобетоне, как в математике, минусы взаимно нейтрализуются, а плюсы складываются. В результате получается исключительно удачная композиция из двух совершенно противоположных материалов. Сталь сообщает бетону столь необходимую ему прочность на растяжение, а бетон надежно защищает ее от внешних воздействий. Но в чем же «общая идея» этого материала?

Впервые с ее описанием мы встречаемся в американском патенте № 206112, выданном 16 июля 1878 г. на имя Тадеуша Хайата, коренного американца польского происхождения. Там мы можем прочесть: «Цементобетон — это бетон, изготовленный из цемента … в таком сочетании со сталью круглого сечения, что сталь помещается в областях, где есть растягивающие усилия». В 1885 г, та же идея была высказана немцем Кёненом.

Рис. 32. Принцип армирования: сталь концентрируется в областях, где возникают растягивающие напряжения

Действительно, главная, несущая арматура концентрируется в областях, где возникают напряжения-растяжения. Сначала методами строительной механики подробно исследуются усилия — изгибающие и крутящие моменты, нормальные и поперечные силы — и на основе полученной картины конструктор может судить о том, где в процессе эксплуатации или при аварийном состоянии могут возникнуть растягивающие напряжения. В соответствии с их величиной он определяет количество стали, которая должна быть вложена в определенные места железобетонной конструкции. На показаны принципиальные схемы трех наиболее распространенных железобетонных элементов — балки, плиты и вертикальной диафрагмы высокого здания. Арматура уложена со стороны растягивающих напряжений в бетоне.

Но это лишь часть правды о железобетоне. Необходимо знать, что между сталью и бетоном возникает сильное сцепление, которое практически непреодолимо вплоть до полного разрушения. А это говорит о том, что их деформации идентичны.

Рис. 33. Принцип работы железобетона основан на прочном сцеплении бетона с арматурой. При совместной деформации 0,015% бетон перестает работать, разрывается. В этот момент напряжение Арматуры составляет около 300 кг/см 2 . После этого трещины свободно расширяются и арматура беспрепятственно растягивается до того момента, пока в ней не возникнут соответствующие напряжения большей величины

Простейшую схему их совместной работы в зоне растяжения мы видим на , где показаны символические представители двух материалов в виде тел длиной, равной 1, и сечением, тоже равным 1. Два тела связаны в общий блок, который одинаково их деформирует (растягивает). Таким образом символически отражается сцепление, которое является причиной одинаковых деформаций в двух материалах. Но так как у стали модуль упругости приблизительно в 10 раз больше, чем у бетона, она (в соответствии с законом Гука) при данных деформациях будет работать с растягивающими напряжениями, тоже в 10 раз большими.

В этом и заключается рациональное зерно железобетона. Предельная, разрушительная деформация для бетона при растяжении в среднем составляет 0,15 мм на метр длины. Легко подсчитать, что в этом случае (т. е. при полном использовании сопротивления бетона растяжению) в нем возникнет напряжение 30 кг/см2, а в стали, которая в 10 раз прочнее, — 300 кг/см2. Но напряжение 300 кг/см2 значительно ниже возможностей стали. Как мы помним, расчетное сопротивление арматурной стали класса A-I равно 2100 кг/см2. Следовательно, несмотря на благоприятное соотношение напряжений в бетоне и арматуре, последняя используется не полностью… Тут мы приблизились к последней части правды о железобетоне, которая предполагает небольшую, так сказать, локальную катастрофу.

Итак, при деформации около 0,015% бетон раскрывается и «тандем» перестает существовать. Теряем ли мы от этого? Нет. Значительно более растяжимая сталь беспрепятственно реализует свою деформацию и при достижении величины, которая в 10 раз больше, чем критическая у бетона, начинает работать поистине в полную силу. Для стали класса А-III, например, она составляет 3600 кг/см2. В сравнении со столь значительной величиной скромное общее сопротивление «тандема» — всего лишь 330 кг/см2 — почти что ничего не значит, но это значит, что сопротивление бетона растяжению может вообще не приниматься в расчет. Оно не только само по себе мало, но и существенно ограничивает возможности стали.

Процессы в зоне растяжения железобетонного элемента, подвергающегося изгибу, можно огрублено сравнить с элементарной физической моделью, какой является полоска бумаги с приклеенной к ней резинкой. С растяжением этой несколько смешной конструкции начинаются и деформации. Но так как бумага значительно менее растяжима, чем резинка, то в какой-то момент она рвется. С этого мгновения резинка растягивается свободно, воспринимая все большую нагрузку — во много раз больше той, которую воспринимает система «бумага — резинка».

 

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОН

Итак, подведем итоги. В растягиваемой зоне всех железобетонных элементов с обычной арматурой допускаются трещины. Может быть, это звучит странно и необычно, но практически только так может существовать целесообразный железобетон, только так может быть достигнут ощутимый эффект от арматуры. Иначе говоря, теория и практика современных железобетонных конструкций строятся на локальных катастрофах, которые происходят в подвергающихся растяжению объемах, после чего бетон полностью исключается из работы на растяжение.

Рис.34. Возможная картина трещин в железобетонной балке

О размерах трещин, которые возникают в реальных конструкциях, можно получить представление из (свободно опертая изгибаемая балка). Необходимая полезная деформация в арматуре возможна главным образом за счет трещин. При напряжении в стали 2100 кг/см2 и модуле упругости 210 000 кг/см2 относительное удлинение (деформация), по закону Гука, составляет 1 мм/м. Оно может реализоваться при трещинах шириной 0,2 мм, расположенных на расстоянии 20 см одна от другой.

Рис.35. Идеализированная схема напряженного состояния при изгибе железобетона. Стадия III - миг перед разрушением

Проследим стадии напряженного состояния, через которые последовательно проходит, например, среднее (наиболее нагруженное) сечение балки, от момента нагрузки до разрушения. При очень малой величине внешней нагрузки изгибающий момент тоже очень мал (). Бетон в состоянии воспринимать незначительные растягивающие напряжения, а в связи с их незначительной величиной пластические деформации почти не проявляются. Можно сказать, что закон Гука в силе — диаграмма напряжений имеет линейный характер. Такое идиллическое положение сохраняется до того момента, пока растягивающие напряжения в бетоне не достигнут величины его прочности на растяжение (стадия I напряженного состояния).

Но изгибающий момент продолжает увеличиваться. В связи со склонностью к пластификации зона растяжения не разрывается; наиболее нагруженные нижние слои «поддаются» — начинают деформироваться при постоянном напряжении, равном прочности на растяжение, что позволяет расположенным выше и менее нагруженным слоям тоже растягиваться до того момента, пока в них не установится напряжение, равное прочности на растяжение. Этот процесс перераспределения напряжений охватывает всю зону растяжения, и их диаграмма принимает вид, близкий к прямоугольнику (стадия 1а).

Но это лишь прелюдия к локальной катастрофе. Незначительное увеличение момента неминуемо ее вызовет, и появится трещина. В этот момент все растягивающие напряжения концентрируются в арматуре. Однако напряжения в зоне сжатия все еще гораздо ниже возможностей бетона, поэтому пластификация там выражена слабо. С известными оговорками их диаграмма может считаться треугольной. С увеличением момента сжимающие напряжения постепенно достигают сравнительно большой величины, которая вполне обоснованно могла бы считаться максимально допустимой при проектировании железобетонных конструкций (стадия II напряженного состояния).

И действительно, стадия II десятки лет (а во многих странах и сейчас) была той базой, на которой проектировались железобетонные конструкции (конечно, если не принимать в расчет первых, архаичных образцов железобетона, основой расчета которых была стадия I).. Но посмотрим, что происходит потом.

С увеличением изгибающего момента начинает пластифицироваться и зона сжатия. Напряжения достигают прочности бетона на сжатие, «поддаются» и расположенные ниже слои. Постепенно диаграмма трансформируется в сильновыпуклую параболу, близкую к прямоугольнику (стадия III). Между тем арматура достигает предела текучести и тоже значительно «поддается», появляются значительные трещины, и, поскольку бетон не так пластичен, не так деформируем, как сталь, он не выдерживает этого «состояния в деформациях» и разрушается. Во всяком случае, разрушение начинается со сжимаемой зоны бетона.

Именно III стадия лежит в основе расчета железобетонных конструкций в СССР и других развитых странах, включая и НРБ. Многолетние исследования и богатый практический опыт дают достаточно оснований считать, что это не «балансирование на краю пропасти», а единственно целесообразный подход, отвечающий индивидуальности такого специфического материала, как железобетон.

Заслуживает внимания тот факт, что в различных сечениях одного и того же элемента одновременно наблюдаются все стадии напряженного состояния. Так, например, балка, показанная на , в середине при максимальном моменте уже работает в стадии III, а с приближением к опорам и соответствующим уменьшением моментов последовательно переходит в стадии II, Iа и I.

Но у читателя не должно оставаться впечатление, что образование трещин в обычном железобетоне является чем-то полезным. Скорее, это неизбежное зло. При наличии трещин в зоне растяжения возникает опасность коррозии арматуры, а это и впрямь удар по одному из ценнейших качеств железобетона. Ширина трещин должна ограничиваться, и в некоторых случаях, например в гидротехнических сооружениях, ограничение это весьма существенное. С другой стороны, трещины значительно уменьшают общую прочность железобетонных элементов и конструкций. Кроме того, исключается возможность использования высокопрочных сталей, так как большие напряжения, которые они могут воспринять, сопровождаются значительными деформациями, т. е. образованием недопустимых трещин. Это очень неприятное обстоятельство, поскольку прочность этих сталей растет гораздо быстрее, чем их стоимость, и их использование с экономической точки зрения является весьма целесообразным.

Но так или иначе трещины в обычных железобетонных конструкциях неизбежны, и мы вынуждены с этим мириться. Интересно, однако, что первое время специалисты совсем не хотели мириться с трещинами.

В течение первого десятилетия нынешнего века было выполнено множество железобетонных конструкций, и в результате наблюдений за ними в инженерном мире возникла паника. Было обнаружено трещинообразование. Для тогдашней строительной практики, имевшей дело со сталью, камнем и деревом, трещина была синонимом катастрофы, несомненным признаком цепной реакции грозной строительной аварии. Оказалось, что наличие арматуры в зоне растяжения не предотвращает растрескивания бетона. Мы об этом уже знаем, а тогдашние строители даже не подозревали.

Последовали самые крутые меры. В 1909 г. главный инженер немецких железных дорог от имени своего ведомства обязал инженеров-строителей повысить устойчивость бетона к образованию трещин с 30 до 150%. Этому примеру последовали и в других странах. Можно себе представить, каких мощных сечений и каких огромных количеств стали требовал подобный подход. Итак, на карту поставлено будущее железобетона…

Эти временные колебания, обусловленные низким уровнем тогдашних знаний, стимулировали поиски такого железобетона, который работал бы без трещин. Поэтому с самого начала развитие этого странного материала шло двумя различными, независимыми один от другого путями, вследствие чего до нас дошли принципиально различные его формы, настолько различные, что многие специалисты считают грубой ошибкой объединять их под общим названием «железобетон».

Пусть сопротивление бетона растяжению невелико, рассуждали тогдашние специалисты, пусть он легко трескается, но зато он обладает большой прочностью на сжатие. Нельзя ли предварительно создать в нем настолько сильные сжимающие напряжения, чтобы в эксплуатационном состоянии напряжения растяжения были полностью нейтрализованы? В таком случае бетон теоретически почти не нуждается в арматуре; он превращается в новый материал, совершенно отличный от исходного, с гораздо большими возможностями.

Время убедительно доказало рациональность этой простой, на первый взгляд, идеи.

Рис.36. Бесценная идея под названием "предварительно напряженный железобетон"

Рассмотрим пример на , где представлена бетонная балка на двух опорах, которая воспринимает нагрузку, в десятки раз большую, чем та, что могла бы привести к образованию трещин и разрушению. В нижней ее части, т. е. там, где ожидаются эксплуатационные растягивающие напряжения, оставлен канал, через который протянут напрягающий элемент — высокопрочная сталь. С помощью мощных прессов канат растягивается — напрягается, а затем анкеруется в концах элемента. Получается внутренне уравновешенная система — растяжение в стали, которое вызывает сжатие в бетоне. Отдельные параметры напряжения могут быть рассчитаны таким образом, чтобы растягивающие напряжения от внешней нагрузки были полностью нейтрализованы. Это можно видеть по диаграмме нормальных напряжений на : диаграмма предварительного напряжения суммируется с напряжением от эксплуатационной нагрузки, в результате чего получается лишь сжатие по высоте всего сечения.

Разумеется, в бетоне могут также допускаться и определенные растягивающие напряжения, что приведет к экономии. В этом случае предварительно напряженный бетон будет работать в стадии I, или, как принято в некоторых странах, — в стадии Iа. О трещинах не может быть и речи. Получается новый бетон, по поведению близкий к упругим материалам.

В сущности, то, что описано выше, является основным в идее предварительного напряжения. В действительности конструкции весьма разнообразны по форме, назначению и нагрузке, но подход один — детальное исследование действия нагрузок, выделение зоны растяжения и расчет параметров возникающих напряжений. Весьма интересны методы создания предварительных напряжений сжатия в бетоне. Здесь еще раз обнаружилась безграничная изобретательность человека. Среди множества самых разнообразных методов предварительного напряжения можно выделить две основные группы: напряжение до бетонирования и напряжение после бетонирования. В первом случае бетон укладывается на напряженную арматуру; после его схватывания арматура ослабляется и за счет сцепления, которое возникает между обоими материалами, передает усилие на бетон. Для предварительного напряжения используют тонкие высокопрочные нити (струны, проволока), а также канаты, скрученные пучки и т. д. Это — высокоиндустриализованный метод производства предварительно напряженных железобетонных элементов, поэтому он применяется в заводских условиях и предназначен для сборного строительства. На заводе элементы чаще всего изготовляют на длинном стенде. На натянутые напрягающие стальные элементы длиной в десятки метров укладывается бетон сразу для многих железобетонных изделий.

Основным недостатком этого метода является то, что проволока имеет прямолинейную форму, что ограничивает область применения таких железобетонных элементов. Зато напряжение после бетонирования, о котором мы уже рассказали (), — метод почти универсальный. Напрягающие элементы в виде пучков стальной проволоки, кабелей или канатов помещают в специально для этого оставленные каналы, приблизительно соответствующие траекториям главных растягивающих напряжений. После «натяжения» напрягающие элементы должны быть заанкерованы в конструкции, чтобы передать ей свою силу. А ведь конструкция может весить десятки, сотни и даже тысячи тонн! Поэтому необходимы специальные закрепляющие приспособления (анкеры). Универсальность и большие возможности этого метода несколько омрачаются его трудоемкостью, сложностью и замедлением темпов работ.

Почти полвека назад на одной выставке во Франции посетители удивленно останавливались перед странным экспонатом, как будто опровергающим законы механики и вызывающим мысль об антигравитации. Экспонат — модель мостовой балки в масштабе 1:10 — состоял из пяти отдельных бетонных частей () удивительно малого поперечного сечения, соединенных встык без каких бы то ни было связей между ними. Балка была невероятно тонкой, ее высота была в 33 раза меньше ее длины (у обычных железобетонных конструкций это соотношение в два- три раза меньше). Экспонат не только не падал, но еще спокойно выдерживал демонстрационную нагрузку в 1200 кг без видимого прогиба, причем отдельные его части оставались плотно пригнанными одна к другой.

Эта «умопомрачительная», по определению тогдашних журналистов, конструкция была представлена и с определенной пропагандистской целью. Она должна была привлечь внимание государственных ведомств и частных фирм к возможностям предварительного напряжения, поскольку, как можно видеть на рисунке, альфой и омегой всего был параболический (фактически скрытый от глаз) напрягающий кабель, который держал бетон в режиме постоянного и сильного сжатия.

Работа в режиме постоянного сжатия — вот объяснение как приведенного выше примера, так и всего направления в развитии железобетонных конструкций, названного «предварительно напряженный железобетон», Это сжатие в рассматриваемом случае было настолько велико, что полностью нейтрализовало действие внешней нагрузки и обеспечивало плотность швов между блоками. Отсюда следует одно важное требование к конструкциям такого рода — они непременно должны быть высокопрочными. В противном случае предварительное напряжение израсходует сопротивление бетона сжатию, а внешняя нагрузка, увеличивая напряжения сжатия в отдельных точках, приведет к разрушению.

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.

Так, например, упрощается проблема прокладки различных инженерных сетей, так как отсутствуют препятствующие этому балки (гладкое перекрытие является идеальным для устройства лучистого отопления) ; уменьшается объем строительных работ; улучшаются санитарно-гигиенические условия; создается возможность свободной планировки. Последнее является особенно ценным. Внутренняя перегородка не фиксируется на вечные времена, поскольку нет балки, специально предназначенной для ее опирания. Здания с безбалочным каркасом функционально более гибки, они допускают различные изменения в расположении внутренних помещений и соединений между ними. В конечном счете уменьшается и общая кубатура здания, так как междуэтажная плита занимает примерно 1/20 высоты этажа, а перекрытие при балочной системе — 1/10—1/5.

Вторая конструктивная система — бескаркасная — состоит из несущих стен, плит перекрытия и покрытия. Мы часто встречаем представителей ее монолитной разновидности — здания, строящиеся с применением скользящей (или подвижной) и крупноразмерной (или крупнощитовой) опалубки, а также ее сборную разновидность — широко распространенные крупнопанельные здания. Как мы видим, здесь несущая и ограждающая функции сочетаются в одних и тех же элементах. С формальной точки зрения это — возвращение назад. Такая двойственность характерна для строительства начиная с древнейших времен и кончая недавним прошлым! Все дома с несущими кирпичными стенами, в сущности, относятся к бескаркасной конструктивной системе. И все же это «возвращение назад» в масштабах всей планеты осуществляется во имя технологичности, упрощения и ускорения строительства.

Итак, под знаком технологии. Оказывается, при нынешних масштабах и темпах строительства технологические соображения являются не менее важными, чем конструктивные. Более того, в ряде случаев речь идет в первую очередь о том, как построить, а не о рациональности и экономичности конструкции. Причин такого несколько необычного положения две: темпы работ и рабочая сила. Стремление строить быстро является естественным и закономерным; например, чем быстрее будет построен завод, тем быстрее он вольется в национальную экономику как рентабельная, приносящая доход единица, тем быстрее окупятся капиталовложения. Огромная потребность в жилье тоже может быть удовлетворена в сравнительно короткие сроки только в случае высоких темпов строительства.

Что же касается рабочей силы, то это вопрос более деликатный. С одной стороны, рабочие-строители во многих случаях являются крайне дефицитными кадрами, а с другой стороны, — особенно в промышленно развитых странах — удельный вес фонда заработной платы в общей смете строительства очень высок. Подобно тому как это происходит в промышленности, здесь тоже существует тенденция свести к минимуму человеческое участие, затраты живого труда. Иначе говоря, индустриальные методы, рожденные в промышленности почти два века назад, в середине нынешнего столетия стали актуальными и для строительства.

Дело дошло до того, что в массовом строительстве отправной точкой стала технологичность. Современные технологи произвели на свет новые, невиданные конструкции. Может быть, они не столь экономичны (по расходу материала) и не столь целесообразны, как хотелось бы с точки зрения статики, но они обеспечивают высокие темпы строительства и сокращение затрат живого труда. Ярче всего это проявляется в случае железобетона.

В первые теплые дни апреля по площадке, отведенной под строительство, сновали ловкие люди с плотницким инструментом в руках и складными метрами в задних карманах. Пока они мерили и пилили доски для опалубки, другие люди, с лопатами и кирками, завершали рытье котлована под фундаменты, а третьи разгружали цемент, кирпич, песок, щебень. В мае объект уже оглашался воем бетономешалки и короткими криками на польском, ирландском или итальянском языках — в зависимости от того, в какой стране происходило действие. Этот жизнерадостный шум продолжался до начала зимы; тогда люди уходили, и остались холодные, незавершенные корпуса. Начинался «мертвый» сезон.

До сравнительно недавнего времени считалось, что строительство из железобетона имеет сезонный характер. Во всех странах умеренного пояса с первыми холодами кончались все основные технологические процессы. Получается странный парадокс: одна из важнейших отраслей материального производства простаивает в течение полугода, тогда как фабрики и заводы продолжают выдавать свои изделия независимо от сезона.

В отличие от всех других продуктов технической цивилизации продукт строительства создается непосредственно на месте его потребления.

Представим себе на минуту, что так обстояло бы дело и с другими промышленными изделиями, например с газовыми плитами: цех со всеми машинами, источниками энергии и рабочими бродит из квартала в квартал, из города в город, чтобы произвести продукцию именно там, где она будет использоваться (на кухне).

Ужасно, не правда ли? К сожалению, почти так же ужасно обстоит дело и в строительстве.

Трудность заключается в том, что классический бетон является монолитным материалом. Изготовление конструкции осуществляется на стройплощадке. Практически все происходит на стройплощадке. Правда, сезонность работ в значительной степени преодолена. Существуют методы бетонирования в зимнее время, которые хотя и замедляют процесс строительства, но зато превращают его в непрерывный. С другой стороны, есть операции, например приготовление бетонной смеси или изготовление арматуры, которые вполне могут выполняться на специальных бетонных заводах и в арматурных цехах. Но сама конструкция, несмотря ни на что, создается на строительной площадке. Монолитность, столь ценная со статической и конструктивной точки зрения современных требований оказывается минусом.

Символы технического прогресса — конвейерное производство и автоматизация — нашли свое место и в древнем плотницком ремесле, возведя его до уровня современного индустриального строительства.

Один из его видов называется «строительство из сборного железобетона».

 

СУПЕРМАРАФОН…

Что было бы, если бы мы начали производить дома на заводе? Это предполагает поточные линии, стопроцентную механизацию, автоматизацию отдельных операций — все огромные плюсы промышленных методов. В результате с конвейерных линий ежедневно сходят новые дома, а в печати мы читаем сообщения: «… Сегодня домостроительный комбинат №… выпустил 100-тысячную за год квартиру…».

Подобная, хотя и не столь идиллическая картина для нас не новость. Сборное строительство постепенно становится частью нашей будничной жизни, и мы почти не отдаем себе отчета, какая революция произошла в строительстве, какой гигантский скачок был сделан от векового традиционализма к нашему времени.

Разумеется, производят не готовые дома, а части домов — отдельные сборные элементы, которые монтируют на объекте. По-видимому, обычная фаза неизбежна, но она может измениться до неузнаваемости. Существует стремление перенести как можно больше процессов в заводские условия, выполнять там даже штукатурные и плиточные работы, работы по устройству полов, монтировать коммуникационные сети, изготовлять полностью укомплектованные санитарные узлы, так чтобы оставалась только сборка здания, а пресловутые отделочные работы были сведены к минимуму.

Сейчас на домостроительных комбинатах и строительных заводах НРБ выполняется около 80% всех работ по сооружению зданий. Высокие темпы, которые достигаются благодаря этому, сделали сборное строительство в Болгарии и других социалистических странах «направлением номер 1».

Несколько слов об элементах, применяемых в сборном строительстве. Часто они весят десятки тонн, не менее внушительны и их размеры. Но точная величина — это проблема из проблем. С одной стороны, чем больше элементы, тем лучше, тем большая часть работ выполняется на заводе (что означает дополнительный заводской эффект). Так что с этой точки зрения желательно, чтобы сборные элементы имели размеры здания, которое строится, и на строительной площадке вообще не производились строительные работы как таковые.

Но тогда возникает вопрос: как перевозить с завода на объект такие огромные элементы? Дороги и дорожные сооружения предусмотрены для транспортных средств со строго определенными габаритами, которые не могут быть превышены. Мосты рассчитаны на предельную загруженность проезжающего по ним транспорта, которая представляет собой отнюдь не астрономическое число. А сами транспортные средства, которые будут перевозить элементы? Двухсоттонные автомобили-гиганты в наше время являются пределом. Кроме того, доставленные каким- либо образом на объект элементы должны быть смонтированы, а подъемные средства тоже имеют ограниченные возможности.

Поэтому от целого мы неизбежно придем к более мелкой его части. Возникает ряд конструкторских проблем в связи с тем, как «разрезать» на части монолитную конструкцию, чтобы существенно не пострадала ее статическая работа, а соединения между отдельными элементами (которые выполняются на стройплощадке) не оказались слишком сложными и трудоемкими. Например, в случае расчленения многоэтажного каркасного здания по высоте существует несколько возможностей. Рассмотрим две из них.

Стойки «разрезаются» в уровнях перекрытий. Такое расчленение имеет большие преимущества с точки зрения технологии, однако соединения между элементами должны непременно воспринимать и изгибающий момент (именно в уровне перекрытия моменты при землетрясениях и ураганах достигают наибольшей величины). Следовательно, необходимо обеспечить непрерывность арматуры в месте соединения, что не так просто. Вообще жесткие соединения являются самыми дорогими, самыми трудоемкими и требуют наибольших затрат времени. Если же, несмотря ни на что, мы откажемся от жестких соединений, надо будет проектировать специальные вертикальные диафрагмы, которые бы воспринимали усилия при землетрясениях, и ураганах.

Колонны «разрезаются» в уровнях, расположенных между смежными перекрытиями. Такое расчленение приводит к трудностям производственного и строительного характера, но зато соединения между колоннами упрощаются — они могут быть и нежесткими (в определенных местах моменты при ветре и землетрясении значительно меньше). Однако связи между балками и колоннами должны быть жесткими, т. е. должны воспринимать изгибающие моменты (так же, как и в первом случае) .

Проблема соединений конкретно решается на фоне конкурентной борьбы двух методов: сварки и замоноличивания бетоном. Сварка обеспечивает высокие темпы работ, но если она доминирует, мы выходим за рамки специфики железобетона и вступаем на «территорию» стальных конструкций, что не может не отразиться на стоимости строительства. С другой стороны, более естественный в данном случае метод — замоноличивание — является весьма трудоемким и приводит к снижению темпов работ. Поэтому два метода соединения элементов применяются в принципе совместно (да иначе и быть не может), но их взаимное «дозирование» является довольно сложным делом.

Не последнее место при расчленении занимают и соображения инженера-технолога завода, на котором изготовляются элементы. Желательно, чтобы элементы имели как можно более простые сечения и линейные очертания, без выступающих частей, углублений и т. д. Сложные контуры элементов затрудняют их изготовление, хранение, транспортировку и монтаж. Но все это желательные, а не обязательные требования.

Пределом укрупнения сборного строительства являются так называемые объемные элементы, которые имеют размеры помещения или группы помещений. Существует четкое стремление к тому, чтобы они поставлялись заводом-изготовителем в полностью укомплектованном виде (только что без занавесок и картин на стенах). Определенно можно сказать, что им принадлежит будущее. Внедрение методов строительства зданий из таких элементов в СССР, ГДР и НРБ является живой иллюстрацией аллегорического выражения «растет не по дням, а по часам». Предпринимаются попытки их транспортировки и монтажа с помощью вертолетов и даже дирижаблей. Это тот путь, который поможет сборному строительству проникнуть и в наиболее труднодоступные районы.

А каковы возможности сборного строительства? Практически не ограниченные. Строятся даже сборные дороги и аэродромы. Новый метод оказался незаменимым не только в жилищном, но и в промышленном строительстве: короткие сроки строительства определяют быстрый ввод новых мощностей и приближают на целые годы дату их окупаемости. В НРБ промышленные здания строятся именно таким образом. Разработанная в стране еще в 60-х годах «Номенклатура сборных элементов одноэтажных промышленных зданий», которая постоянно совершенствуется и дополняется, позволяет проектировщику в буквальном смысле слова собирать из каталогизированных элементов самые разнообразные промышленные здания, удовлетворяющие нужды почти всех видов производства. Это — здания каркасно-панельной системы. После монтажа основных несущих элементов (стоек, балок) полученный каркас ограждается соответствующими стеновыми, кровельными и светопрозрачными панелями.

Для магазинов, общественных и административных зданий, лечебных учреждений и учебных заведений в НРБ внедряются все более эффективные сборные системы — каркасно-панельные, каркасно-безбалочные и смешанные, что являются результатом ответственной творческой работы по типизации и унификации архитектурно-эксплуатационных и конструктивных параметров. Вопрос этот имеет исключительно важное значение, поскольку типовой проект обеспечивает одно серийность домостроительных комбинатов, а именно это и является основой наибольшей эффективности индустриальных методов. Однако, с другой стороны, типовой проект приводит к безрадостному однообразию архитектуры жилой застройки, которое всем нам хорошо знакомо. Необходимая гибкость, т. е. возможность с помощью определенного набора унифицированных элементов вносить разнообразие не только в планировочную схему, но и в эстетический облик зданий, вполне достижима и в сборном строительстве ближайшего будущего.

Бесспорно, самой распространенной формой сборного строительства, часто отождествляемой с ним самим, является критикуемое, осмеиваемое … и тем не менее спасительное крупнопанельное строительство. Элементы (стены, перекрытия) с размерами на комнату исключительно технологичны и к тому же оказываются решающими для сальдо, которое специалисты подсчитали еще в 50-е годы. Сейчас нет другого средства, чтобы решить проблему жилищного кризиса, который наблюдается почти во всех странах мира. То обстоятельство, что крупнопанельное строительство еще далеко не совершенно, — другой вопрос. Однако не следует забывать, что и появилось оно сравнительно недавно. Против монотонности его архитектурного облика и жестких планировочных решений мыслью и карандашом борется уже второе поколение специалистов… И все же в значительной степени это проблемы сборного строительства в целом. Но именно в жилищном строительстве (по вполне понятным причинам) его недостатки драматизируются и становятся предметом всеобщего обсуждения, чем неоднократно пользуются некомпетентные противники сборного метода.

Сейчас от технологов требуется все, на что они способны. Не составляют исключения и заводы по изготовлению сборных элементов. Надо ли, чтобы бетон достигал окончательной прочности, на которую рассчитана конструкция? Разумеется, нет. Достаточно, чтобы он достиг прочности, достаточной для транспортировки (довольно малой), и элемент уже на пути к объекту. Но нельзя ли сократить и те несколько дней, в течение которых бетон набирает транспортировочную прочность? Ответ здесь может быть только один: да. Используются различные методы для ускорения процесса схватывания и твердения бетона — электронагрев, инфракрасное излучение — и дни сводятся к часам. А почему бетон должен быть тяжелым? Если он станет легче … немного легче, эго даст столько новых преимуществ: элементы будут больше, транспортировка и монтаж проще, а строительство быстрее. Именно поэтому внедряются легкие бетоны на базе легких заполнителей природного и искусственного происхождения.

Объект, который строится сборным методом, выглядит совсем не так, как может представить нам наше не лишенное инертности воображение. Нет бетономешалки, каркаса, не слышно стука топоров и визжания пил. Трудно увидеть и людей — их совсем мало. Зато обращает на себя внимание работа подъемного крана — автокрана или башенного крана, он — основная фигура на объекте. Есть несколько монтажников, несколько сварщиков — и это все. Человек может возводить огромные корпуса при минимальных трудозатратах и притом за считанные дни. Резкое снижение затрат «живого труда» — одно из самых ценных качеств сборного строительства.

Это — один из важнейших показателей современного производства. В этом отношении наше строительство сделало качественный скачок вперед, который позволил при относительно трудных и специфических условиях добиваться результатов, соответствующих темпам производительности труда других отраслей производства.

Что же сказать в заключение? Может быть, то, что сборность — принцип, естественный только в случае применения стальных и деревянных конструкций. Применение его для железобетона является не таким легким и не таким естественным. Для железобетона естественна монолитность, с нарушением которой мы многое выигрываем, но многое и теряем. Однако окончательный баланс — в пользу сборности.

 

… И ЕГО КОНТРАПУНКТ

Логично было бы ожидать, что все плюсы сборного строительства являются «черными» минусами классического монолитного метода. Однако в последние годы мы стали свидетелями определенного перерождения, переоценки. Монолитное строительство — порицаемое, заброшенное, запрещаемое — встало на путь изменения облика строительной площадки, отнимая тем самым часть лавров у сборного строительства. Это стало возможным благодаря созданию ряда новых технологических методов возведения монолитных конструкций.

Трудно сказать, что сразу преодолены все «черные» недостатки монолитного строительства. Да, кроме того, не все они такие уж «черные», и даже не все являются недостатками. Например, отсутствие заводского звена в производственном цикле не освобождает от необходимости выделять определенные капиталовложения на домостроительные заводы, т. е. при сравнительно небольших затратах всегда можно развернуть широкое строительство, не переводя его полностью на индустриальную основу.

Причиной всех этих недоразумений является опалубка. В ней он твердеет, набирает прочность, зреет. При обычных и уже отвергнутых методах выполнения монолитных конструкций опалубка сколачивалась из досок и балок. А это — тысячи кубометров крайне дефицитных лесоматериалов, которые в значительной степени уже не годны для повторного употребления, поскольку были разрезаны специально для конкретного случая. При этом дерево необходимо как для самой опалубочной формы, так и для лесов, которые ее поддерживают. Если прибавить еще большие затраты труда и времени на выполнение этих плотницких работ, «портрет» классической формы опалубки будет совсем полным. Опалубка — самое слабое звено монолитных конструкций. И именно укрепление этого слабого звена лежит в основе всех технологий монолитного строительства.

Начнем со скользящей (или передвижной) опалубки. Идея состоит в следующем: после укладки фундаментов по всему периметру здания, а также на местах несущих внутренних стен выполняется опалубочное кольцо высотой порядка 1 м. Специальными гидравлическими, механическими или пневматическими устройствами кольцо постепенно передвигается (скользит) со скоростью около 15 см/ч. Такова и скорость, с которой растет здание. Непрерывно укладываются арматура и бетон. В тот момент, когда нижний край скользящей опалубки освобождает затвердевший бетон, прочность последнего составляет уже около 5 кг/см2, чего вполне достаточно, чтобы он выдержал тяжесть находящейся в опалубке конструкции вместе со всеми подмостями на ней, оборудованием и людьми. Таким образом, при сравнительно высоких темпах строительства могут возводиться здания большой этажности.

Другая технология — метод подъема перекрытий — позволяет возводить монолитные здания с очень гибкой планировкой (при скользящей опалубке несущие внутренние стены сковывают свободу планировки будущих помещений). Гибкость прекрасно сочетается с почти полным исключением опалубки.

Все дело в том, что плиты — от первой до последней — отливаются на бетонном настиле, устроенном поверх насыпи, закрывающей основание. Перенесение основных строительных операций на уровень земли значительно облегчает процесс строительства. Но посмотрим, как плиты занимают свои места по высоте здания.

В определенных местах на плитах располагаются подъемные гидравлические механизмы. Они опираются на прочные стальные стойки, которые проходят через отверстия в плитах и стоят на фундаментах. Сам пакет перекрытий висит на тонких металлических прутьях; они тянут его наверх под напором масла в цилиндрах. Одна важная особенность: подъемные устройства должны работать синхронно, т. е. за одно и то же время поднимать пакет на одну и ту же высоту. В противном случае плиты могут треснуть и этот метод строительства скомпрометирует себя.

Когда самая нижняя плита пакета перекрытий достигает уровня будущего второго этажа, пакет останавливается и под него подводят готовые железобетонные стойки, на которые он опускается. Число колонн равно числу подъемных механизмов, так что под каждым из них находится железобетонная стойка. Затем стальные стойки подъемного устройства ставят на специальные элементы в верхней части колонн, чтобы продолжить подъем.

Строящееся таким образом здание растет со средней скоростью 5 см/ч. Высокие темпы строительства, к сожалению, омрачаются некоторыми достаточно сложными предварительными мероприятиями. Так, например, чтобы обеспечить устойчивость пакета во время подъема (а также в условиях эксплуатации — при ветре и землетрясении), необходимо прежде всего построить лестничные клетки, которые включают в свой объем сами лестницы, лифтовые шахты, мусоропроводы и т. д. Лестничные клетки сооружают при этом чаще всего методом скользящей опалубки. В результате образуется башнеобразная опора, на которую пакет может опереться, если во время подъема что-нибудь его раскачает. Но все это удлиняет время строительства.

С другой стороны, поскольку в эксплуатационных условиях для восприятия горизонтальных сил необходимы вертикальные диафрагмы, они должны дополнительно воздвигаться в процессе подъема. Этот мокрый и длительный процесс и определяет скорость, с которой возводится здание. Во всяком случае, именно эти два момента устанавливают предел темпов строительства, который преодолеть невозможно.

В некоторых странах применяется оригинальный вариант метода пакетно поднимаемых плит перекрытий, который называется «лифт слеб». При этом варианте стойки непрерывные и имеют высоту, равную высоте здания. Это значительно ускоряет строительство: отпадает необходимость предварительного выполнения лестничных клеток, а часто и всех вертикальных диафрагм. Благодаря жестким соединениям в уровне этажей конструкция работает как рама, в которой горизонтальным несущим элементом является сама плита. Но необходимы тяжелые подъемные средства, поскольку вес стоек достаточно велик. В болгарском варианте метода «лифт слеб» стойки имеют высоту этажа, они значительно легче. Поэтому самым тяжелым механизмом, который можно видеть на объекте (разумеется, за исключением гидравлических устройств), является почти «карманное» приспособление для подъема и установки стоек на этажах.

До сих пор речь шла о довольно необычных методах строительства. Эта необычность, естественно, ограничивает область применения и возможности этих двух систем. При скользящей опалубке ограничением является жесткая планировка, а при методе подъема этажей — небольшая этажность. А нельзя ли строить классическими методами, но чтобы опалубочная форма использовалась многократно? Если у этой формы будет большая площадь, например соответствующая площади стены или плиты, преимущества очевидны: «одним махом» будет образовываться плоскость, на создание которой уходили часы. В сущности, именно в этом основная идея различных систем крупноразмерной (или крупнощитовой) опалубки — самого перспективного направления в современном монолитном строительстве. Но простая, на первый взгляд, идея для своего воплощения требует решения сложных и противоречивых архитектурнопланировочных и функциональных проблем, проблем типизации и модульной координации.

Основными действующими лицами здесь являются большие опалубочные формы из металла или дерева (в сочетании с металлом), с помощью которых сразу оформляется плоскость плиты или стены. Формы являются многооборотными, т. е. могут использоваться от 50—60 до 500—600 раз. В ряде случаев полученные поверхности бывают настолько гладкими, что не требуют дополнительной обработки: на стены сразу можно наклеивать обои.

Поднимемся, например, на третий этаж здания, которое строится с помощью таких опалубочных форм. Стены этажа уже выполнены, опалубка снята, но над ними еще предстоит уложить следующие плиты. Здесь происходит дифференциация строительных систем. В одних случаях форма похожа на стол: у нее телескопические ножки с колесиками. О помощью этих ножек форма поднимается и устанавливается перед выполнением плиты, а после затвердевания бетона они убираются и форма опускается, «отставая» от бетонной плиты. Колесики позволяют передвинуть форму к фасаду, где ее поднимет кран, чтобы перенести на следующий этаж для дальнейшего использования. Этот род опалубки имеет ценное преимущество, так как позволяет выполнять каркасные конструктивные системы. Поскольку в этом случае вертикальными несущими элементами являются колонны, а не стены, планировка может быть свободной.

Иначе обстоит дело с другой разновидностью крупноразмерной опалубки, которая жестко соединяется со стенами. В этом случае опалубочная форма для плиты напоминает ящик стола: она выдвигается и после затвердевания бетона откатывается на колесиках по временным консолям, которые монтируют в верхней части стен. Абсолютно жесткая планировка бывает и при так называемой объемно-переставной (или туннельной) опалубке, которая является высшей степенью укрупнения опалубочных форм, так как сочетает в себе опалубку и для стен, и для плит. По внешнему виду она напоминает туннель и образует сразу целое помещение. После укладки и схватывания бетона с помощью специальных устройств объем туннеля уменьшается, он отходит от бетона, а затем, подобно двум вышеописанным формам, перемещается к фасаду, где его поднимает башенный кран. Так строят бескаркасные конструктивные системы, но в отличие от крупнопанельного строительства — высокоиндустриализованным монолитным методом.

Одним из важнейших критериев жизненности всякой новой строительной системы является архитектурно-эстетический; он определяет, какие объемно-планировочные ограничения накладывает система, каков внешний облик новых зданий. В этом отношении крупнощитовая опалубка взяла все лучшее от монолитного строительства, включая и то, что она не имеет существенных ограничений. Здания могут быть каркасными, бескаркасными, балочными, безбалочными, даже отчасти … сборными. Таким методом могут создаваться и достаточно уникальные здания. В сочетании с современными методами укладывания и уплотнения бетона, ускорения его твердения эта система переносит индустриализацию с завода на стройплощадку и позволяет монолитному строительству шагать в ногу со временем.