Несущие, самонесущие и несомые стены
Эту статью я написала в апреле. И отложила в надежде что подберу иллюстрации, и, возможно разобью на маленькие блоки - более подходящие к формату этого жж.
Но уже январь следующего года - и когда я этим займусь - я не знаю.
Поэтому вывешиваю целиком, без иллюстраций и если кто-то осилит до конца - скажите мне об этом - я запишу вас в герои :)
Стены:
Стены зданий бывают несущие, самонесущие и несомые.
В чем отличии, как это работает и как проявляется внешне и в архитектурной эстетике.
Стена несущая - это стена, которая держит конструкцию крыши (или балконы, или любую другую нагрузку) - эта стена, которая является конструктивным элементом. Частью работающей конструкции. Как стойка или балка в стоечно-балочной системе.
Стена самонесущая - это стена, которая нечего дополнительного не несет - но имеет свой вес. То есть несет собственный вес, как минимум. Чем она становится выше - тем больше вес, тем больше она по свойствам похожа на несущую.
Стена несомая - это стена которая держиться не на том, что снизу, а на том, что сбоку или сверху. То есть, если совсем просто то или подвешенная на что-то вещь, или прибитая к некой конструкции как облицовка. У такой стены в основном ограждающая функция - почти не имеющая отношение к конструкции.
И вот представте себе самонесущую стену из кирпича или камня.
В идеале в ней камни и кирпичи лежат ровно, нагрузка давит сверху вниз. Чем ниже - тем больше нагрузка - нормально, если стена начнет к низу расширяться и укрепляться. Возможно у стены появится наклон - как у стен крепостей - сверху - уже.
Если стену нагрузить и она будет несущей (или очень большой самонесущей) - вся эта идеальная картина работать не будет. Потому что в стене появятся множетсво дополнительных нагрузок - которые хотя по конструкции и должны действовать строго вертикально - на деле - из-за неидеальной плотности, из-за нагрузок которые имеют некие боковые сдвиги и т.п. - внутри стены будет происходить множетсво напряжений. Из явных и понятных - к краю стены, к углу здания будут накапливаться всякие боковые моменты и на угол придется наибольшая нагрузка. Поэтому углы вроде в даже простых зданиях укрепляются и утолщаются. Часто нужно убрать лишнюю нагрузку с оконных и дверных проемов - чтобы перемычке было полегче. Иногда в процессе строительства накапливается некое напряжение, которое надо убрать.
В стене возникают распределяющие нагрузку арки и т.п. вещи.
Такая картина у всех несущих и самонесущих стен. Углы укреплены, кладка сложная чтобы были перевязки, к низу нагрузка накапливается и стена утолщается.
Это годится для традиционных материалов - камня и кирпича. Та же картина у современных всяких блоков (по сути - это теже камни - просто искусственые). Так же картинка у железобетонных (монолитных) стен. Только там внутренние напряжения сразу идут на арматуру и прочность сильно выше, чем у натурального камня. Но принцип тот же.
Немного по-другому у дерева - потому что в нем распределяющую арку не поставишь. Но из дерева и сильно высоких или сильнонагруженных стен и не строят. Но большее усилие на угол идет, конструкции облегчающие перемычки возникают - то есть общие принципы сохраняются.
Существует архитектурное - эстетическое - выражение для несущих и самонесущих стен. Как ордер - это идеальное выражение стоечно-балочной конструкции в камне и дереве - так для стены существует архитектурный элемент - руст. Руст - это изображение блоков большой кладки в стене. Иногда выложенное из камня, иногда чисто декоративное - из штукатурки. Делая руст - архитектор нам сообщает что стена является несущей. Ну или хотя бы самонесущей. Чем мощнее руст - тем более вероятно, что это именно несущая стена. Делать ярковыраженный руст у стены, которая явно самонесущая - довольно странно. Можно. Но менее оправдано. А руст (даже утрированно-декоративный) на несомых панелях - просто не понимание его сущности и конструкции вообще.
Помните, мы говорили о том, декоративный ли ордер на Колизее или нет. (ссылка)
Так вот - в эпоху Возрождения возникает почти такое же соединнеие двух конструктивных систем на фасаде. С одной стороны - стена рустированная - то есть говорящая зрителю что она несущая. С другой - возниают пилястры, которые как бы показывают что внутри некий стоечнобалочный каркас.
И исследователи говорят о противоречии этих систем. Или - о том что ордер на таких фасадах чисто декоративный.
Во-первый - почему то никто не говорит о том, что это может быть реальный карнас - а заполнение стеной между - самонесущее (ну не говорят - потому что это действительно не так - по крайней мере в эпоху Возрождения, хотя думаю, если покопаться - в 19 веке уже существовали такие смешанные конструкции - когда соединяли каркас со стеной)
Во вторых - как с Колизеем - эти системы друг-друга дополняют и переплетаются.
Как происходит в настоящей конструкции: в самом примитивном виде - На несущую стену кладется выравнивающая балка которая распределяет всю дальнейшую нагрузку равномерно. На нее - с неким шагом кладутся поперечные балки, на которых держится перекрытие. Если бы балки не было - балки бы давили точечно и внутренние нагрузки в стене были бы более разнообразные.
Но тем не менее - балки давят не на каждый см стены равномерно.
Второе - то что мы говорили - на углы приходится большая нагрузка.
И третье - если в здании есть поперечные стены - а на фасаде больше чем в 2-3 окна они есть - то в местах их соединения с основной стеной - тоже приходится большая горизонтальная нагрузка (и кстати меньшая вертикальная - если поперечная стена тоже несущая, но она обычно самонесущая)
Так что появление на фасаде неких вертикальных элементов - полуколонн, пилястр - вроде бы от стоечно-балочной системы вполне может быть оправдано. Конечно - если они выражают внутреннюю планировку здания и повторяют внутренние стены - это оправдано вдвойне. Но часто приходиться где-то мухлевать и добавлять лишние - для ровного шага или красоты фасада.
Тем не менее назвать это чисто декоративными элементами - нельзя. Они тектоничны.
Работая в монолитном железобетоне мы можем погасить все эти нагрузки арматурой. И сделать идеально гладкую ровную стену. Тем не менее - это ровная стена будет лишь декорацией - не отражающей внутренную работу.
Возможно, для того чтобы железобетонная стена была действительно выраженной конструкцией ее арматура должна как бы «просвечивать» - как вены на руках человека или читаться как скелет. Видя живое существо - мы не сможем нарисовать его скелет. Но представить основную несущую конструкцию внутри - можем вполне. Тем не менее - принцип работы железобетонной стены не сильно отличается от камня (да, прочнее, да - можно сделать более сложные вещи, большие выступы и перемычки - но принципы те же - нагрузка действует сверху вниз)
Так вот - в начале 20 века появляются конструкции, позволяющие на них стену просто повесить. А стену сделать любой. Стеклянной. Из легкого пенопласта и т.д. Появляются несомые стены.
Надо сказать что в архитектуре несущая, самонесущая или несомая конструкция это очень важный критерий. Они часто резко отличаются, красятся радикально разными цветами - как черно-белый фахверк или бело - цветной классицизм.
Поэтому, если стена несомая - очень важно показать и подчеркнуть (ну потому что мы помним, что тектоника - это основной принцип архитектуры - и исключения только подтверждают правила)
То есть вариантов два - выявлять, эстетизировать современную навесную конструкцию. Или заведомо отказываться от принципа тектоники - и создавать нечто совершенно иное. Что делают деконструктивисты. Но это должно быть сделано а)мастерски б)явно. Как яркий фокус, театральное представление. Или чистая декоративность - с ярким цветом. В идеале - элегантная шутка. Пока в массовой архитектуре я не вижу этому применения и пути. Это отдельный разговор, конечно…
Так вот - если стена несомая - то хорошо бы это выявить и подчеркнуть. Как это можно сделать?
1. выявлять и показывать несущий каркас делая стену практически незаметной. Например стеклянной. Так у Фостера - в огурце. Каркас - выявлен. Стекло - несомое. Кстати и у Колхаса (несмотря на то что он деконстурктивист и в целом в китайском небоскребе идет не от конструкции). Любые здания «просто стекляшки» - этому критерию не соответствуют, потому что каркас не выявляется.
2. развивать декоративное выражение того, что стена держиться не на том что снизу, а на том, что сбоку (или подвешена). Это могут быть заклепки. (или любые другие крепления по принципу - гвоздей, винтов, и т.п.) Это могут быть некие защепки по периметру - по принципу стекол в рамах. Такие варианты делал Отто Вагнер для облицовки (кстати, это всё может касаться и просто декоративной облицовки стен) - это не руст - это панели «прибитые гвоздиками» к стене или каркасу. В современной архитектуре этот вариант совсем не разработан.
3. Поискать для несомых стен эстетику в старинных несомых стенах. Например в шкурах, которые натягивались на каркас юрт и т.п. жилищ… Пойти путем демонстрации того, что стена - гибкая и без внутреннего поддерживающего каркаса держаться не сможет - значит он там есть. Возможно для этого еще не пришло время - и пока нет современной технологии гибкой ткани для стен. Особенно как то предусматривающей окна. Хотя я думаю что это вполне возможно. Но это вопрос к технологам… частично это выражено у Захи Хадид - в её гибких стенах.
Но уже январь следующего года - и когда я этим займусь - я не знаю.
Поэтому вывешиваю целиком, без иллюстраций и если кто-то осилит до конца - скажите мне об этом - я запишу вас в герои :)
Стены:
Стены зданий бывают несущие, самонесущие и несомые.
В чем отличии, как это работает и как проявляется внешне и в архитектурной эстетике.
Стена несущая - это стена, которая держит конструкцию крыши (или балконы, или любую другую нагрузку) - эта стена, которая является конструктивным элементом. Частью работающей конструкции. Как стойка или балка в стоечно-балочной системе.
Стена самонесущая - это стена, которая нечего дополнительного не несет - но имеет свой вес. То есть несет собственный вес, как минимум. Чем она становится выше - тем больше вес, тем больше она по свойствам похожа на несущую.
Стена несомая - это стена которая держиться не на том, что снизу, а на том, что сбоку или сверху. То есть, если совсем просто то или подвешенная на что-то вещь, или прибитая к некой конструкции как облицовка. У такой стены в основном ограждающая функция - почти не имеющая отношение к конструкции.
И вот представте себе самонесущую стену из кирпича или камня.
В идеале в ней камни и кирпичи лежат ровно, нагрузка давит сверху вниз. Чем ниже - тем больше нагрузка - нормально, если стена начнет к низу расширяться и укрепляться. Возможно у стены появится наклон - как у стен крепостей - сверху - уже.
Если стену нагрузить и она будет несущей (или очень большой самонесущей) - вся эта идеальная картина работать не будет. Потому что в стене появятся множетсво дополнительных нагрузок - которые хотя по конструкции и должны действовать строго вертикально - на деле - из-за неидеальной плотности, из-за нагрузок которые имеют некие боковые сдвиги и т.п. - внутри стены будет происходить множетсво напряжений. Из явных и понятных - к краю стены, к углу здания будут накапливаться всякие боковые моменты и на угол придется наибольшая нагрузка. Поэтому углы вроде в даже простых зданиях укрепляются и утолщаются. Часто нужно убрать лишнюю нагрузку с оконных и дверных проемов - чтобы перемычке было полегче. Иногда в процессе строительства накапливается некое напряжение, которое надо убрать.
В стене возникают распределяющие нагрузку арки и т.п. вещи.
Такая картина у всех несущих и самонесущих стен. Углы укреплены, кладка сложная чтобы были перевязки, к низу нагрузка накапливается и стена утолщается.
Это годится для традиционных материалов - камня и кирпича. Та же картина у современных всяких блоков (по сути - это теже камни - просто искусственые). Так же картинка у железобетонных (монолитных) стен. Только там внутренние напряжения сразу идут на арматуру и прочность сильно выше, чем у натурального камня. Но принцип тот же.
Немного по-другому у дерева - потому что в нем распределяющую арку не поставишь. Но из дерева и сильно высоких или сильнонагруженных стен и не строят. Но большее усилие на угол идет, конструкции облегчающие перемычки возникают - то есть общие принципы сохраняются.
Существует архитектурное - эстетическое - выражение для несущих и самонесущих стен. Как ордер - это идеальное выражение стоечно-балочной конструкции в камне и дереве - так для стены существует архитектурный элемент - руст. Руст - это изображение блоков большой кладки в стене. Иногда выложенное из камня, иногда чисто декоративное - из штукатурки. Делая руст - архитектор нам сообщает что стена является несущей. Ну или хотя бы самонесущей. Чем мощнее руст - тем более вероятно, что это именно несущая стена. Делать ярковыраженный руст у стены, которая явно самонесущая - довольно странно. Можно. Но менее оправдано. А руст (даже утрированно-декоративный) на несомых панелях - просто не понимание его сущности и конструкции вообще.
Помните, мы говорили о том, декоративный ли ордер на Колизее или нет. (ссылка)
Так вот - в эпоху Возрождения возникает почти такое же соединнеие двух конструктивных систем на фасаде. С одной стороны - стена рустированная - то есть говорящая зрителю что она несущая. С другой - возниают пилястры, которые как бы показывают что внутри некий стоечнобалочный каркас.
И исследователи говорят о противоречии этих систем. Или - о том что ордер на таких фасадах чисто декоративный.
Во-первый - почему то никто не говорит о том, что это может быть реальный карнас - а заполнение стеной между - самонесущее (ну не говорят - потому что это действительно не так - по крайней мере в эпоху Возрождения, хотя думаю, если покопаться - в 19 веке уже существовали такие смешанные конструкции - когда соединяли каркас со стеной)
Во вторых - как с Колизеем - эти системы друг-друга дополняют и переплетаются.
Как происходит в настоящей конструкции: в самом примитивном виде - На несущую стену кладется выравнивающая балка которая распределяет всю дальнейшую нагрузку равномерно. На нее - с неким шагом кладутся поперечные балки, на которых держится перекрытие. Если бы балки не было - балки бы давили точечно и внутренние нагрузки в стене были бы более разнообразные.
Но тем не менее - балки давят не на каждый см стены равномерно.
Второе - то что мы говорили - на углы приходится большая нагрузка.
И третье - если в здании есть поперечные стены - а на фасаде больше чем в 2-3 окна они есть - то в местах их соединения с основной стеной - тоже приходится большая горизонтальная нагрузка (и кстати меньшая вертикальная - если поперечная стена тоже несущая, но она обычно самонесущая)
Так что появление на фасаде неких вертикальных элементов - полуколонн, пилястр - вроде бы от стоечно-балочной системы вполне может быть оправдано. Конечно - если они выражают внутреннюю планировку здания и повторяют внутренние стены - это оправдано вдвойне. Но часто приходиться где-то мухлевать и добавлять лишние - для ровного шага или красоты фасада.
Тем не менее назвать это чисто декоративными элементами - нельзя. Они тектоничны.
Работая в монолитном железобетоне мы можем погасить все эти нагрузки арматурой. И сделать идеально гладкую ровную стену. Тем не менее - это ровная стена будет лишь декорацией - не отражающей внутренную работу.
Возможно, для того чтобы железобетонная стена была действительно выраженной конструкцией ее арматура должна как бы «просвечивать» - как вены на руках человека или читаться как скелет. Видя живое существо - мы не сможем нарисовать его скелет. Но представить основную несущую конструкцию внутри - можем вполне. Тем не менее - принцип работы железобетонной стены не сильно отличается от камня (да, прочнее, да - можно сделать более сложные вещи, большие выступы и перемычки - но принципы те же - нагрузка действует сверху вниз)
Так вот - в начале 20 века появляются конструкции, позволяющие на них стену просто повесить. А стену сделать любой. Стеклянной. Из легкого пенопласта и т.д. Появляются несомые стены.
Надо сказать что в архитектуре несущая, самонесущая или несомая конструкция это очень важный критерий. Они часто резко отличаются, красятся радикально разными цветами - как черно-белый фахверк или бело - цветной классицизм.
Поэтому, если стена несомая - очень важно показать и подчеркнуть (ну потому что мы помним, что тектоника - это основной принцип архитектуры - и исключения только подтверждают правила)
То есть вариантов два - выявлять, эстетизировать современную навесную конструкцию. Или заведомо отказываться от принципа тектоники - и создавать нечто совершенно иное. Что делают деконструктивисты. Но это должно быть сделано а)мастерски б)явно. Как яркий фокус, театральное представление. Или чистая декоративность - с ярким цветом. В идеале - элегантная шутка. Пока в массовой архитектуре я не вижу этому применения и пути. Это отдельный разговор, конечно…
Так вот - если стена несомая - то хорошо бы это выявить и подчеркнуть. Как это можно сделать?
1. выявлять и показывать несущий каркас делая стену практически незаметной. Например стеклянной. Так у Фостера - в огурце. Каркас - выявлен. Стекло - несомое. Кстати и у Колхаса (несмотря на то что он деконстурктивист и в целом в китайском небоскребе идет не от конструкции). Любые здания «просто стекляшки» - этому критерию не соответствуют, потому что каркас не выявляется.
2. развивать декоративное выражение того, что стена держиться не на том что снизу, а на том, что сбоку (или подвешена). Это могут быть заклепки. (или любые другие крепления по принципу - гвоздей, винтов, и т.п.) Это могут быть некие защепки по периметру - по принципу стекол в рамах. Такие варианты делал Отто Вагнер для облицовки (кстати, это всё может касаться и просто декоративной облицовки стен) - это не руст - это панели «прибитые гвоздиками» к стене или каркасу. В современной архитектуре этот вариант совсем не разработан.
3. Поискать для несомых стен эстетику в старинных несомых стенах. Например в шкурах, которые натягивались на каркас юрт и т.п. жилищ… Пойти путем демонстрации того, что стена - гибкая и без внутреннего поддерживающего каркаса держаться не сможет - значит он там есть. Возможно для этого еще не пришло время - и пока нет современной технологии гибкой ткани для стен. Особенно как то предусматривающей окна. Хотя я думаю что это вполне возможно. Но это вопрос к технологам… частично это выражено у Захи Хадид - в её гибких стенах.