Текст книги "Введение в специальность"

Сергей Викторович Коробков
Введение в специальность

© Томский государственный архитектурно-строительный университет, 2015

© Коробков С.В., 2015

* * *

Введение

Учебная дисциплина «Введение в специальность» входит в цикл общих гуманитарных и социально-экономических дисциплин и изучается в блоке дисциплин по выбору студента, устанавливаемых вузом в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом (ФГОС). Она формирует мышление студента, определяет необходимость освоения учебной программы, изучается, как правило, на первом курсе.

Целью освоения дисциплины «Введение в специальность» является разъяснение студентам роли и задачи строительства, перспективы его дальнейшего развития, формирование первоначальных знаний о строительстве с древнейших времен и до наших дней.

Задачами освоения дисциплины «Введение в специальность» являются:

– формирование представлений о будущей профессии бакалавра по профилям подготовки «Промышленное и гражданское строительство» и «Городское строительство и хозяйство»;

– уяснение необходимости усвоения учебной программы и определение взаимосвязи учебных дисциплин;

– ознакомление с существующей в строительстве нормативной базой;

– ознакомление с историей становления строительства как отрасли.

Исходя из требований стандарта к минимуму содержания и уровню подготовки, предусматривается подготовленность выпускника университета к возможной профессиональной деятельности: изыскательской, проектно-конструкторской, производственно-технологической, производственно-управленческой и экспериментально-исследовательской в сфере строительства.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: 1) основные положения и задачи строительного производства как отрасли, историю его формирования и развития, современное состояние в строительстве, систему нормативных документов в строительстве;

2) основные строительные материалы и конструкции зданий и сооружений, государственные стандарты и технические условия;

3) архитектурно-планировочные решения и конструктивные системы гражданских и промышленных зданий и сооружений, порядок утверждения и разработки проектов.

Уметь: анализировать изменения, происходящие в сфере строительства в настоящее время.

Владеть: 1) основными знаниями по опыту отечественного и зарубежного строительства с древнейших времен до настоящего времени;

2) базовой инженерной терминологией в области архитектуры, строительных материалов и строительства.

1. Общие рекомендации по организации самостоятельной работы студентов

Изучение дисциплины требует не только прослушивания лекций преподавателя в аудитории, но и самостоятельной работы студента и, прежде всего, подбора и изучения литературы по дисциплине «Введение в специальность». Часы самостоятельной работы студента, отведенные в рабочем учебном плане, представляют собой вид занятий, которые каждый студент организует и планирует сам. Прежде всего, следует обратить внимание на список рекомендуемой литературы, однако для получения более глубоких знаний по изучаемой дисциплине нельзя ограничиваться только рекомендуемыми преподавателем источниками специальной литературы. Студент должен обратиться за помощью в подборе литературы в библиографический отдел библиотеки, которую он постоянно посещает, в систематический и алфавитный каталоги, каталог новых поступлений.

Дальнейшая работа над специальной литературой не должна ограничиваться чтением. Лучшему запоминанию и усвоению прочитанного способствует ведение конспектов и картотеки прочитанных книг. В конспект выписываются наиболее важные понятия, определения, собственные замечания по поводу прочитанного. Материалы, изученные самостоятельно, могут существенно облегчить усвоение курса дисциплины.

Предлагаемое учебное пособие даст студенту полное представление об изучаемой дисциплине, основных темах и рассматриваемых в них вопросах. По каждой теме приводится перечень основных понятий, которые студент должен изучить и запомнить, а также контрольные вопросы для самопроверки.

Если студент изучает дисциплину по индивидуальному графику, то сроки сдачи и основные вопросы для самостоятельной работы студент заранее должен обсудить с преподавателем дисциплины и получить его одобрение. В качестве отчета по отдельным темам дисциплины могут приниматься рефераты и реферативные обзоры, выполненные студентом в сроки, определенные учебным графиком. Тему и содержание реферата студент должен обсудить с преподавателем.

Студенты, выполняющие какую-либо работу по изучению дисциплины самостоятельно, всегда могут получить консультации по трудным и проблемным вопросам у преподавателя данной дисциплины в отведенные для этого дни и часы.

2. Основные понятия и положения

2.1. Виды строительства

Вся сознательная деятельность человека с древнейших времен и до наших дней тесно связана со строительством. И долгое время главной фигурой в строительном деле являлся архитектор, он и проектировал, и строил, выполняя все основные функции по возведению зданий и сооружений. Однако по мере усложнения конструктивных решений, появления новых типов зданий и технологий произошло и разделение труда. Появилась необходимость в технических специалистах-инженерах – «специалистах с высшим техническим образованием» [13].

Английское слово «engine» – машина, локомотив, орудие, инструмент – и глагол от него (сооружать, проектировать) объясняют многое, но не все. Производное же слово «engineering» совсем близко к смыслу, который заложен в понятии «инженер», – инженерное искусство. Возвращаясь к русскому слову «инженер», следует признать его удачным – содействие научно-техническому прогрессу, внедрение в практическую деятельность новшеств.

Сегодня роль архитектора как единого творца художественного образа и несущей структуры зданий претерпела глубокие изменения. Научно-технический прогресс, сложность проектируемых объектов развели архитекторов и инженеров по разным сторонам творческого процесса. Архитектор организует размещение зданий и сооружений в пространстве, находит наиболее естественные связи с внешней средой. Инженер обеспечивает надежность и безопасность зданий и сооружений, занимается их возведением и эксплуатацией.

Архитектор, конструктор, строитель – это далеко не все специальности, которые участвуют в строительстве. Сюда относятся организаторы строительного производства, теплотехники, сантехники, электрики, экономисты. У каждой специальности свои привлекательные черты.

В общем случае строительство это значительная часть нашей жизни, и оно тесно связано со всеми проявлениями деятельности человека. Строя, мы, может быть, сами того не подозревая, в той или иной форме трансформируем в плоды нашей работы основные философские категории. Придаем функции сооружения форму, добиваемся минимальных затрат на наши постройки и всегда хотим, чтобы выстроенные здания были красивы, а это значит элементы, из которых складывается сооружение, должны быть сомасштабны друг другу и в целом окружающей застройке. Поэтому представление проблемы в целом избавляет нас от возможности преодолевать препятствия, которые всякий раз будут «подсовывать» частности.

Профессия строителя одна из древнейших. По словам Виктора Гюго, «… с самого сотворения мира строительство было великой книгой человечества, основной формулой, выражавшей человека во всех стадиях развития как существа физического, так и существа духовного … надо неустанно перелистывать эту книгу, созданную зодчеством, и восхищаться ею…».

Термин «строительство» в отечественной практике имеет различный смысл. Строительство в инженерном смысле понимается как процесс возведения зданий и сооружений или как строительно-монтажное производство, технологические особенности которого при возведении (реконструкции) любого типа объекта требуют применения строительных материалов (дерева, цемента, кирпича, металла, стекла и др.) и различных конструкций.

Строительство, наряду с промышленностью, сельским хозяйством, транспортом и связью, представляет собой одну из важнейших отраслей экономики во всех развитых станах. Конечные результаты этой отрасли непосредственно влияют на состояние любой другой отрасли, что определяет важную роль строительства в системе народного хозяйства во всем мире.

Строительство как вид деятельности включает в себя работы по возведению зданий и сооружений, монтажу оборудования, изыскательские и проектные работы, связанные с объектами строительства, а также работы по ремонту зданий и сооружений. Продукцией строительства традиционно считаются законченные и подготовительные к эксплуатации здания, сооружения и другие объекты или комплексы работ. Помимо этого к строительной продукции могут быть отнесены все виды работ и услуг, оборудование и материалы, непосредственно связанные со строительной индустрией.

Строительство делится на следующие виды:

промышленное – строительство предприятий по добыче и обработке сырья, топлива, а также выработке конечной продукции в различных сферах хозяйства;

гражданское строительство объектов социально-бытового и культурного назначения (жилых домов, дошкольных учреждений, объектов просвещения и здравоохранения, спортивных сооружений, театрально-зрелищных предприятий, объектов коммунального хозяйства);

сельское – строительство зданий и сооружений для содержания скота, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, а также для культурно-технических мероприятий;

транспортное – строительство железных и автомобильных дорог, морских и речных портов, сооружений по обустройству водных путей, аэропортов, каналов и шлюзов, а также предприятий и сооружений связи.

Производственной основой строительства является строительная индустрия, представляющая собой совокупность постоянно действующих строительно-монтажных и специализированных организаций, включающих в свой состав производственные предприятия, подсобные, вспомогательные и обслуживающие хозяйства, которые совместно осуществляют строительно-монтажные и специализированные работы по возведению объектов.

Строительство имеет характеристики как общие с промышленными отраслями материального производства, так и отличные от него. Объединяют строительство с другими отраслями промышленности следующие особенности:

продукция строительства имеет вещественный характер и обладает всеми признаками вещей: потребительскими свойствами, определенным назначением, габаритами, массой, цветом и т. п.;

строительное производство, как и промышленное, осуществляется с помощью искусственно воспроизводимых средств производства (строительных машин, механизмов и инструментов).

Основными отличительными чертами строительной продукции являются:

ее неподвижность и статическая закрепленность, из чего следует невозможность ее потребления вне места производства;

зависимость от климата и условий работы;

долговременный характер использования;

широкая номенклатура;

неповторяемость – индивидуальный характер.

Строительство органически связано с другими отраслями экономики и потребляет продукцию практически всех отраслей. Огромную часть всех перевозимых грузов потребляют строительные фирмы в процессе возведения зданий и сооружений. Практически в полном объеме потребляется этой отраслью продукция промышленности строительных материалов. Кроме того, происходит активное потребление продукции металлургического комплекса, лесной и деревообрабатывающей промышленности, сельского хозяйства и ряда других отраслей.

Такая взаимосвязь строительной индустрии с другими отраслями экономики требует от нее неуклонного повышения эффективности, предполагающего сокращение сроков строительства, улучшение качества работ, снижение затрат.

Таким образом, строительство – одна из основных форм созидательной деятельности людей, сфера материального производства, обеспечивающая создание надлежащих условий жизни и деятельности людей в соответствии с их потребностями.

2.2. Основные понятия и определения

Рассмотрим основные понятия и термины.

Строительная продукция – это законченные здания и сооружения или их комплексы. Здание – наземное строение с помещениями для проживания и деятельности людей. Здания в зависимости от их функционального назначения подразделяются на гражданские (жилые и общественные), промышленные и сельскохозяйственные.

В зависимости от градостроительных требований и значимости здания делят на классы, что способствует выбору наиболее рациональных проектных решений. Каждая группа здания по совокупности этих признаков делится на четыре класса, причем к I классу относят здания, к которым предъявляются максимальные требования (театры, музеи и др.). Ко II классу относятся здания школ, больниц, детских учреждений, а также жилые (69) – этажные дома. Жилые дома в 35 этажей и общественные здания небольшой вместительностью – к III классу, одно-, двухэтажные к IV классу.

Определяющими в выборе конструкций зданий и его отдельных элементов являются внешние воздействия, подразделяемые на силовые и несиловые. К силовым относят нагрузки от собственной массы элементов здания (постоянные нагрузки), массы оборудования, людей, снега, нагрузки от действия ветра (временные) и особые (сейсмические нагрузки и т. п.). К несиловым относят температурные воздействия, воздействия атмосферной и грунтовой влаги, ветра, солнечных лучей, шума. С учетом указанных воздействий здание должно удовлетворять требованиям прочности, устойчивости и долговечности.

По долговечности здания делятся на IV степени: I – срок службы более 100 лет, II – от 50 до 100 лет, III – от 20 до 50 лет, IV – от 5 до 20 лет.

Важным техническим требованием к зданиям является пожарная безопасность. Применяемые материалы и конструкции делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Конструкции здания характеризуются также пределом огнестойкости, т. е. сопротивлением воздействию огня (в часах) до потери прочности или устойчивости.

По огнестойкости здания разделяются на пять степеней в зависимости от степени возгорания и предела огнестойкости конструкции. Наибольшую огнестойкость имеют здания I степени, а наименьшую – V степени.

Сооружения – это строения специального назначения (мосты, тоннели, плотины, трубы и др.).

Строительные конструкции – части здания или сооружения, выполняющие определенные несущие, ограждающие и (или) эстетические функции.

Строительное изделие – изделие, предназначенное для применения в качестве элемента строительных конструкций.

Строительный материал – материал, в том числе штучный, предназначенный для создания строительных конструкций зданий и сооружений и изготовления строительных изделий.

Строительные материалы и изделия из них делятся на две группы: природные и искусственные. К природным относятся лесные и каменные материалы. Гораздо шире вторая группа. К ней относятся металлы, керамические, минеральные вяжущие, бетоны и растворы, сборные железобетонные конструкции, теплоизоляционные пластмассы, лакокрасочные и др. материалы.

Строительное производство – совокупность работ на строительной площадке в подготовительный и основной периоды и включающие возведение подземной и надземной частей, отделочные работы, санитарно-техническое и электротехническое оборудование, средства связи и т. п.

3. История развития строительства

3.1. Общие представления

Строительство любого здания и сооружения начинается с процесса проектирования – вначале на бумаге или в компьютере рождается будущий дом, стадион, мост или вуз. На первой стадии проектирования решаются технико-экономические и организационные вопросы, прорабатываются архитектурные и конструктивные решения, составляется сметно-финансовый расчет и т. д. На второй стадии разрабатываются рабочие чертежи, производится уточнение и деталировка предусмотренных проектом технических решений [13].

А как же приступали к строительству наши предки? Трудно однозначно ответить на этот вопрос. Однако исторические данные свидетельствуют, что в Древнем Риме умели выполнять элементарные расчеты своих сооружений, знали и пользовались чертежами и, вероятно, проводили испытания строительных материалов, в том числе и бетона. Для подтверждения этих предположений достаточно посмотреть на совершенные в архитектурном плане здания и сооружения римлян или, к примеру, на геометрически правильные развалины домов-садов в городе Остии, или на аркады акведука Пон-дю-Гар, в котором архитектурное изящество сочетается с точностью инженерных расчетов.

Если внимательно отнестись к документальным и археологическим источникам, то окажется, что уже при Витрувии [22] в основе проектирования зданий и сооружений лежал главный принцип – придание постройке необходимого запаса прочности. При этом сами требования к прочности Витрувий сформулировал в виде ряда положений и правил.

Так, он писал, что при закладке фундамента зданий необходимо «…копать ров до материка, да и в самом материке, на глубину, соответствующую размерам возводимой постройки, и ширину больше будущих подземных стен, и заполнять его самой основательной каменной кладкой» (кн. I, гл. 5).

При возведении крепостных стен «…сквозь всю толщу стен должны как можно чаще закладываться брусья из обожженного масличного дерева, чтобы стена, связанная с обеих сторон этими брусьями, как скрепками, навеки сохранила свою прочность» (кн. I, гл. 5). Мотивируя соотношение между диаметром и высотой колонн, он пишет: «…размышляя, каким способом их (колонны) сделали, так, чтобы они были пригодны для поддержания тяжести и обладали правильным и красивым обличием, они измерили след мужской ступни по отношению к человеческому росту и, найдя, что ступня составляет шестую долю, применили это соотношение к колонне, и сообразно с толщиной основания ее ствола вывели ее высоту в шесть раз больше, включая сюда и капитель. Таким образом, дорийская колонна стала воспроизводить в зданиях пропорции, крепости и красоту мужского тела» (кн. IV, гл. 1).

Началу строительных работ, как было принято, предшествовало представление архитектором сметы, имеющей форму договора между заказчиком и подрядчиком, а при строительстве отечественных сооружений – между сенатом или императором и строительной коллегией. В сметах обычно перечисляли все виды работ, связанных с возведением данного сооружения. При этом предусматривались мельчайшие подробности, благодаря которым они служили как бы инструкцией для подрядчиков и рабочих.

Вероятно, к смете проекта обычно прилагалась пояснительная записка. Так, известно, что греческие архитекторы составляли подобные пояснения, в которых раскрывали замысел сооружения и способы его строительства, хотя ни одно из этих письменных свидетельств не дошло до наших дней. В известном сочинении Юлия Цезаря «Записка о Галльской войне» сказано, что при строительстве моста через Рейн составлялись многочисленные записки и планы.

Совсем недавно группой западногерманских археологов был обнаружен архив «строительных чертежей». Они находились в руинах знаменитого храма Аполлона в Дидимах, к югу от современного города Секе. Выгравированные на стенах чертежи занимают площадь свыше 200 м² и представляют собой наиболее подробный и полный из известных нам «комплектов» древних строительных чертежей. Установлено, что это были рабочие чертежи, представляющие собой заключительную стадию архитектурного проектирования. Они были предназначены непосредственно для производства работ. Заключительной стадии, видимо, предшествовало несколько этапов предварительного проектирования. Сами же предварительные эскизы могли выполняться на папирусе, пергаменте, отбеленных деревянных досках и даже на плоских каменных плитах, что подтверждается находками западногерманских археологов.

В пользу существования чертежей у римлян говорит также наличие самих смет, которые трудно составить, не имея чертежей с размерами всего сооружения и его деталей. Скорее всего, римляне не были знакомы с масштабными чертежами, но тем не менее они проводили маркшейдерские работы, составляли детальные планы местности, делали подробные зарисовки и, видно, чертежи деталей как образцы для скульпторов или резчиков по камню. Примером подобного технического решения может служить подробная схема реки в Капуе, выполненная в натуральную величину.

3.2. Этапы применения материалов и технологий

Русский народ всегда ценил красоту строений. Украшением любого села была церковь, возносящая свой купол к небу, к тайне мироздания. В старых городах было немало храмов, роскошных особняков видных горожан, зданий общественных мест. Во времена индустриального развития предпочтение отдавалось геометрическим объёмам, приземистым прямоугольным цехам и зданиям с усечённым конусом градирен и т. д. Тёплый узорчатый кирпич сменился серой железобетонной панелью. Плавные арочные окна превратились в миллионы квадратиков типовых световых проёмов. После Великой Отечественной войны с домов исчезли даже покатые крыши.

В начале XX в. стало заметно стремление к уходу от однообразия. Вновь появляется тяга к индивидуальности, к стремительным линиям вверх, к узорной решётке и тщательно отделанному камню.

Из чего же строили великолепные здания и сооружения наши предшественники? В первую очередь из того, что лежало у них под ногами, т. е. из местного материала. Таким материалом являлись естественные камни, древесина, сырцовый, а затем и обожженный кирпич, песок и галька, применявшиеся в растворе и бетоне.

Еще древние греки так классифицировали лесоматериалы:

«…лесной материал бывает пиленый, тесаный и круглый. Пиленый получается от распиливания пилою, тесаный – путем удаления наружных частей посредством топора, круглый оставляется нетронутым. Из них пиленый почти никогда не дает трещин. Потому что открытая сердцевина высыхает и умирает.»

К сожалению, деревянные сооружения того времени не сохранились. Однако, судя по описаниям Витрувия, значение древесины было очень велико. Она широко применялась как конструкционный материал в качестве стоек, колонн настилов, ферм при перекрытиях больших пространств в зданиях или пролетах между быками мостов там, где это было необходимо.

Дерево всегда привлекало строителей лёгкостью обработки, небольшой собственной массой при относительно высокой прочности и хороших теплоизоляционных свойствах.

Из отдельных брусьев собирали фермы несущие элементы мостов, покрытий общественных зданий. До сих пор вызывает восхищение специалистов сооружённое в 1817 г. покрытие Конногвардейского манежа в Москве (ныне Центральный выставочный зал), деревянные фермы которого без всяких промежуточных опор перекрывают пролёт в 44,9 м. К сожалению, пожар в 2004 г. их уничтожил. Сейчас они вновь восстановлены.

Сегодня этот древний материал используется по-новому.

На современный каркасный или щитовой дом древесины идёт в 23 раза меньше, чем на бревенчатый тех же размеров, а строят его гораздо быстрее.

Большое распространение в качестве строительного материала получили естественные камни. Они добывались и обрабатывались из самых разнообразных горных пород, начиная от легких, вулканических, таких как туф, пемза, лава, и кончая плотными и прочными известняками и порфирами. Эти камни шли на сооружение фундаментов и барабанов колонн, из них изготавливали блоки самой разнообразной величины и конфигурации и стен архитравных прогонов. Нередко крупные элементы зданий возводились из каменных блоков без применения раствора, хотя последний к тому времени уже широко использовался в строительной практике. При этом большие каменные блоки так тщательно обтесывались, что при укладке, например стен, не требовалось дополнительной подгонки в местах сопряжения.

В ответственных сооружениях для более надежного крепления каменных блоков между собой на их поверхности выдалбливались специальные отверстия для металлических дюбелей – «скреп»-штырей, хотя помимо металлических применялись деревянные и каменные «скрепы», особенно в виде так называемого ласточкиного хвоста.

Из металлов в строительной практике того времени использовались бронза и железо. Причем бронзе отдавалось большее предпочтение, так как она являлась относительно прочным строительным материалом и не корродировала. Из нее выковывали длинные тонкие балки, которые впоследствии соединяли в более сложные конструктивные элементы, например фермы.

А с появлением в середине ХIХ в. прокатного железа (металлического проката), более прочного, чем литой чугун, ознаменовало следующий шаг в применении металла в качестве строительного материала. Появились огромные возможности в развитии строительных конструкций и, в частности, конструкций висячего типа. Пионерами в этой области выступили строители мостов.

Вторая половина ХIХ в. вошла в историю строительства как «век железа». Хрустальный дворец – так назывался главный павильон Первой всемирной выставки 1851 г. – был подобен огромной оранжерее из металла и стекла. Ещё более грандиозным был Дворец машин с залом шириной 115 м на Парижской выставке 1889 г., а неподалёку от него, как символ прогресса, взметнулась в небо трёхсотметровая Эйфелева башня. При строительстве и дворца, и башни были использованы металлические конструкции. Стальные каркасы позволили начать строительство высоких многоэтажных зданий: в Чикаго и Нью-Йорке начали расти, обгоняя друг друга, первые небоскрёбы.

Русские учёные и инженеры внесли значительный вклад в развитие металлоконструкций. Так, например, русский инженер В.Г. Шухов построил 148-метровую башню для Шаболовской радиостанции в Москве, конструкция которой выгодно отличается от башни французского инженера Эйфеля тем, что она сделана из однотипных элементов. При её строительстве впервые в мире был применён метод монтажа, получивший впоследствии название телескопический. Во время такого монтажа верхние ярусы конструкции выдвигаются из нижних ярусов, словно звенья складной телескопической антенны портативного радиоприёмника.

Но основным материалом для изготовления металлоконструкций остаётся сталь. Металлоконструкции применяются также в каркасных конструкциях, когда колонны воспринимают все нагрузки (вес крыши, перекрытий и т. д.). Участки стен между колоннами можно превращать в огромные стёкла. И всё же бывают случаи, когда и такое решение архитекторов не удовлетворяет, когда необходимо совершенно избавиться от колонн у наружных стен, превратив эти стены в тонкие прозрачные экраны. И тогда не крышу опирают на стены, а наоборот, стены подвешивают к крыше.

Новые технологии позволили и дальше развивать применение металлоконструкций, а сталь стала использоваться в качестве составной части другого важного строительного материала – железобетона. Бетонные и железобетонные конструкции сегодня наиболее распространены.

Бетон – так называется искусственный каменный материал, с которого начинается история железобетона. Изготовление кирпича, обработка природного камня – основных строительных материалов прошлого – дело хлопотливое и трудоемкое. Поэтому строители в массивных конструкциях стали выкладывать из камня и кирпичей только наружные стенки, а пространство между ними затем заполняли щебнем, гравием, обломками камня и заливали всё это раствором вяжущего материала. Раствор, твердея, прочно соединял всё в монолитную массу.

Многие удивятся, узнав, что бетон – соединение извести, песка и воды – появился задолго до египетских пирамид. На побережье Хорватии археологи нашли остатки хижины, которой никак не меньше 7,5 тыс. лет, – ее стены возведены именно из этого материала. А в том же Египте бетоном укрепляли каменные стены. В Римской империи этот материал был хорошо известен – его использовали при постройке домов, мостов, знаменитых акведуков. Вместо извести обычно использовали битум – жидкий асфальт, который добывали из расщелин в земле. Французское слово beton происходит именно от латинского bitumen – битум. А название цемента на той же латыни означает «битый камень». Его в древние времена применяли в бетонных сооружениях вместо песка.

С падением Рима бетон был надолго забыт. Вспомнили о нем только в 1796 г., когда англичанин Паркер путем обжига смеси глины и извести получил романцемент – первую марку промышленного цемента. В начале ХIХ в. в Англии и Франции цемент начали смешивать с гравием, песком и водой, получая бетон. При помощи опалубки ему можно было придать любую форму, которая сохранялась при застывании. Строители уже грезили о блестящем будущем нового материала, но вмешалась суровая реальность. Да, бетонные конструкции обладали высокой прочностью, были огнеупорными и водостойкими. Однако, как любой камень, они плохо переносили нагрузку на растяжение, поэтому размер бетонных сооружений оставался ограниченным.

Мосты, балки, арочные пролеты в основном делали из железа, но у этого материала тоже были свои недостатки. Железные конструкции прекрасно выдерживали растяжение и изгиб, зато на открытом воздухе быстро разрушались из-за коррозии. Строители остро нуждались в материале, который объединил бы достоинства бетона и железа, но долго не могли его изобрести. При этом они не раз замечали, что железные прутья опалубки легко обволакиваются бетоном, образуя с ним прочное соединение. В 1854 г. английский штукатур Уильям Уилкинсон взял патент на новый материал железобетон, состоящий из металлического «скелета», залитого бетоном. Десять лет спустя он построил в Ньюкасле небольшой домик, где из железобетона были сделаны не только стены и перекрытия, но даже дымовая труба. Так на практике было доказано одно из тех качеств нового материала, которое и сделало его универсальным, способность принимать практически любую форму. Чуть позже Уилкинсона патент на железобетон получил француз Франсуа Куанье. В 1861 г. он издал брошюру «Применение железобетона в строительном искусстве», а потом выстроил железобетонную церковь в своем родном городке.

Однако новинка приживалась с трудом. Как ни странно, два профессиональных строителя не смогли обеспечить широкое использование железобетона это сделал человек, не имеющий к строительному делу никакого отношения. В 1861 г. садовник Версальского парка Жозеф Монье стал делать большие горшки для растений из смеси песка с цементом. От влаги горшки начали трескаться, и сообразительный садовник скрепил их железными обручами. А когда железо заржавело, замазал его тем же цементным раствором. Новые горшки оказались настолько прочными, что в 1867 г. Монье взял патент и развернул их производство. А потом начал делать из железобетона плиты и перегородки для строительства. Он имел смутные представления о строительном деле и располагал проволочную сетку строго посередине плиты, хотя рациональнее размещать ее в нижней части именно туда приходится наибольшая нагрузка. Тем не менее, благодаря деловой сметке садовника, железобетон проник в самые разные области. В 1869 г. Монье построил из него бассейн, а в 1873 г. небольшой мост. Вскоре он запатентовал свое (а вернее, чужое) изобретение в Германии и России и начал активно продавать его тамошним фирмам. Примерно с 1880 г. железобетон начал распространяться по миру.