Задача архитектуры – организация пространственной среды для жизни и деятельности человека – осуществляется посредством материальный структур – строительных конструкций.
В процессе исторического развития социальные и идеологические функции архитектуры по-разному выражались посредством конструкций, а сами технические средства своеобразно осмысливались эстетически. Взаимосвязь конструкции и архитектурно-художественного образа – одна из проблем развития всего зодчества.
Конструкция (как чисто техническая структура) получает значение элемента архитектурного произведения, лишь когда она применяется в соответствии с конкретными функциональными и эстетическими задачами.
Инженеры-строители, имея дело в основном с техническими вопросами архитектуры, должны хорошо представлять те эстетические возможности, которые таят в себе конструкции и строительные приемы.
Опыт истории архитектуры не только дает в этом отношении обширный материал, но и учит теоретическому осмыслению проблемы, помогает решению многообразных практических задач взаимосвязи конструкции и художественной формы.
Важной особенностью работы, отвечающей его основной концептуальной направленности, является выявление средств и закономерностей архитектурной композиции: знание изменяющихся во времени композиционных приемов в тесной взаимосвязи не только функции, но и особенно с развитием конструктивных форм.
Это – одно из условий формирования творческого мышления как архитектора, так и современного инженера-строителя, повышения уровня его профессиональной культуры и мастерства. До середины XVIII века застройка носила свободный характер, остальное строение улицы было деревянным, поэтому здания того времени не сохранились.
С конца XVIII – начала XIX веков по красным линиям улицы начинают возводиться каменные дома. Основными материалами того времени являлись дерево и кирпич. Массовым типом деревянных конструкций были в основном срубленными, но использовались и каркасные. Применялось использование дерева в несущей конструкции с последующей штукатуркой «под камень».
Дерево широко применялось в каменных зданиях в конструкциях перекрытий и стропильных крыш. Вытеснение плоскими деревянными перекрытиями каменных сводчатых – общая тенденция, характерная для XVIII – первой трети XIX в. Каменные конструкции применялись при возведении стен и фундаментов, в виде сводчатого перекрытия нижних этажей.
Основной материал – кирпич. Белый камень различной твердости использовался в облицовке стен, для архитектурных деталей и в элементах зданий, испытывающих наиболее сильные нагрузки или подверженные частым увлажнениям (фундаменты, цоколи, перемычки, колонны и т.п.).
Кирпичные стены в связи с переходом от сводчатых перекрытий к плоским, не вызывающим распорных усилий, стали значительно тоньше и легче, чему способствовало также повышение качества кирпича и раствора. Использовались три основных способа кладки стен: крестовая, тычковая и цепная.
В первой половине XIXв. получили практическое внедрение способы облегченной кладки с внутренними пустотами. Размеры кирпичей колебались. В первой половине XVIII в. был введен единый для всей страны размер кирпича 280 140 70 мм. Вместе с введением стандартов на кирпич во второй половине XVIII-XIX вв. наблюдается унификация форм и размеров белокаменных изделий.
Если стены имели русты, то они обычно делали в кирпиче с выступом кладки из плоскости стены на ¼ кирпича. Проемы в стене крепились кирпичными арками или перемычками в зависимости от величины пролета и архитектурно-художественного замысла. Для зданий последней трети XVIII – первой трети XIX в. характерны ордерные портики, каменные колонны которых чаше всего выкладывались из белого известняка или кирпича.
В связи с большими сосредоточенными нагрузками кладка колонн осуществлялась особенно тщательно. По оси колонны скреплялись металлическими стержнями с заливкой сердечника гипсом или известковым раствором. Кирпичные колонны всегда штукатурились. Применялись колонны из деревянных стволов с последующей штукатуркой или отделкой под мрамор.
Армокаменные конструкции стен, сводов, колонн и балочных перекрытий получили широкое развитее. Применение в каменной кладке металла позволило возводить более тонкие стены, облегчить своды и увеличить расстояния между опорами. Основными строительными материалами в архитектуре XIX в. оставались дерево и кирпич.
С конца XIX в. всё более внедряются в практику большепролётные конструкции из чугуна и железа. В отличие от железа, хорошо работающего и на сжатии, и на растяжении, чугун – более хрупкий материал, плохо сопротивляющийся растягивающим усилиям.
Конструктивные особенности здании исторической застройки, к которым могут быть отнесены здания, эксплуатирующиеся более 100 лет, а именно во второй половине XIX – начала XX, заключаются в использовании стеновой конструктивной системы с различным расположением и числом несущих стен (при явном преобладании продольно-стеновой конструктивной схемы).
Фундаменты – в подавляющем большинстве случаев – ленточные бутовые, реже бутобетонные или кирпичные. На слабых и водонасыщенных основаниях фундаменты расположены на основаниях из деревянных свай. При понижении уровня грунтовых вод ниже оголовка свай наступает быстрое разрушение последних, что требует своевременного усиления оснований и фундаментов.
Несущие стены зданий исторической застройки выполнены преимущественно из красного кирпича в сплошной цепной кладке. Замена части внутренних стен кирпичными столбами встречается только на отдельных участках и продиктована планировочными требованиями.
Междуэтажные перекрытия выполнены, как правило, по деревянным балкам, роль которых в обеспечении пространственного взаимодействия элементов здания существенно меньше, чем горизонтальных железобетонных дисков перекрытий в современных зданиях.
Соответственно в зданиях исторической застройки был предусмотрен более частый шаг поперечных стен, выполняющих роль диафрагм жесткости, и предусмотрены меры, обеспечивающие взаимодействие пересекающихся стен (перевязка кладки, прокладка пачечного железа в горизонтальных швах кладки в уровне перекрытия и др.).
Несущие стены имеют утолщение (сверху вниз) в 1/2 кирпича (120мм ) в виде ступенчатого уступа с внутренней стороны в уровне перекрытия. Толщина стен и нижних этажах достигает 31/2 – 5 кирпичей (900–1300 мм). В случаях, когда перекрытия первого этажа выполнены в виде кирпичных сводов, толщина стен, воспринимающих распор сводов, достигает 6-7 кирпичей (1550–1800 мм).
Дощатые или паркетные полы выполнены по звукоизоляционной засыпке из песка или кирпичного боя. В наиболее капитальных ломах применены конструкции перекрытий с «плавающим полом», в котором конструкция пола опирается не на основные, а на дополнительные балки, уложенные по засыпке, что существенно улучшает звукоизоляцию.
С конца XIX века широкое распространение получают конструкции перекрытий по стальным балкам. Устройство по стальным балкам традиционного деревянного наката и пола сохраняло основной недостаток деревянных перекрытий – низкую огнестойкость. Устройство между металлическими балками кирпичных (а позже – бетонных) сводиков приблизило конструкции перекрытий по долговечности и огнестойкости к конструкциям кирпичных стен.
С начала XX века получают широкое применение железобетонные перекрытия системы Ф. Геннебика, состоящие из главных балок, второстепенных балок и плиты, монолитно связанных между собой в процессе бетонирования перекрытия. Крыши зданий исторической застройки – скатные, с организованным наружным водостоком со стальной (реже – черепичной) кровлей по деревянным или висячим стропилам.
Этот тип конструкции крыши оказался наиболее востребованным вплоть до сегодняшнего дня. Появились только новые варианты кровельного покрытия – асбестоцементные листы, пластмассовая и металлическая черепица, и пр. Широко распространены совмещенные невентилируемые крыши.
Все выше перечисленные конструкции свойственны и для зданий в стиле эклектика и для зданий в стиле модерн. Естественно, для зданий вокзалов используются уже большепролетные конструкции. А в образцах рационалистического модерна предвосхищен конструктивизм.
Конструктивное решение многих таких зданий было также было новаторским для той поры: жесткий, на основе бетона внутренний каркас с крупной сеткой 6X3,5м. Стиль модерн проявляется в широких, наполненных воздухом пространствах, огромных оконных проемах. Начали широко использоваться стекло, железо и даже железобетонные конструкции, например, при строительстве доходных домов в Москве.
В близлежащем районе вдоль Мясницкой улицы также происходило строительство доходных домов, демонстрирующих присущее стилю модерн разнообразие. В 1904 году в своем проекте дома Строгановского художественно-промышленного училища на Мясницкой Шехтель образцовым образом соединил функциональные и эстетические начала, сочетая функциональную тектонику кирпичных стен с тонким полихромным керамическим оформлением оконных проемов.
Дом покоится на железобетонной каркасной конструкции первого этажа, позволяющей сделать на пешеходном уровне громадные стеклянные витрины. Создание таких торговых помещений не было тогда в Москве обычной практикой, розничная торговля шла главным образом в галереях и торговых рядах в центре города.
Мало того что Шехтель включил в состав здания магазины и небольшую клинику, он еще решил проблему типичных для московских доходных домов замкнутых дворов-колодцев. В самом конце века строительство домов для московской предпринимательской элиты стало часто вестись по современным проектам, в которых использовались изогнутые металлические детали, характерные для аrt nouveau, и конструкции в виде блоков из стекла и кирпича.
В постройках, осуществленных в 1900-e годы и, особенно, в проекте собственного дома на Остоженке, Кекушев полностью отдался игре с пластикой материала и конструктивных решений.
Как и во многих московских домах этого периода, Кекушев использовал фактуру кирпичного фасада для контраста с массивными каменными и бетонными деталями конструкции – от гранитного руста основания к скульптурно оформленным вертикалям, определяющим устремленность вверх главной плоскости фасада и угловой башни.
В конце первого десятилетия нового века Кекушев экспериментировал с оконтуренными элементами в проекте дома И.А. Миндовского на Поварской (1903г.).
