Прикладные науки

В округ этих основополагающих теоретических дисциплин буйно разрослись джунгли всевозможных прикладных строительных наук, изучающих конкретные материалы, конструкции и способы производства работ, подобно тому как в свое время от единой гиппократовской медицины произошли тысячи специализаций, от лечения зубов до анализа кала.

В прежние времена дома были низенькие и легкие; однако с ростом этажности рос и вес, приходящийся на фундаменты. Те стали продавливать почву, вызывая катастрофические осадки зданий. Стали разбираться и выяснили, что почвы имеют очень разную прочность - от почти бесконечной у скалы до почти нулевой у торфа, речного ила и т.п. Более того, грунты залегают пластами разной толщины, так что иногда под тонким слоем надежной породы прячется целый океан трухи. Некоторые слои лежат не горизонтально, а наискось, другие внезапно обрываются, словно кто их отрезал, и в итоге небольшая строительная площадка зачастую оказывается конгломератом самых различных почвенных условий.

Особенно докучают строителям грунтовые воды, которые, вопреки очевидности, также любят залегать под углом, иногда исчезают или вдруг появляются в огромном количестве, и почти всегда поднимаются ближе к поверхности там, где идет стройка. В этих водах могут содержаться агрессивные кислоты, разъедающие бетон фундаментов.

В результате возникла Строительная геология, изучающая расположение разных грунтов на площадке строительства вкупе с их важнейшими характеристиками. Этой работой, как правило, занимаются специальные тресты, оснащенные лабораториями и буровыми машинами.

Опиранием фундаментов на известные уже почвы ведает особая наука Основания и фундаменты. Главная проблема здесь в том, чтобы передать тяжелые нагрузки с очень прочных материалов (стены, колонны) на очень рыхлые (грунт, именуемый основанием) без того, чтобы первые врез а лись в второе, как нож в масло. Простейший способ - подложить под стену или колонну что-нибудь широкое, чтобы оно работало, как лыжа, удерживающая человека на рыхлом снегу. Однако нагрузки бывают столь велики, а почвы до такой степени скверные, что не спасает никакая лыжа. Тогда приходится забивать сваи, пронзающие насквозь пласты слабых грунтов и передающие вес от здания глубоко вниз. Все это сопряжено с тоскливыми расчетами и совершенно не терпит ошибок, поскольку цена их - осадка здания, которую исправить уже нельзя.

Строительная механика расчитывает усилия для абстрактного каркаса здания, т.е. безотносительно к тому, из каких материалов он будет выполняться. В самом деле, усилия в каркасе не зависят от материала, но от него зависит прочность, т.е. способность выдерживать это усилие без разрушений. Положим, расчет выявил в колонне каркаса сжимающую силу в 40 тонн: ясно, что железобетонная стойка известной толщины его выдержит, а деревянная сломается. Но ведь и дерево и бетон бывают разными. То есть прежде чем использовать те или иные материалы, необходимо точно знать их свойства. С другой стороны, строительные материалы надо уметь изготавливать так, чтобы их заранее заданные свойства в точности обеспечивались. Всем этим занимается обширная наука Строительные материалы, а поскольку многие из них (тот же бетон) получаются в результате химических процессов, ей помогает Строительная химия.

Строительных материалов бесчисленно много, однако почти все они относятся к гидроизоляционным, теплоизоляционным или декоративным и потому инженеров волнуют мало. Но есть среди них такие, из которых выполняются несущие конструкции зданий. Эти материалы имеют очень разный характер, свою специфику применения и расчета, и для каждого существует отдельная наука. Среди них заведомо выделяются сталь и бетон, речь о коих пойдет ниже.

Старый добрый кирпич, оттесненный на задворки строительства, породил науку Каменные и армокаменные конструкции (ко вторым относится кладка, армированная стальными сетками, о чем я упоминал). Используемый строго по расчету в относительно тонких стенах и столбах, кирпич сполна отомстил строителям за пренебрежение к своей персоне. Он крошится, трескается и расседается где только может, и хотя в расчетах прост, но требует величайшей осмотрительности, из-за чего многие инженеры вообще избегают за него браться. К тому же в извечной войне инженеров и архитекторов кирпичные конструкции зависли на нейтральной полосе между ними: расчетами занимаются первые, а показывать на чертежах по старой традиции должны вторые. Отсюда вытекают бесконечные ошибки и неувязки с последующим поиском виноватых.

Народные умельцы, привыкшие возводить избы, сараи и целые Кижи без единого гвоздя, нашли последнее прибежище в науке Деревянных конструкций, к которым для поднятия престижа присовокупили еще пластмассовые. Больше всего здесь боятся огня и гниения, замышляют гигантские перекрытия стадионов, сделанные " из едина дуба", и всячески доказывают насмешникам, что их время не ушло. Вместо обыкновенных бревен они набирают тонкие доски в стопку и склеивают их под давлением на дорогом импортном обрудовании. Выходят мощные и поначалу даже красивые балки, употребляемые архитекторами на самых видных местах. Но уже через несколько месяцев, несмотря на защитные лаки, древесина начинает чернеть и становится неряшливой с виду.

Науки и специальности (2)