Производственные здания

Во второй половине XIX в. капиталистическое производство передовых стран поднялось на более высокую ступень развития. Новая техника требовала новых промышленных зданий - значительно больших размеров и более прочных.

К концу XIX в., когда железнодорожное строительство в России предъявило большой спрос на рельсы, паровозы и вагоны, а судостроение - на новые станки, листовую сталь и машины, русская промышленность начала быстро развиваться. В эти годы возник новый промышленный центр на юге России.

В. И. Ленин писал: "Рост торговли, фабрик, городов, железных дорог предъявляет спрос на совершенно иные постройки, непохожие ни по своей архитектуре, ни по своей величине на старинные здания патриархальной эпохи. Новые постройки требуют очень разнообразных и дорогих материалов, требуют кооперации масс рабочих самых разнообразных специальностей, требуют продолжительного времени для своего завершения; размещение этих новых построек совершенно не сообразуется с традиционным размещением населения: они возводятся в больших городах или пригородах, среди незаселенных мест, по линиям строящихся жел. дор. и т. п." (В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 3, стр. 530-531.)

В этот период развитие Юга и Урала шло разными темпами. Южная промышленность развивалась быстро, Урал отставал в техническом отношении. Однако влияние общего технического прогресса в конце XIX в. сказалось и на уральской промышленности. Так, например, дрова заменялись каменным углем, внедрялись новые виды производства (рельсовое, листопрокатное), менялась технология производства, сокращалась выделка сварочного железа, возрастала выплавка железа в мартеновских печах, начало постройки которых на Урале относится к 1876 г.

К концу XIX в. возрастает значение металлургических предприятий, расположенных на севере России. На долю промышленности Петербурга приходилось 90% всех занятых в крупной промышленности рабочих и около 85% всей промышленной продукции [4].

Изобретение в 1860 г. способа производства литой стали вызвало постройку в 1863 г. Обуховского сталепушечного завода. В 1863 г. чугунолитейный петербургский завод, построенный в начале XIX столетия и разрушенный наводнением, был куплен Путиловым и перестроен для изготовления рельсов, вагонов и металлических принадлежностей к ним. В конце XIX в. он стал самым крупным заводом России, а по объему производства и техническому уровню не уступал лучшим заводам Европы. Путиловский завод занял одно из первых мест среди крупных русских заводов и по производству металлических конструкций для строительства.

Начиная со второй половины 50-х годов XIX в. в связи с развитием судостроительной техники капитально перестраивались Адмиралтейские Ижорские заводы. В 1863 г. был основан Балтийский судостроительный и механический завод.

Изучение производственных зданий этих заводов представляет интерес с точки зрения прогресса строительной техники.

Промышленные здания заводов Юга и Севера, обследованные нами, имеют, как правило, различные конструктивные решения. Здесь применялись разные виды стропильных металлических ферм, арочных конструкций и металлических решетчатых колонн. В самом конце XIX в. стал распространяться железобетон. В то же время применялись и металлические фермы с минимальным уклоном верхнего пояса (1:10), которые весьма часто опирались на железобетонные колонны.

Здания уральских заводов, несмотря на одинаковое назначение цехов, по типам построек были довольно многообразными. Планы заводских корпусов обычно имели прямоугольное очертание, что соответствовало требованиям технологического процесса. Например, в механических цехах параллельное расположение трансмиссий определяло прямоугольную форму плана. Если в середине XIX в. были широко распространены одноэтажные и однопролетные здания, то в конце XIX - начале XX в. стали строить преимущественно двухпролетные и трехпролетные здания высотой 8--10 м с пролетами 17-20 м.

Особенностью строительства промышленных зданий во второй половине XIX в. является их более тесная связь с технологией производства. Применение паровых машин и переход в конце века к электрическим двигателям требовали приспособленности зданий к этим энергетическим установкам. Если паровая двигательная энергия шла к станкам через трансмиссии, нагрузка от которых передавалась вначале на специальные конструкции, а затем на строительные конструкции зданий, то применение электродвигателей привело к созданию мостовых электрокранов, значительная нагрузка от которых также передавалась на строительные конструкции. В связи с этим менялся характер промышленных зданий как по габаритам, так и по применяемым материалам. Каменные и деревянные несущие конструкции заменялись более легкими и более прочными - металлическими.

В конце XIX в. появились корпуса с железобетонными рамами, колоннами, подкрановыми балками и перекрытиями. Строились промышленные здания и в металлических, и в железобетонных, и в деревянных конструкциях. Конструкции, характерные для прошлого, почти вышли из употребления.

Здания доменных цехов уральских заводов в конце XIX в. отличались размерами и конструкциями от зданий первой половины века. С увеличением объемов доменных печей производительность этих цехов возрастала и увеличивались их площади. Средняя площадь доменного цеха в первой половине XIX в. была 1,5-2 тыс. м², а в конце века она достигала 7-8 тыс. м². Если в первой половине века высота домны была 10-15 м, то в конце века она достигла 19-20 м. Так, доменный корпус Нижне-Тагильского завода постройки 1884 г. представлял собой кирпичное здание размерами в плане вместе с пристройками 51*34 и 51*15 м. Высота корпуса до колошника составляла 19 м [5]. В начале XX в. корпуса доменных печей проектировались в металлических конструкциях.

На юге России большое количество заводов как вновь выстроенных, так и купленных за границей, было оборудовано по последнему слову европейской техники.

Одним из гигантов южной металлургии в конце XIX в. являлся Днепровский завод Южно-Русского металлургического общества. В 1896 г. здесь имелось 5 доменных печей. Для разгрузки кокса и руды было построено 11 эстакад, расположенных на расстоянии 20 м друг от друга и высотой 6 м. Площадь вокруг печей и под мостами была выложена чугунными плитами. Доменная печь, построенная в 1910 г., и аналогичная ей печь 1898 г. значительно отличались от предыдущих как размерами, так и производительностью. Так, если в 1888 г. высота от уровня лещади до колошника доменной печи составляла 20 м при объеме печи 369 м³, то в 1910 г. высота доменной печи составляла уже 25 м, а объем - 475 м³. Это является показателем технического прогресса как в области технологии металлургии, так и в области строительной техники. Производительность всех пяти доменных печей в 1889 г. составляла 1 999 652 пуда, а в 1904 г. - 15 385 987 пудов. Фундаменты печей возводились на скалистом материке и на сваях. Кладка лещади состояла из пяти рядов кирпича ромбоидальной формы. Кладка стен горна толщиной 900 мм располагалась на внутреннем листе железа от основания до заплечиков. Наружный лист, расположенный на расстоянии 350 мм, окружал часть лещади и нижнюю часть горна. Особый дырчатый кирпич заполнял пространство между наружным и внутренним кожухами. Толщина железа 22 мм. Дырчатый кирпич был впервые применен в 1900 г. взамен стальных клиньев - крепления дорогого и неудобного. Шахты печей опирались на чугунное кольцо, которое поддерживало восемь литых чугунных колонн.

Мартеновские и другие сталеплавильные цехи появились во второй половине XIX в. Новые способы выплавки металла обеспечивали возросшую потребность в нем машиностроения, транспорта и строительства. Вместо прежних зданий кричных, молотовых и плющильных цехов появляются новые промышленные корпуса, обусловленные новой технологией производства, - цехи мартеновские, бессемеровские и томасовские.

Здания мартеновских цехов вначале обслуживались путевыми наземными паровыми кранами, перемещавшимися вдоль цеха и определявшими характер конструкции цеха. Мартеновский цех Надеждинского завода помещался в четырехпролетном здании, с размерами пролетов 9 + 9 + 20 + 9 м, высотой 10 м. 9-метровые пролеты имели каменные колонны, 20-метровый - железные решетчатые колонны, на которые опирались металлические треугольные фермы типа Полонсо. Колонны соединялись между собой решетчатыми балками. Над коньком фермы находился фонарь. По ферме прокладывались прогоны и обрешетка под железную кровлю [6]. Стены цеха - кирпичные. Цоколь был сложен из бутового камня на растворе с портландским цементом.

Новая технология производства и увеличение емкости печей вызвали необходимость оборудования цехов мостовыми электрическими кранами, что оказалось возможным благодаря введению в производство электроэнергии и металлических конструкций. Грузоподъемность мостовых кранов зависела от производительности печей. Конструкция кранов влияла на габариты цеха; с ростом производительности печей, разливочных ковшей и грузоподъемности кранов увеличивалась и высота здания. Ширина пролетов увеличивалась медленно, она зависела от пролетов мостовых кранов. Сетка колонн мартеновских цехов увеличивалась с увеличением размеров печей и регенераторов.

Высота от пола до головки рельса кранового пути и пролеты между осями рельсов, по которым перемещается мостовой кран, были различны при одной и той же грузоподъемности кранов. При максимальной в 1910 г. грузоподъемности 90-120 т пролеты кранов не превышали 22- 24 м, а высота цехов доходила до 30 м. С установкой мостовых электрических кранов сформировался определенный тип мартеновского цеха с печным и разливочным пролетами, с печами между колоннами среднего ряда. В 1896 г. для скрепляющей мастерской Обуховского завода применялись мостовые электрические краны грузоподъемностью 40, 100 и 120 т, которые ввиду специального назначения изготовлялись особо жесткой конструкции.

64. Новый мартеновский цех Днепровского заводь Южно-Русского металлургического общества (схематический разрез)

Новый мартеновский цех Днепровского завода (рис. 64) был пущен в 1897 г. Его размеры 37*82 м при высоте стен 12 м. В цехе помещались три мартеновские печи производительностью по 35 т. Здание пролетом 37 м было перекрыто фермой типа Полонсо. Одна опора неподвижная, с анкерами, заделанными в стену, другая - подвижная, на катках. Решетчатые колонны в центре здания делили цех на два пролета - печной и разливочный - и служили опорой для подкрановых балок. Перед зданием находилось 15 регенераторов.

Ковши для разливки стали употреблялись подвесные и на тележках. Они перемещались 40-тонным краном. В разливочном пролете имелись еще два 10-тонных мостовых крана. Для заливки чугуна в печь применялся 50-тонный электрический мостовой кран пролетом 14,5 м, который подвозил ковш с чугуном к печам и поднимал его на требуемую высоту. Мостовые краны опирались на стальные подкрановые балки.

65. Схема мартеновского цеха Путиловского завода (1897)

Мартеновский цех Путиловского завода, оборудованный мостовыми электрическими кранами, являлся примером нового типа многопролетного здания (рис. 65). Цех был построен в 1897 г. и представлял собой одноэтажное здание размерами 66*96 м, состоящее из семи поперечных пролетов и трех продольных. Этот цех, частично реконструированный, сохранился до настоящего времени. Наружные стены здания состоят из металлического каркаса, заполненного на высоту от 1,5 до 4,5 м кладкой в полкирпича, выше которой установлены металлические остекленные переплеты. Фронтоны стен обшиты волнистым железом.

По шедовым фермам установлены прогоны из уголкового железа, перекрытые кровлей из волнистого железа. Нижний пояс шедовых ферм сделан из швеллеров, а решетка и верхний пояс - из уголков. Опорные узлы шедовых ферм вклепаны в круглые колонны из прокатных квадрантов [7].

В 1913 г. в связи с необходимостью выпуска крупных болванок для нужд турбинного и судостроительного производства здание цеха было перестроено. Вместо двух мартеновских печей производительностью 20 и 10 т были построены две печи на 40 т, а в 1914 г. - третья 40-тонная печь. В связи с этим два 10-метровых пролета были перестроены на один 20-метровый, в котором установили мостовой электрический кран с 60-тонным разливочным ковшом.

Сталелитейный цех Брянского машиностроительного завода, построенный в 1876 г., имел в плане прямоугольную форму размерами 170*21 м с высотой стен 11 м (рис. 66). В цехе находилось шесть печей Сименса - Мартена (одна 15-тонная и пять 10-тонных).

66. Сталелитейный цех Брянского машиностроительного завода (1876).

Мостовой кран пролетом 14,53 м опирался на отдельно стоящие металлические колонны. Цех был перекрыт треугольными и арочными фермами с шагом 3,35 м. Фермы опирались на колонны из прокатных квадрантов и соединялись прогонами и связями, проложенными по верхним поясам. Вдоль коньков ферм были установлены вытяжные фонари [8]. Обследованием металлических конструкций плавильного отделения цеха в 1956 г. было засвидетельствовано хорошее состояние ферм. Несмотря на то, что эти фермы были расположены непосредственно в зоне действия сернистых газов, металл их не подвергся коррозии; хорошо сохранилась даже пленка краски, покрывающей фермы, состав ее остался неизвестным.

Томасовский цех завода "Русский привиданс" в начале XX в. имел два пролета, 22 и 6 м. Главный пролет высотой 14 м, считая до нижнего пояса ферм, был перекрыт стропильными английскими фермами с фонарем. В продольном направлении шаг колонн 10 м; фермы располагались через 5 м и имели по верхнему поясу в пяти местах крестовые связи: две по торцам и три посередине корпуса. Промежуточные фермы опирались на подстропильные. Разливочное отделение было оборудовано мостовыми и поворотными катучими кранами. Цех имел двухскатную деревянную кровлю с наружным отводом воды [9].

Эти примеры показывают, как в связи с новой технологией и внедрением электроэнергии в производство формировался новый тип здания, столь отличный от зданий первой половины XIX в.

Планы зданий машиностроительных заводов, как правило, имели прямоугольную форму, но встречались и исключения. Прямоугольное решение определялось условиями технологии и было связано с прокладкой рельсовых путей вдоль цехов, с устройством мостовых кранов, движущихся как в поперечном, так и в продольном направлении, с широким применением трансмиссий, с характером расположения оборудования, с целесообразным освещением и вентиляцией здания.

Стены цехов машиностроительных заводов возводились главным образом из кирпича на известковом растворе. Применялись фахверковые конструкции, состоящие из железного, а в начале XX в. и из железобетонного каркаса, заполненного кирпичом или бетонными камнями. Устраивались, правда редко, стены из монолитного железобетона на рандбалках высотой 12 см.

В зависимости от характера производства толщина стен была в 1, 1,5 и 2,5 кирпича. В большинстве зданий машиностроительных заводов толщина стен принималась в 2 кирпича.

Полы, по условиям производства, делали земляными, дощатыми, торцовыми на бетонном основании, кирпичными. Бетонные или цементные полы на бетонном основании, а также из чугунных плит были в рассматриваемый период новым явлением.

Фундаменты устраивали из бутового камня на цементном или известковом растворе. Часто фундаменты возводились на свайном основании. Сваи применяли шпунтовые и круглые. Подкрановые колонны опирались на бетонные фундаменты. Нагрузка на такие фундаменты была довольно значительной. Например, фундаменты под колонны сборочного отделения башенной мастерской Адмиралтейского судостроительного завода рассчитывались в 1914 г. на нагрузку 312 т с учетом веса фундаментов. Под отдельные опоры часто применялись фундаменты в виде кирпичных столбов на цементном растворе.

Балки и фермы применялись металлические и деревянные, колонны - железные и чугунные. В конце XIX в. появились железобетонные балки и колонны.

В целях предохранения зданий от огня морское ведомство в 1897, 1901 и 1908 гг. издавало приказы, обязывающие применять в междуэтажных перекрытиях и в потолках верхних этажей только стальные балки с устройством между ними бетонных или кирпичных сводов, с глиняной смазкой на чердаках [10]. В кочегарках, кузницах, литейных и других подобных помещениях дерево в устройстве крыш не допускалось, а при несгораемых потолках разрешались деревянные стропила только в исключительных случаях. Полы также должны были быть несгораемыми. Железные дымовые трубы в мастерских при проведении их через перекрытия требовалось окружать железными кожухами с воздушным зазором между кожухом и трубой и кирпичной разделкой. Двери во всех зданиях требовались железные.

67. Схематический разрез механосборочной мастерской Балтийского судостроительного завода в Петербурге (1890)

К наиболее интересным и широко применявшимся типам зданий машиностроительных заводов относится механосборочная мастерская Балтийского судостроительного завода (1890). Она помещалась в четырехпролетном здании с прямоугольным планом, размерами 200*46 м (рис. 67). Центральный пролет длиной 15 м перекрывался металлическими решетчатыми рамами с двухскатным верхним поясом и криволинейным нижним. Остальные пролеты перекрывались односкатными треугольными фермами, которые опирались на металлические решетчатые колонны с шагом 16 м. Освещение цеха осуществлялось через окна и световые фонари. Отвод воды с кровли был наружным [11].

Четырехпролетные здания механосборочных мастерских широко применялись на петербургских машиностроительных и судостроительных заводах. Сравнительно с трехпролетными зданиями они были большими по размерам и более совершенными по конструкциям.

На электромеханическом заводе в Петербурге в 1911 г. по проекту профессора Л. А. Серка было построено девятипролетное здание механической мастерской размерами 107*80 м. Пролеты перекрывались металлическими фермами. В двух из них, не имевших кранов, на площади 14*20 м мастерская была разделена по высоте на два 3-метровых этажа: нижний предназначался под склад инструментов, во втором размещались конторы мастеров.

Пушечная мастерская Путиловского завода, построенная в 1894 г., и шрапнельно-сборочная мастерская постройки 1815 г. помещались в однотипных шестипролетных зданиях и были перекрыты фермами, опирающимися на решетчатые колонны, поставленные на бетонные фундаменты со свайным основанием. Ввиду большого шага колонн (12,8 м) для опирания стропильных ферм были устроены подстропильные фермы. В 1913 г. пушечная мастерская была расширена пристройкой нового трехпролетного здания протяженностью 32 м. Все три пролета были перекрыты одной двухскатной фермой, у которой нижний пояс среднего пролета имел криволинейное очертание, что позволило увеличить высоту этого пролета; в нем были установлены в два яруса краны - верхний 20 т и нижний 5 т; боковые пролеты имели 5-тонные краны. Колонны были сделаны из швеллеров с крестовой решеткой из полосового железа. Установка двухъярусных кранов явилась в то время техническим новшеством, и конструкция колонн и подкрановых балок для них была также новым решением.

В связи с развитием железнодорожного строительства появились новые типы паровозных и вагонных мастерских. В паровозных мастерских железнодорожные пути большей частью прокладывались перпендикулярно продольной оси здания, чтобы образовать отдельные стойла для паровозов. При продольном расположении путей ширина здания равнялась расстоянию между рельсами, умноженному на число путей, плюс расстояние между путями (3 м), плюс расстояние от рельсов до боковых стен в зависимости от расположения станков, что в сумме составляло 21-38 м. При поперечном расположении ширина здания равнялась в среднем 30 м. Длина зданий вагонных мастерских бывала различна. Пролеты этих мастерских в среднем превышали пролеты других производственных зданий того времени. Они обычно строились трехпролетными, с широким и высоким средним пролетом и верхним освещением.

Первый паровозосборочный цех был построен в 1846 г. на Александровском заводе в Петербурге. Затем строились паровозосборочные мастерские в Туле (1867), Петербурге (1870) и других городах. Сборку паровозов производили на рельсах. Мостовых кранов еще не было. Лишь в конце XIX в. начали применяться мостовые электрические краны, грузоподъемность которых увеличивалась с увеличением веса деталей паровозов.

68. Паровозосборочный цех Александровского (ныне Пролетарский) завода (схема)

Паровозосборочные цехи строились и при машиностроительных заводах. Так, по проекту Ф. С. Ясинского в 1893 г. был построен паровозосборочный цех Александровского завода (рис. 68). Он представлял собой трехпролетное здание высотой от уровня пола до нижнего пояса фермы 8,4 м. В средней части высота увеличивалась до 14,6 м. Для противопожарной безопасности здание делилось брандмауэрной стеной на зоны шириной 7,65 м. Здание цеха было перекрыто консольными металлическими фермами пролетом 39,5 м, установленными на расстоянии 6,3 м одна от другой. Фермы опирались на кирпичные стены и на круглые железные колонны из прокатных квадрантов, имевших чугунные капители. Пролет средней части корпуса соответствовал расстоянию между колоннами, которое было равно 14,2 м [12].

В паровозосборочной мастерской Брянского машиностроительного завода стоянки паровозов размещались перпендикулярно продольной оси здания и образовывали 22 стойла, по 11 в крайних пролетах шириной 17,4 м. Здание имело размеры 68,8*48,8 м. С торцов находились выступы длиной 9 м шириной 15 м. Средний пролет предназначался для сборки частей и деталей паровозов [13]. Перекрытие опиралось на металлические решетчатые колонны, служившие опорами для консольных ферм с параллельными поясами. Фермы располагались наклонно, так, что в среднем пролете на консолях крепился металлический остов светового фонаря. В боковом пролете имелись мостовые электрические краны для сборки паровозов, опирающиеся на металлические решетчатые колонны. На верхние пояса ферм укладывали деревянные прогоны, по которым настилалась по обрешетке деревянная кровля.

Такое решение несущих конструкций паровозосборочных цехов, разработанное Ф. С. Ясинским в 1892 г., было типичным и применялось довольно широко. Выбор подобной схемы объяснялся требованиями экономии металла и разгрузки ферм крайних пролетов.

Вагоносборочная мастерская Брянского машиностроительного завода имела размеры в плане 90*42 м при высоте до нижних поясов ферм 7,5 м. Расположением рельсовых путей здание делилось на шесть пролетов, которые перекрывались тремя стропильными фермами с раскосной решеткой. Освещение осуществлялось треугольными фонарями. Кровля настилалась по металлическим прогонам и имела внутренние и наружный отводы воды.

На Брянском заводе были построены по той же системе корпус общей малярной и корпуса колесной и токарно-механической мастерских. Последние были перекрыты фермами с промежуточной металлической опорой посередине так же, как и крайние пролеты вагоносборочных корпусов.

В 1883 г. на Адмиралтейском Ижорском заводе был построен корпус железоделательного и броневого цеха. Цех состоял из пудлингового, сортового, листового и броневого отделов. В сортовом отделе помещалась паровая машина мощностью 250 л. с. Этот заводской корпус был трехпролетным, с размерами в плане 178*43,5 м. Центральный пролет в 20 м перекрывался арочной фермой. Освещался цех окнами, устроенными по периметру, и продольным световым фонарем.

Оригинальным примером типа железопрокатных цехов может служить цех Путиловского завода, построенный в конце XIX в. Первоначально здание размером 180*100 м перекрывалось арками из гнутых рельсов, концы которых закреплялись в кирпичных фундаментах. Аналогичные арочные конструкции применялись для перекрытий многих зданий и других заводов России.

Пристройки к железопрокатной мастерской по проекту 1912 г. представляли собой однопролетные, одноэтажные здания, перекрывавшиеся фермами с фонарями треугольного очертания. Деревянная кровля настилалась по железным прогонам. Металлический каркас фахверковых стен заполнялся в полкирпича.

Арочные металлические конструкции, в особенности из старых рельсов и прокатных уголков, можно считать самобытным русским решением, так как за границей - в Германии, Франции, Англии - в этот период в промышленном и сельскохозяйственном строительстве применялись деревянные арочные стропила и чугунные арки. Арочные конструкции, выполненные из гнутых рельсов, несомненно, были прогрессивным конструктивным решением.

В 1958 г. в связи с необходимостью установки в железопрокатной мастерской мостовых электрических кранов арочные конструкции из гнутых рельсов были разобраны и вместо них возведены новые пролеты (два по 18 м и один в 20 м), перекрытые металлическими треугольными фермами с фонарями. Этот пример показывает что для современного производства с обязательным крановым оборудованием арочные конструкции из гнутых рельсов не пригодны. Они были хороши для цехов, где отсутствовало крановое оборудование.

Здания цехов Путиловского завода, таких, как пушечный и шрапнельно-сборочный, иллюстрируют прогрессивные тенденции строительной техники в России и могут служить примером стандартизации конструкций.

В начале XIX в. самой развитой и наиболее передовой отраслью промышленности в России была текстильная. На хлопчатобумажных предприятиях раньше других начали применяться машины Количество текстильных фабрик быстро росло. Крупные текстильные предприятия были сосредоточены и в Петербурге, и вблизи него. Они совместно с металлообрабатывающими заводами составляли основную часть промышленности Петербургской губернии.

В начале XIX в. корпуса текстильных фабрик представляли собой большей частью кирпичные двух-, трехэтажные здания. Чугунные колонны поддерживали междуэтажные перекрытия и вместе с тем делили здание на два-три пролета. Верхний этаж перекрывали деревянными наклонными стропилами. В плане здания большей частью имели прямоугольную форму или замкнутую по периметру, образуя в центре двор.

69. Производственный корпус Российско-американской резиновой мануфактуры (схема)

В середине века предприятия расширялись достройками и представляли собой четырех-, шестиэтажные здания. Междуэтажные перекрытия выполнялись из дерева или в виде кирпичных сводов. Количество пролетов увеличивалось до пяти-шести. В конце века встречались железобетонные своды, перекрывавшие верхний этаж. Так, производственный четырехэтажный корпус Российско-Американской резиновой мануфактуры (рис. 69) был построен из кирпича с чугунными колоннами и перекрытиями по металлическим балкам. Двухэтажная часть корпуса была выполнена целиком из монолитного железобетона Пролеты в 15 и 18 м между этажами были перекрыты тонкими железобетонными сводами с затяжками.

В шестиэтажном здании прядильной фабрики Прохоровской мануфактуры междуэтажные перекрытия состояли из двутавровых балок № 11, расположенных на главных железных балках, покоившихся на чугунных колоннах. Просветы между балками заполняли бетоном В четырехэтажном здании ткацкого цеха Прохоровской мануфактуры потолки были устроены в виде сводов из волнистого железа по железным балкам. Своды заливали бетоном, по которому укладывали асфальт, служивший полом следующего этажа.

Для борьбы с пылью в текстильных предприятиях было принято увлажнение воздуха. Нагнетательная вентиляция соединялась с паровым отоплением и с помощью труб с пульверизаторами Кретинга увлажняла воздух.

В качестве противопожарных средств сооружались башни с резервуарами с водой. По железным трубам вода разводилась по этажам. Во всех помещениях имелись пожарные краны с привернутыми пеньковыми рукавами. Кроме того, все отделения фабрики были снабжены автоматическими огнетушителями системы Гриннеля, так называемыми спринклерами. В этой системе специальные отверстия в трубах заделывали легкоплавким металлом, например оловом, который при повышении температуры в цехе плавился и в помещение поступала вода.

Эллинги и уникальные производственные здания в 1858-1861 гг. строились тех же типов и примерно в том же конструктивном решении, что и в первой половине века. Так, в 1837 г. на Охтинской верфи был построен корабельный деревянный эллинг длиной 84 м [14], конструкция которого представляла собой сложную деревянную ригельно-подкосную систему, перекрывавшую пролет длиной 34 м и высотой до конька 22 м. Наружная часть конструкции образовывала скаты кровли и конек перекрытия. Наружные и внутренние подкосы опирались на деревянные колонны. Ригельно-подкосные конструкции были расставлены через 3,2 м. Каждая пара таких конструкций соединялась хорошо продуманной системой связей в плоскости кровельного покрытия.

В 1858 г. в Петербурге был построен эллинг пролетом 36 м. Ригели подкосной системы опирались на деревянные колонны. Для освещения корпуса в кровле имелись ромбоидальные окна. Новостью в этом решении эллинга было устройство фонаря вблизи торца. Это было вызвано необходимостью создать на втором этаже на высоте 10 м светлое помещение для плаза (Назначение плаза - вычерчивание в натуральную величину обвода корабля и изготовление шаблонов для постройки судна. Плаз должен хорошо освещаться и иметь совершенно ровную и правильную поверхность пола.) [15]. Подобный же эллинг длиной 103 м был построен в 1861 г.

В 1860 г. в Новом адмиралтействе было предпринято удлинение существующего там эллинга, а на удлиняемой части решено установить продольный фонарь. Поэтому была изменена несущая деревянная конструкция. Новая часть эллинга перекрыта деревянной решетчатой рамой пролетом 24,4 м с нижним поясом, близким по очертанию к коробовой кривой [16]. В 1883 г. в этом эллинге был установлен первый в России мостовой кран с ручным приводом.

В начале XX в. начали строить закрытые каменные эллинги значительных размеров. Например, на Балтийском судостроительном и механическом заводе в 1903 г. был построен каменный эллинг длиной 162 м и высотой 34 м [17]. В 1913 г. на Путиловской верфи был построен открытый металлический эллинг длиной 250 м, шириной 80 м, высотой до подкрановых путей 40 м.

На Путиловском заводе в начале XX в. было построено здание большой судостроительной мастерской размерами 150*142 м. В нем кроме мастерских помещался плаз и склад стали. Кирпичные стены корпуса были возведены на столбовых фундаментах. Нагрузка на столбы от стен передавалась разгрузочными арками. Главная часть здания отводилась судостроительным мастерским, состоявшим в поперечном направлении из пяти пролетов по 28 м и в продольном направлении из девяти пролетов по 14 м. Здание имело сетку колонн 28*14 м, образованную металлическими решетчатыми колоннами высотой до нижнего пояса ферм 12 м. Часть здания, на которой расположен плаз, имела высоту до нижнего пояса ферм 20 м. Плаз расположен был вдоль одной из сторон цеха на высоте 15,5 м от пола, с сеткой колонн 2812,5 м. Общая площадь плаза 11225 м. Для освещения плаза в стене корпуса имелось остекление, укрепленное в металлическом фахверке.

Склад стали находился под плазом, так как в остальной части здания работали 25-тонные мостовые электрические краны. Плаз перекрыт легкими стропильными двухскатными фермами с параллельными поясами. Основная часть здания перекрыта двухскатными стропильными фермами (по наибольшему шагу колонн), по ширине здания установлено пять ферм с шагом 14 м [18].

Главные колонны судостроительной мастерской выполнены из швеллеров и уголков. По торцам здания между колоннами поставлены вертикальные связи. Верхний пояс фермы выполнен из двух швеллеров № 22, нижний - из двойных уголков 75*10 мм. Раскосы и стройки - также из двойных уголков: ферма вклепана в колонну, охватывая ее сечение своим верхним поясом.

Основные фермы в продольном направлении соединены решетчатыми прогонами. Параллельно верхним поясам ферм установлены световые фонари. В каждой секции размером 28*14 м имеется по два фонаря, опирающихся на решетчатые прогоны. В промежутках между фонарями идут деревянные прогоны и кровля из досок толщиной 25 и 50 мм. Вода с кровли удаляется внутренними водостоками, которые расположены у колонн.

70. Схематический разрез башенной мастерской Путиловского завода

К интереснейшим зданиям, уникальным для того времени, относится башенная мастерская Путиловского завода, высота которой равна 34,8 м. Она построена в 1912 г. и представляет собой трехпролетное здание (рис. 70). Кирпичные стены толщиной в 2,5 кирпича расположены на бутовом фундаменте. Фундаменты металлических колонн установлены на сваях. Нагрузку от кранов принимают на себя решетчатые колонны сложной конструкции с выступами и консолями. Колонны механической и котельной не связаны с наружными стенами и представляют собой самостоятельную конструкцию, несущую крановую нагрузку. В середине пролета 10-тонный кран размещен на высоте 22,9 м; нижний - 70-тонный кран - на высоте 15,8 м. Стремление перекрыть сложные по технологическому процессу помещения двухскатной кровлей заставило конструктора создать в среднем пролете арочную ферму со стрелой подъема около 6 м. Ферма имеет затяжку и шарнирно опирается на решетчатые колонны. В целях образования двухскатной кровли от опор арочной фермы до конька стропильных ферм боковых пролетов установлены дополнительные легкие наклонные решетчатые фермочки с параллельными поясами, увеличивающие к тому же жесткость здания в поперечном направлении. Сплошь стеклянные боковые скаты крыши среднего пролета площадью 3,5 тыс. м² служат верхним светом для цеха; остальные скаты покрыты кровельным железом.

Здание башенной мастерской, сохранившееся в основном до настоящего времени, было увеличено в длину на 70,8 м и в ширину на 27,41 м пристройками - железобетонной и кирпичной, с металлическим каркасом и металлическими колоннами. Здание имеет площадь 315*86,4 м [19].

Изучение промышленных зданий показывает, что, несмотря на некоторое сходство, они тем не менее всегда строились по-разному. До конца XIX в. в промышленном строительстве не возводилось одинаковых по размерам, материалам и конструкциям зданий. Типовые промышленные здания возникли лишь в конце XIX в., когда в разных местах страны на железных дорогах строились совершенно одинаковые сооружения паровозоремонтных зданий, депо, кузниц, литейных, складов. Вместе с тем в каждой отрасли промышленности постепенно появлялись свои характерные черты производственных зданий. Их возникновение обусловливалось совершенствованием технологических процессов и ростом мощности производственного оборудования и машин. Вырабатывались определенные формы больших и малых промышленных зданий.