П.И. Голландский. «Сейсмостойкое строительство для Крыма»

Имевшие тяжелые последствия для некоторых юго-восточных районов Крыма значительные землетрясения в июне и сентябре 1927 года поставили перед населением и властью ряд вопросов, ответы на которые должны дать наука и техника. Эти вопросы в основном сводятся к двум: 1) угрожает ли Крыму провал и исчезновение с лица земли и 2) если нет и можно продолжать жить в Крыму, то возможны ли и какие меры, которые следует принять для ограждения жилых и служебных строений от разрушений при возможных значительных землетрясениях в будущем?

Давать ответ на первый вопрос не входит в задачу настоящей статьи, но так как интересующий в данном случае нас второй вопрос тесно связан с первым и при положительном ответе на первый вопрос он сам собою отпадает, то мы считаем нужным хотя вскользь коснуться и первого вопроса и сказать, что нет никаких данных, которые указывали бы на наличие каких-либо угроз существованию Крыма. Напротив научные исследования природы землетрясений у нас в Крыму и статистико-исторические данные представляют нам землетрясения в Крыму, как закономерные, периодически повторяющиеся явления, не имеющие катастрофических последствий для Крыма.

Поэтому поставленный землетрясением 1927 года в Крыму перед прикосновенными к этому явлению учеными специалистами и перед властью вопрос сводится лишь к тому: как должен быть технически урегулирован строительный вопрос в Крыму, чтобы гарантировать строения края от разрушительных действий возможных значительных землетрясений в будущем.

Если этот важный вопрос будет правильно разрешен и проведен в жизнь, то проблематичный вопрос о возможности провала Крыма актуального и реального значения не имеет.

И задача нашей небольшой статьи дать краткое общее освещение, так называемых, антисейсмических или, вернее, сейсмостойких технических мер и конструктивных приемов применительно для Крыма.

Оговоримся, для Крыма, потому что вопрос о антисейсмических конструкциях — вопрос очень обширный и сложный и разбирать его в строго научно-техническом изложении не в пределах этой скромной по задаче статьи, предлагаемой к тому же вниманию не специалистов, а более или менее широкому кругу интересующихся. Должно еще прибавить, что в пределах данной задачи можно указать только главнейшие типовые общие приемы конструкций без деталирования и указания на их применения в сооружениях различного специального назначения.

Материалы сооружений

Главнейшим элементом во всяком сооружении является материал, из которого оно возводится, им определяется подход к решению конструктивной задачи не только для антисейсмичности здания, но и вообще для его прочности и устойчивости при всяких условиях физических и специальных.

Самым сейсмостойким естественным материалом по самой своей природе является дерево. Но, к сожалению, как раз в странах, подверженных землетрясениям, его весьма мало, как мало его и в Крыму. Конструкции деревянных зданий северных областей нашего Союза вполне сейсмостойки, хотя совершенно не рассчитывались на это требование. Бревенчатый дом можно трясти, двигать, перемещать с одного места на другое, что иногда и практикуется, — целость здания не нарушается, и никакая опасность от этого для живущих в таких домах не грозит. Здесь в Крыму на Южном берегу есть пример — бревенчатая дача, которая благополучно выдержала последние землетрясения без малейших повреждений. Мысль о применении деревянных построек в Крыму уже явилась среди частных собственников и даже крупных учреждений: в Ялте несколько отдельных лиц обратились в Исполком с просьбой о разрешении постройки деревянных жилых домов, а Южно-Курортное Управление решило здания, предназначенные для летнего пользования (не функционирующие зимой), конструировать из дерева.

Независимо от стоимости, дерево, этот лучший материал в антисейсмическом отношении, имеет в других отношениях очень важные недостатки: малую долговечность. Как всякий органический материал, оно легко гниет и горит. Последнее свойство — горючесть — в наших климатических и бытовых условиях делает его даже опасным. Наши печи, дымовые трубы, особенно кухни, а еще хуже «мангалы» и «примусы» в городских деревянных домах, да еще при скученности жильцов в курортные периоды на Южном берегу могут сделать из деревянных домов настоящие готовые костры для массового аутодафе. Конечно, имеются способы консервации дерева от гниения и можно принимать известные меры в противопожарном отношении для деревянных построек, но это значительно удорожает их, а при нашей бедности, являющейся даже и причиной многих печальных следствий от бывших здесь последних землетрясений, это дает очень важное препятствие для использования деревянного материала в антисейсмическом строительстве, особенно для жилых домов. Тем не менее, все же, хотя не как основным материалом, деревом придется пользоваться в некоторых конструктивных деталях построек, как пользовались им и ранее, для балок, стропил, полов и для особых, антисейсмического назначения креплений стен зданий, особенно в сельских крестьянских постройках и, может быть, в небольших городских домах.

Близким по свойствам к дереву является металл, собственно железо, получившее теперь обширное применение в строительстве. Оно так же, как и дерево обладает упругостью, так же может совершенно и даже в большей степени связываться в одно целое в конструкции здания и делать его способным абсолютно выдерживать сотрясения и удары почти любой силы. Но рядом с такими ценными свойствами железа имеются в нем особенности, делающие его применимым только в соединении с другими материалами. Важнейшим дефектом железа в жилом строительстве является его чрезвычайная теплопроводность (как свойство всякого металла). Прочные тонкие стены из железа, что было бы ценно в применении, и массивные, если бы это допустить, настолько легко нагреваются и охлаждаются, что пользоваться такими стенами в жилых помещениях совершенно невозможно. Если прибавить к этому тяжесть железа, очень нежелательную в антисейсмических конструкциях, и его дороговизну, то этот материал будет иметь применение, как составная часть, только в сооружениях крупных, курортных, общественных и проч., словом, в зданиях особо важного назначения.

Отрицательное свойство железа, если не в полной мере, то в весьма значительной степени восполняется в соединении с бетоном. Железобетонные целые сооружения и отдельные конструкции получили в настоящее время такое распространение во всех странах земного шара, что наше время можно считать эпохой железобетона. В местах, подверженных землетрясениям, железобетон вытесняет почти все другие материалы. Несомненно, и в Крыму особо крупные постройки придется сооружать из железобетона. Для строителя-техника очень важно то, что железные и железобетонные конструкции могут быть точно рассчитаны на известные усилия статические и динамические, если таковые будут даны определенно.

Самым распространенным материалом для строительства в Крыму пока остается камень естественный или искусственный. Однако, этот материал или, вернее, способы применения каменного материала, какие у нас обыкновенно практикуются, наименее обладают качествами, нужными для сейсмостойкости построек. Каменные кладки, т. е. стены или отдельные массивы, складываются из отдельных правильной или произвольной формы камней, сложенных по известной системе и подбору с соединением их растворами. Для твердых пород камня и хороший раствор является только собственно заполнителем швов промежутков между блоками и почти совершенно не связывает их между собою; более же мягкие ноздреватые или раковинистые камни сравнительно хорошо связываются, как и искусственные камни и особенно кирпич. Этой-то связью помощью раствора или иногда других особых приемом и обусловливается и применение камня. В условиях статических, следовательно, там, где не бывает землетрясений, кладки из крупных тяжелых камней, и без раствора насухо уложенных, достаточно прочны и устойчивы. Подобного рода кладки можно видеть и у нас в Крыму в остатках древних городских стен Херсонеса, именно их нижние части, возведенные еще в античный период греками. Но все же и такая мощная кладка для зданий большой высоты будет неудовлетворительна в сейсмических условиях, а тем более кладки обычного типа из блоков значительно меньших размеров и особенно тогда, когда камни, идущие в кладку, неправильной формы, разных размеров и веса, как это имеет место в бутовых кладках. Ясно, что кладка, составленная из отдельных блоков, слабо или и совершенно не связанных между собою, при сейсмических потрясениях будет расстраиваться или разрушаться в большей или меньшей степени, в зависимости от силы сотрясений и плотности укладки, перевязки в кладке и вязкости связующего кладку раствора.

Раствор, таким образом, является чрезвычайно важным элементом в каменных конструкциях, рассчитанных на сейсмостойкость. Им тогда определяется и прочность кладки и устойчивость целого сооружения, а потому следует остановить наше внимание на растворах и их свойствах, имеющих столь важное значение для антисейсмичных построек. В отношении последних условий, антисейсмичности, растворы можно подразделить, независимо от их вязкости, на две группы: растворы, дающие твердую, жесткую связь, и растворы, дающие мягкую, упругую связь. Эта мягкость или упругость, конечно, очень незначительная, диффиренциальная по величине, но все же она имеет важное значение при сейсмических, да и при всяких других колебаниях сооружений, сложенных на таких упругих растворах. Кто обращал внимание на высокие заводские трубы (из которых у нас в Крыму, кажется, ни одна не пострадала от землетрясения), тот, несомненно, замечал, что такие трубы качаются при сильном ветре, а кто поднимался на вершину трубы, тот знает, что труба качается даже при самом слабом ветре. Эти качания не только от ветра, но даже и от землетрясения (разумеется, до известной силы) не сваливают трубы и, что в данном случае интересно, не расстраивают кладки, а это и является как следствие известной растяжимости и обратной сжимаемости, т. е. упругости раствора, которым связана кирпичная кладка труб. В Крыму применяют глинистый, известковый, цементный и известково-цементный растворы. Два первых — глинистый и известковый — принадлежат к группе упругих; цементный же и известково-цементный, или смешанный раствор, — т. н. гидравлические растворы, относятся к группе жестких¹. Общая цель применения всякого раствора и особенно в сейсмических условиях, — это сделать кладку цельной или, как говорят техники, монолитной, что, понятно, и зависит от большей или меньшей вязкости раствора.

Из растворов, названных и применяемых в Крыму, наиболее вязкие гидравлические. Вязкость или, по высыхании в кладке, крепость растворов зависит от их составных частей: глины, извести, цементов и песка. Глина чистая, жирная, известь чистая тоже жирная или тощая, хорошо или плохо погашенная, цементы портландские или романские и песок чистый кварцевый или глинистый, ракушечный и смешивание в определенных пропорциях этих составных частей имеют чрезвычайно важное значение для вязкости и крепости растворов. К сожалению, в Крыму до сих пор употреблявшиеся в дело растворы в большинстве оказались очень не удовлетворительными, что значительно увеличило эффекты разрушений в последних землетрясениях.

Сейсмостойкие конструкции

Из предыдущего явствует, что сейсмостойкость сооружений частью предопределяется уже выбором материала для нее, а конструкция должна дать прочную связь отдельным составным частям материалов, чтобы получить целый прочный жесткий или упругий корпус здания, могущий сопротивляться и устоять без разрушений против землетрясений. Понятно, что такая стойкость или антисейсмичность для материала ограничивается известным пределом силы сейсмических потрясений, которые для Крыма, к нашему благополучию, не были как в последнем случае, так и ранее особенно значительными и намного меньшими, например, чем это было в Лиссабоне, Сан-Франциско, Токио и в Мессине.

Достижимость антисейсмичности для зданий в Крыму вполне в пределах наших технических и финансовых средств. Вопрос о конструкциях сооружений в Крыму уже подробно разрабатывается научной техникой; результатом такой научной проработки будет издание в законодательном порядке особых постоянных технических правил для построек в Крыму, как и в других местностях Союза РСФСР, подверженных землетрясениям. В настоящее время уже опубликованы временные правила для новых построек и ремонтов зданий, потерпевших от землетрясений в Крыму. Как опубликованные временные правила, так и имеющие быть изданными постоянные зиждутся на основных положениях антисейсмичности, вытекающих из сущности самого явления землетрясения и свойств материала. Положения эти относятся к двум основным методам подхода к решению вопроса о сейсмостойкости. Один из них — создание упругих конструкций и упругого корпуса здания, другой — жестких конструкций и, получаемого через это жесткого корпуса.

Сейсмические колебания или сотрясения, передаваемые грунтом зданиям, в сущности состоят из быстро чередующихся коротких ударов, которые и являются той разрушительной силой, сопротивлению которой должно и противопоставить упругость или жесткость в конструкциях зданий, чтобы они не потерпели от этого разрушений ни в целом, ни в своих отдельных частях. Такому зданию с наибольшим совершенством удовлетворяют упругие конструкции; с большею трудностью достигается стойкость жестких конструкций и предел их сопротивляемости все же меньший, чем в упругих конструкциях. Однако, за каждым приемом имеются и свои достоинства и свои недостатки.

Здания деревянные, связанные из бревен срубом, как это практикуется в северных областях РСФСР, представляют цельные упругие конструкции, которые совершенно свободно выдержали бы землетрясения, по силе превосходящие бывшие в 1927 г. в Крыму. Но дерево — слишком дорогой материал для Крыма. Состоятельные лица и учреждения, конечно, могут позвонить себе такие траты.

Балаклава, ур. «Левадки», усадьба Будниковых. Разрушение каменных стен и неповрежденные фахферковые простенки

Для полной антисейсмичности, т. е. для того, чтобы землетрясение не вызвало в деревянных зданиях совершенно никаких повреждений, их следует делать во всех их деталях деревянными: не допускать оштукатурку на стенах и потолках, черепицу на крышах, словом, сооружать их так, как это делалось в старых русских теремах.

Кроме деревянной конструкции, для упругой системы может быть применено железо (годился бы для этого почти всякий материал, но железо единственно доступно по цене для строительства). Однако, железо слишком теплопроводно и для выведения из него стен, понятно, оно совершенно непригодно, кроме, конечно, таких случаев, где теплопроводность не имеет значения, как для стен складов, сараев и т. п. хранилищ для вещей, изменения температуры для которых вреда не приносят. Такого рода здания строились и раньше и строятся и теперь; по их легкости, цельности они также антисейсмичны. Для крупных жилых зданий, зданий фабричных, заводских и вообще отапливаемых в холодные периоды, железо применяется в соединении с бетоном железобетонные конструкции. Их преимущество перед деревянными заключается в том, что применимость такой конструкции не ограничивается никакой величиной здания, как бы оно ни было велико, по крайней мере в наших крымских условиях.

Железобетонные сооружения, составленные из двух разнородных материалов, одного упругого — железа, другого жесткого — бетона, не могут, конечно, равняться по упругости с деревом, но все же до некоторой степени таковою обладают, и при проектировании антисейсмических сооружений это их свойство может учитываться. При землетрясениях, бывших в Сан-Франциско и в Токио, были чрезвычайно повреждены и железобетонные сооружения, правильно рассчитанные только для условий статических, но эти случаи разрушений не должны нас смущать и вызывать сомнение в удовлетворительности железобетона в условиях сейсмических. При другом подходе — при расчете этих конструкций на колебания и удары и при землетрясениях — они могут быть абсолютно устойчивыми и прочными. В тех же Сан-Франциско, Мессине и Токио новые железобетонные постройки, возведенные с требуемым на это расчетом, и служат совершенно удовлетворительно.

При нашей бедности железобетонные постройки, возводимые из дорогих материалов, — железа и бетона, при очень дорогих исполнительных работах могут быть применяемы только в исключительных случаях, для особо важных сооружений, стоимость которых окупается их особым назначением или эксплуатационными доходами от них самих, или от предприятий, которым здания служат. На выяснении тех конструктивных приемов и тем более расчетов в сейсмических условиях для железобетонных сооружений в краткой статье, написанной для широкого круга читателей, останавливаться не представляется возможным. О применении упругих конструкций для капитальных сооружений говорить пока не приходится и по недостаточности разработки вопроса и по отсутствию подходящих для этого материалов в Крыму. О применении же этих конструкций в постройках мелкого городского типа и в крестьянских далее будет сказано особо.

Гурзуф. Провал плоской земляной крыши на татарской сакле, в которой погибли двое детей

Другой подход к достижению антисейсмичности в сооружениях это — применение жестких конструкций из твердых неупругих материалов, в которых сила ударов и сотрясений от землетрясений погашается сопротивляемостью твердого материала, слитого по возможности в одно целое. Таким идеальным примером цельного жесткого сооружения могут служить, например, индийские пагоды и павильоны, целиком высеченные из скалы; каждое из этих зданий — цельный монолит. Таких сооружений в Крыму, а в настоящее время, пожалуй, нигде и никто создавать не станет, но принцип их сопротивляемости имеет место в жестких конструкциях. Строитель для получения жесткости в постройке стремится применяемый твердый материал, составленный из отдельных, большей или меньшей величины, частей, как, например, блоков камня, помощью особой укладки и применения тех или других прочных связей или применением вяжущих веществ связать в одно жесткое целое, в один цельный монолит, поскольку это возможно. Практическое достижение монолитности здания, конечно, при разных материалах основных и связывающих будет то большим, то меньшим. Такого рода сооружения, как наиболее обычные, это — конструированные из камня, отдельные блоки которого связаны раствором. Прочность связи раствора и определяет монолитность и сейсмическую устойчивость здания. К сожалению, в Крыму трудно получить хорошие растворы по трудности иметь надлежащего качества песок, являющийся важной составной частью почти всякого раствора.

Для южнобережной полосы Крыма, имеющей только в одном или двух местах удовлетворительный по качеству песок², в растворы берут песок от разрушений глинистых сланцев, в котором только 12% кварца. Также плохо обстоит дело и с известью: в употреблении она двух сортов: лучшая белая более дорогая (ее поэтому до сих пор употребляли преимущественно для побелок); другой сорт — серая известь, тощая, слабого качества, преимущественно и шла в растворы. До более лучших условий добычи песка и известки и лучших условий транспорта придется для капитальных построек отказаться от известкового раствора для кладок, тем более, что, кроме Евпаторийского и Керченского ракушечных камней, все другие крымские и особенно твердый известняк, т. н. дикарь, плохо вяжутся с известковым раствором. Только цементный и смешанный известково-цементный раствор могут дать удовлетворительную связь кладкам; к тому же для цементных растворов и ракушечный песок (кроме кварцевого) может быть применяем с удовлетворительным результатом.

С большим совершенством прочная связь в кладках достигается при правильной геометрической форме блоков, которые в таких случаях могут быть укладываемы в определенной системе, дающей некоторую связность кладке и без раствора, это, т. н., перевязка или правильная кладка. Таким приемом правильной кладки и формы блоков достигается и другое важное для сейсмостойкости обстоятельство, именно: одинаковость формы блоков, однообразность их укладки горизонтальными рядами, по периметру всех стен здания, при одинаковой толщине швов, заполняемых раствором между блоками, — дают всей системе способность равномерно реагировать на сейсмические удары и сотрясения. Обследования разрушений от последних крымских землетрясений с несомненностью убеждают, насколько разномассивность и неодинаковость блоков камня в кладках усиливало расстройство. Это последнее обстоятельство ставит строителей, рассчитывающих свои постройки на сейсмостойкость, в необходимость отказаться от бутовых кладок в капитальных сооружениях и от так распространенных у нас наружных облицовок стен из плит твердого известняка (дикаря), поставленных на ребро, т. н., мозаичной кладки, когда весь остальной массив кладки стены сделан из бута: та и другая часть стены (облицовка и массив), реагируя различно, отслаивались одна от другой, кладка массива расстраивалась, а облицовка отпадала.

Балаклава, урочище «Левадки», усадьба б. Ревелиоти (коммунхоз). Выпадение сев. стены и ю.-з. угла, расстройство каменной кладки

Наиболее совершенной по связности и возможности достижения монолитности могут дать искусственные камни, особенно кирпич. Имеющийся всюду в Крыму под руками строителей естественный камень отстранил возможность развития здесь кирпичного производства, кроме выработки в мелких кустарных заводах, дающих плохой материал, употребляемый на кладку печей. Между тем, кирпич превосходно связывается со всякими растворами, начиная от глиняного до портланд-цементного и цемяночного. С двумя последними растворами кирпичная кладка действительно может быть сделана совершенно монолитной. Применение кирпича в Крыму при чрезвычайной его дороговизне (до 60 рублей тысяча в Симферополе) пока совершенно недоступно.

Применение смешанного и цементного раствора для кладок из ракушечных камней Евпаторийского и Керченского могут дать ей, как и кирпич, почти полную монолитность. За Евпаторийским камнем имеется еще одно важное качество — его нетеплопроводность большая, чем в кирпиче и Керченском камне. Кладки из ракушечников на гидравлических растворах все же несколько уступают кирпичной по однородности ее, так как твердость и сопротивляемость разрыву и сжатию раствора в кладке из ракушечника больше, чем самого камня; между тем, как в кирпичной кладке однородность почти полная, по равенству сопротивляемости и кирпича и раствора.

Если остановиться на положении, что сейсмические потрясения Крыма и в будущем не превысят по силе последние, то при кладках стен из камня можно было бы ограничиться только применением некоторых горизонтальных жестких поясов из железа и железобетона, которые бы обвязывали здание в определенных уровнях по высоте, усиливая тем его сопротивляемость при сейсмических колебаниях, при этом кладку, однако, должно вести горизонтальными рядами с правильной перевязкой швов.

Когда мы говорим о сейсмостойкости монолитных сооружений, приводимых в монолитность помощью известной системы кладки камней естественных или искусственных и связи их помощью крепких растворов, — то должно помнить, что и самая монолитность или жесткость сооружения не превосходит твердости самого материала и под действием сейсмических колебаний, превосходящих известный предел, может ломаться и самый материал, хотя и твердый, но хрупкий. В силу указанного обстоятельства, предполагая возможность за известным пределом и ломку или разрывы материала монолита, — приходится применять усиливающие монолитную кладку связи из упругих материалов, дерева и железа или железобетона.

Связи эти могут быть горизонтальными — вертикальными или и теми и другими вместе в здании.

В мелком строительстве городском, сельском и особенно крестьянском вряд ли возможно пользоваться кладками, рекомендуемыми для капитальных сооружений, сравнительно дорогими и по материалам, и по производству работы. Для стен в мелком строительстве придется допустить и бутовый камень и кладку из него на глине; глинистый раствор в этом случае предпочтительнее даже слабого известкового. Хороший глиняный раствор дает довольно прочную связь кладки, так в Севастополе крупное трехэтажное здание бывшей гостиницы Кист, теперь санатория (на Красной площади), сложено из инкерманского камня, правда, правильной формы и правильной кладки, но все на глине. Здание это хорошо выдержало землетрясения, и оно не единственное. Конечно, гораздо лучше было бы бутовую кладку вести на гидравлическом растворе, но вряд ли это посильно для мелкого хозяйства. Такую бутовую кладку на глине, если возможно допустить, то лишь при плотной укладке камня и во всяком случае не так, как это до сего времени практиковалось. Камень следует подбирать по возможности ровный, одновесный, не слишком крупной величины и не мелкий щебень. Укладывая камни, следует предварительно пригнать его к месту без раствора, а когда это достигнуто, то снять камень с места, положить раствор достаточно мягкий и вдавить на него камень на место в избранном ранее положении. Кроме того, для большей связи и кладки и всего корпуса здания следует связывать его деревянными лежнями вдоль стен с двух сторон каждой и в углах здания эти лежни перевязать между собою врубками и, если позволяют средства, то и железными скобами. Лежни через промежутки в 2—3 метра связать поперечинами. Такие пояса укладываются на высоте подоконников и поверх оконных проемов. Бутовая кладка на глине армированная деревом для одноэтажных построек, хорошо может выдержать землетрясения, превышающие силой бывшие в 1927 г. на Южном берегу.

Деревня Кикинеиз. Здание сельсовета у шоссе. Выпадение западной толстой внутренней стены из бутовой кладки на глине

В основе предлагаемая последняя конструкция не новость: в Малой Азии, в Анатолии, где землетрясения бывали часто, в большинстве жилых домов стены конструированы таким способом. Подобные конструкции можно встретить и в других местностях Ближнего Востока, подверженных землетрясениям. И в Крыму сохранились старые татарские постройки, сооруженные таким же образом, которые тоже выдержали бывшие здесь землетрясения.

Но вот конструкции, на которых следует особенно остановить наше внимание, это — конструкции фахверковые, которые можно считать наиболее удовлетворительными в сейсмических условиях и наиболее доступными по дешевизне и материала и работы. Под фахверковой конструкцией техники разумеют такую, которая состоит из упругого каркаса, составляющего остов или, так сказать, костяк сооружения, и из одежи каркаса или заполнения промежутков между его связами другим, более легким материалом для получения стен помощью заполнения, переборок и перекрытий для зданий. При таких условиях устойчивость и антисейсмичность определяется прочностью и устойчивостью каркаса, который и должен один только рассчитываться на все удары и сотрясения, а заполнение должно в нем только крепко держаться при сотрясениях и служить к возможной теплонепроницаемости получаемых таким приемом стен. Материалом для каркасов может служить железо или дерево. Конечно, в крестьянском строительстве можно говорить только о деревянных каркасах.

Простейший вид каркаса состоит из горизонтальной деревянной обвязки, в которую врубаются угловые (в плане проектируемого здания) стойки и известное число промежуточных; стойки отвечают высоте здания; поверх стоек врубается вторая верхняя обвязка, а для получения неизменяемости формы каркаса, т. е. для укрепления его от перекашивания, стойки с обвязками связываются раскосами. На верхнюю обвязку опираются балки потолка и стропила крыши, при чем и те и другие прочно связываются с обвязкой помощью врубок и железных скреп; в нижнюю же обвязку врубаются половые балки.

Стропила предлагается делать для крыши шатровой или проще двухскатной и крыть ее на Южном берегу, где сейсмические сотрясения проявляются с большей силой, или железом или толем или в крайнем случае черепицею марсельского типа с прочной привязкой отдельных черепиц оцинкованной проволокой. Стропила, как сказано, должны быть связаны с балками, которые служат им затяжками, но ни в каком случае не наклонные, производящие распор стен и расшатывание всего каркаса. Можно вместо наклонной крыши делать и плоское перекрытие, но не такое тяжелое, как это в обыкновении в татарских крестьянских домах. Для плоского перекрытия можно предложить такой прием: по балкам уложить сплошной настил из двух и 2½-дюмовых досок, по настилу уложить толь, а по толю глиняную с рубленой соломой мазку вершка в три (13 см) толщиною и поверх слой более жирной глины в вершок (5 см).

Понятно, что для образования крыши, стен, полов и потолков нужно каркас одеть, т. е. покрыть крышу, настелить полы и потолки и заполнить промежутки между обвязками, стойками и раскосами, конечно, оставив проемы для окон и дверей. Чем легче будут все одевающие каркас материалы, тем достижимее надежная его сопротивляемость сейсмическим сотрясениям. Идея каркасных построек — старая и в Крыму она имеет очень давнее применение, но в старинных постройках каркасы связаны хорошо, а в более же поздних без понимания конструкции очень неудовлетворительно; так же плохо в них вделано заполнение, как и нерационально оно по применяемому для этого материалу, в виде мелкого щебня, уложенного на плохой глине. Несмотря, однако, на неудовлетворительность такой конструкции, поздние, как и более ранние, фахверковые крестьянские дома хорошо выдержали землетрясения, правда в некоторых из них кое-где выбилась заполнительная из щебня кладка, но такое повреждение могло случиться и без участия землетрясения: заполнение это совершенно негодно и в статических условиях. Все связи каркаса (стойки, обвязки и раскосы), соответствующие каждой его отдельной стене составляют, как бы ферму, подобную мостовой; уподобление это тем более близко, что как и в мостовой ферме усилия переменны в зависимости от движения по мосту поезда, так и в ферме каркаса при сейсмических сотрясениях все связи получают изменяющиеся по силе и направлению напряжения, то сжимаются, то растягиваются, поэтому соединение или врубки деревянных частей должны быть надежны, выдерживать как нажим на них, так и растяжение их, и еще лучше добавочно укреплены железными скрепами, хотя бы в виде скоб.

Для заполнения каркаса могут служить различные легкие материалы: деревянная дощатая щитовая или фанерная обшивка, обожженный кирпич, кирпич сырец, саман, кирпич — калыб, камыш, тростник и проч. Все эти материалы легко привести в прочную связь с каркасом и в достаточную нетеплопроводность, но по отношению крестьянского строительства главное основание для выбора того или другого материала — дешевизна, легкость получения его и доступность применения, без помощи специального мастера. В местных крымских условиях наиболее подходящие материалы, на которых и придется остановиться, — это калыб³ и тростниковое заполнение в виде плетня, да может быть легкий Евпаторийский камень, где его легко можно получить или иметь под руками (но только не бутовый твердый и тяжелый известняк, дикарь). Калыбные и плетневые заполнения с давних времен татары крестьяне употребляли для своих построек и жилых и служебных и такие их заполнения от землетрясений совершенно не потерпели. Опыты применения подобных заполнений каркасов в Кавказских сейсмических районах также подтверждают пригодность их, как антисейсмичных. Нужно, однако, заполнение хорошо связывать с деревянным каркасом. Евпаторийский камень и калыб к деревянным частям каркаса можно привязывать оцинкованной мягкой проволокой по высоте каждого ряда кладки, а самую проволоку приматывать к гвоздям, вбитым на высоте вязки в деревянные части каркаса со стороны, обращенной к кладке; так что и проволока и гвозди будут внутри каменного или калыбного заполнения. — Следует для теплоты делать заполнения плетнем не в один ряд, как это принято, а два ряда. Плетни с лица наружного и внутреннего стены обмазываются гладко под правило глиной (но не той грязью, которую употребляют в Крыму) с прибавкой к ней рубленой соломы, или мякины или коровьей битой шерсти. Стены потом следует оштукатурить тонким слоем известкового раствора. Также штукатурится с одной внутренней стороны или и с наружной заполнение Евпаторийским камнем.

В добавление надлежит указать, что печи в крестьянских домах, да вообще во всяких отапливаемых постройках, следует делать более легкими, не связывать со стенами и возводить, как для них, так и для коренных труб особые фундаменты, также независимые от фундаментов стен дома.

Нарушая несколько равнообъемность изложения, в настоящей статье с большей подробностью разбирался вопрос о крестьянском строительстве потому, что приемы такого строительства следует популяризировать, сделать известными самому широкому кругу читателей, которые в свою очередь могут распространить важные для крестьянской массы сведения и в иных случаях непосредственно дать советы или удержать несведущих хозяев крестьян от плохих и опасных в сейсмических условиях Крыма приемов стройки.

Всем до сего момента сказанным можно было бы и закончить нашу статью, однако, читатель может задать нам такой вопрос: «В изложенной статье говорилось о антисейсмических условиях, как будто относящихся только к Крыму и при том в предположении, что сила возможных здесь землетрясений не превзойдет бывших в прошлом году, за что никто поручиться не может, но как же вообще строить, да и достижимо ли строить здания, которые могли бы выдержать большие, очень значительные сотрясения?"

Не останавливаясь на сложном теоретическом подходе к заданному вопросу, ответим определенно — техническая наука настоящего времени обладает такими мощными ресурсами, что предложенная задача может быть решена без затруднения и если в ней есть трудность, то не технического характера, а только экономического. Что же касается решения технического, то пусть будет позволено автору для пояснения ограничиться только наглядным примером, не практиковавшимся пока, но на нем, полагаем, реальность подхода будет видна.

Прежде всего отметим, каким главным требованиям антисейсмичности должна удовлетворять жилая постройка. Говорим именно о жилой постройке потому, что для нее требования сложнее и связаны с условиями гигиены и безопасности для жизни и целости имущества живущих. Кроме условий чисто специального характера, как в разработке плана в выяснении состава помещений площадей, объемов и прочих требований, независимых от антисейсмических условий, самые то материалы и конструкции, как должны быть избраны и применены к делу, полагаем, легко было заключить из всего предыдущего, а также, что более надежными являются конструкции упругие: пределы сопротивляемости для тел упругих шире, чем твердых, жестких, применяемых в строительстве, где дальше полной монолитности итти некуда. Но, если землетрясения, случалось, разрушали скалы, то и здание, хотя и высеченное из цельной скалы, может быть сокрушено. Таким образом, для получения наибольшей антисейсмичности сооружения должны быть упругие конструкции.

Для получения упругих конструкций требуются упругие материалы; такими упругими материалами по значительной свободе выбора из их размеров и удобству применимости до настоящего времени являются дерево и металлы, из последних — чаще железо. Материалы эти к тому же могут дать при соблюдении известных условий, здания абсолютно сухие, теплые, любой формы, по плану и пространственной конфигурации, словом, могут отвечать всем требованиям гигиены, эстетики и долговечности. Представим себе для жилого дома каркас, включающий в себе основу для всех стен наружных и внутренних, всех переборок, всех перекрытий: полов, потолков и крыш. Все эти части каркаса, связанные в одну целую пространственную ферму, рассчитанную на любые усилия от колебаний, сотрясений и ударов, следовательно, на любой силы сейсмические волны (заметим, что амплитуда этих волн очень не велика, длина же их очень велика, а скорость их может быть и очень большой). Рассчитанный прочный упругий остов стоит одеть упругим же материалом для каждой стены с двух сторон, для переборок и междуэтажных перекрытий, где нужно, с двух или одной стороны для крыши только с одной наружной стороны (крыш, впрочем, может и не быть, их могут заменять плоские перекрытия, подобные стенам, но в горизонтальном положении) и тогда получится цельный корпус любой сейсмостойкости. Для наружной одежды стен может служить листовое железо, как оно применяется в железнодорожных вагонах или для легкости железо волнистое; для внутренней обшивки может быть взято дерево в виде толстой фанеры дубовой, ясеневой или буковой (имеется особый сорт такой фанеры) со стороны, обращенной к внутренности стены, фанера может быть еще одета толем или просмолена. Промежуток между железной внешней обшивкой и внутренней деревянной остается заполнить теплонепроницаемым материалом, как трепел, сфагнум, мелкая пробка, толченый древесный уголь и множество других искусственных материалов. Таким способом наружные стены и чердачные или плоские вместо крыш перекрытия будут отеплены. Такая конструкция внешних стен здания дает нечто подобное наружному ограждению вагонов или кораблей и сотрясать такие стены, как и все сооружения могут всякой силы землетрясения, без вреда для их целости.

Легко понять, что и отопление для такого корпуса может быть подобно вагонному же или корабельному, при чем обогревательный котел или очаг может находиться в самом доме, в помещении, изолированном железными стенами, или совсем вне дома, чем может быть достигнута противопожарность постройки. Также, если уж нужно будет помещать кухню одну или несколько в таком доме, то и они могут заключаться в помещениях, огражденных стенами или переборками, одетыми со стороны кухонного помещения железом. Если прибавить еще, что внутренняя деревянная обшивка будет пропитана огнесопротивляющимися составами (что теперь входит уже в употребление) и окрашена масляной или эмалевой краской, без всякой штукатурки, где бы то ни было, если полы покрыть по настилу деревянному или железному линолеумом, если освещение будет электрическое, а для очищения воздуха дать озонирование, что тоже уже входит в употребление и по успешности основной цели его применения — очищения воздуха и по экономии в топливе, обогревающем объем только заключенного в помещении воздуха, наконец, еще прибавить теперь усовершенствованные пылеочистители и обстановку, связанную с полами и стенами, как в каютах кораблей — то получится огнебезопасный, гигиеничный и элегантный дом, который живущие в нем без особенного труда без участия прислуги в самый короткий срок могут приводить в порядок и вообще содержать в идеальной чистоте. Такой дом выдержит какие бы ни были землетрясения, только не провалилась бы под ним почва, как под Содомом и Гоморрой и не упала на него гора. Но как установить такое сооружение, какое должно избрать для него основание и какой фундамент? Основание — при несомненной легкости корпуса, который в общей массе будет несомненно легче даже пробки такого объема, основание почти всякое, только не болото. Фундамент может быть каменный, бетонный, железобетонный, сплошной или из отдельных столбов. Потерпит ли фундамент от землетрясения или удержится, здание при этом останется невредимым. Описываемое здание, конечно, не предложение, а только пример, которым, как предупреждалось выше, желательно показать реальную возможность создать совершенно антисейсмическое здание в условиях применения самых обычных материалов и обычных, допускающих точный расчет, конструкциях с существующими уже приемами всего его оборудования.

Примечания

1. Конечно, этими четырьмя, применяемыми в Крыму, растворами не исчерпывается их число. Существуют множество различных растворов, так: имеется целая группа цементных растворов, растворы алебастровые, растворы смоляные и многие другие, не употребляемые в Крыму.

2. В Алуште с 80% кварца и Гурзуфе около 60%

3. Калыб — земляной с примесью рубленой соломы кирпич-сырец в разных местах разной формы и размеров, в среднем приблизительно 6×3×4 вершка.