Sveuciliste u RijeciGradevinski fakultetdr.sc. Nana Palinic, dipl.ing.arh.POVIJESTKONSTRUKCIJAsaetak predavanja/za internu upotrebu iskljucivo za studente Gradevinskog Iakulteta u Rijeci/ Rijeka 2007.SADRAJ1. UVOD1.1. Uvod1.2. Primitivne konstrukcije kamenog doba1.3. Broncano doba i rane urbane kulture2. EGIPAT I GRCKA2.1. Kamene konstrukcije drevnog Egipta2.2. Anticka Grcka i helenizam3. ANTICKI RIM I BIZANT3.1. Zidane konstrukcije3.2. Rane betonske konstrukcije3.3. Drvene i metalne konstrukcije3.4. Pomocne gradevne discipline4. ROMANIKA I GOTIKA4.1. Kamene konstrukcije4.2. Konstrukcije u drvu i opeci4.3. Pomocni gradevni sistemi5. RENESANSA I BAROK5.1. Ponovno uvodenje konstrukcije kupole5.2. Ponovno oivljavanje rimskih tehnika i materijala6. PRVO INDUSTRIJSKO DOBA6.1. Razvoj tehnologije eljeza6.2. Proizvodnja gradevnih materijala6.3. Znanost o gradenju6.4. Potreba za projektnim strucnjacima arhitektima i gradevinskim inenjerima6.5. Poboljsanja u pomocnim gradevnim disciplinama7. DRUGO INDUSTRI1SKO DOBA: CELICNE KONSTRUKCI1E7.1. Uvodenje tehnologije gradenja u celiku7.2. Rane visoke zgrade celicnog skeleta7.3. Celicne konstrukcije velikog raspona8. DRUGO INDUSTRIJSKO DOBA: ARMIRANI BETON8.1. Ponovno uvodenje betona8.2. Pronalazak armiranog betona8.3. Armiranobetonske kupole8.4. Razvoj gradevnih servisa i pomocnih disciplina9. KONSTRUKCIJE NAKON DRUGOG SVJETSKOG RATA9.1. Visoke zgrade iza 1945.: koristenje celika i drugih metala9.2. Visoke zgrade iza 1945.: upotreba armiranog betona9.3. Poslijeratni razvoj konstrukcija velikog raspona1.1.1.Povijest konstrukcija uvod1.2.Primitivne konstrukcije kamenog doba1.3. Broncano doba i rane urbane kulture1.1. UVODGradenjeikonstruiranjesudrevneljudskeaktivnosti,azapocinju IunkcionalnompotrebomljudidaseprilagodeeIektimaklime.Prvegradevinebile su vrlo jednostavne i kratkotrajne, a traju od nekoliko dana do nekoliko mjeseci. Ove segradevinekoristesvedodanas,atijekomvremenanekeprivremenenastambe poputigluarazvijenesuuvisokorafiniraneforme.Postupnosusepojavljivalesve trajnije strukture, posebno uvodenjem poljoprivrede i sjedilackog nacina zivota, kada suljudiostajalinajednommjestuduljerazdoblje.Prvegradevine(zakloni)sluze stanovanju,kasnijenastajusamostalnegradevinenamijenjenezaspremistahrane, ceremonijalnezgradeitd.Nekezgradedobivajusimbolickoznacenjepocinje razlika izmedu arhitekture i gradevinarstva.Covjek se oduvijek, u svakoj svojoj djelatnosti, koristio dostignucima koja mu jeprualatehnikanjegovogvremena,aiviouokvirimaonogtomujetehnika omogucavala.Dokjenarazvojslikarstvaikiparstvasamatehnikaradaimala realativnomanjiutjecajnanastanakumjetnickogdjela,dotlejearhitekturauvijek pratilarazvojtehnike.Konstrukcijajeugradevinioblikovanakaointegralnidio arhitekture. Graditeljstvoje,sobziromnasavladavanjeraspona(dopojavesuvremenih celicnihiarmiranobetonskihkonstrukcija)upovijestikoristilotriosnovnatipa konstruiranja, odnosno njihove kombinacije: - osnovni tip konstruiranja po principu grede;- osnovni tip konstruiranja zidanim lukom odnosno svodom;-osnovni tip konstruiranja lukom odnosno svodom sa zategom.Povijest graditeljstva i konstrukcija obiljeava vie trendova:1) Povecanjetrajnostigradevinskogmaterijala.Ranigradevnimaterijalibilisu kratkotrajni(listovi,grane,koeivotinja).Kasnijesukoritenitrajniji(zemlja, kamen, drvo), a jo kasnije sintetski (opeka, beton, metali, plastika).2) Zahtjev za povecenjem visine i raspona. Gradnja sve viih i rasponski zahtjevnijih gradevinaomogucenajerazvojemcvrscihmaterijala,znanjemkakosematerijali ponaaju i kako da se bolje iskoriste njihova svojstva, tj. prednosti.3) Zahtjev za kontrolom vanjskih utjecaja: Tijekom povijesti usavrava se regulacija temperature,razinesvjetlaizvuka,vlanosti,mirisa,protokazraka,tedrugih Iaktora koji utjecu na poboljsanje komIora.4) Promjenaenergijekoriteneprigradnji:Pocevsiodsnageljudskihmisicapreko raznih naprava sve do snaznih gradevinskih strojeva koji se koriste danas.5) Rasclanjivanje Iunkcija:Od jednostavnih gradevina i prostora koji su namjenjenisvimzivotnimIunkcijamadostvaranjanajrazlicitijihtipologijasobziromna namjenu gradevine.Postojece stanje u graditeljstvu je kompleksno: postoji sirok raspon gradevnih proizvodaisistemanamijenjenihprvenstvenoodredenimkategorijama gradevinskihtipovailitrzista.Procesprojektiranjajevisokoorganiziranipolazi od istrazivackih ustanova koje studiraju osobine i promjene materijala, zakonskih sluzbikojeprilagodavajuijacajusigurnosnestandardeiprojektanatakoji odreduju potrebe korisnika i projektiraju zgrade da bi ispunili ove potrebe. Proces izvodenjajetakodervisokoorganiziranukljucujeproizvodaceproizvodai sistema,strucneradnikekojiihugradujunagradilistu,poduzetnikekoji zapoljavajuikoordinirajuradobrtnikazanatlija,tekonzultantekojisu specijalisti u gradevnom upravljanju i kontroli kvalitete i sigurnosti.Konstrukcijagradevinadanasjeznacajandioindustrijskekulture, manifestacijaraznolikostiikompleksnostiimjeragospodarenjaprirodnim snagama,kojamozestvoritiraznolikgradevniokoliskakobisluzilarazlicitim potrebama drutva. 1.2.PRIMITIVNE KONSTRUKCIJE KAMENOG DOBA Prvirazvijenihominidijavljajuseprije3,5milijunagodina. Zastanovanje koriste prirodne pecine ili grade vrlo jednostavne zaklone od grana i lisca.Uzpecineizaklone,trisuosnovnatipaprimitivnihgradevina:atori,zidane struktureikolibe.Prviobliciuvjetovanisutehnikamaslaganja,vezivanja, upredanja, pletenja i tkanja.Lovci sakupljaci kasnog kamenog doba koji su se kretali sirim podrucjima u potrazizahranomgradilisunajranijeprivremenezaklonekojisuarheoloki zabiljeeni.IskopavanjavienalazitauEuropidatiranasuprije12.000godina p.n.e. i pokazuju krune kamene prstenove za koje se vjeruje da su bili dio takvih sklonista. Moguce je dasu podupirali grube kolibe napravljene od drvenih motki ilisupritezalizidoveatoraodivotinjskihkoa,vjerojatnopoduprijetei centralnom motkom.atorjeosnovnielementkontroleokoliakojispadaugraditeljstvo.Stvara opnu cija je svrha da zastiti od kise i snijega, buduci hladna voda na ljudskoj kozi apsorbiratjelesnutoplinu.Opnasmanjujeiutjecajibrzinuvjetra,jerizrakoko ljudskekozeomogucujegubitaktopline.Takoderkontroliraprijenostopline zadrzavajucitoplezrakesuncaizatvarajucizagrijanizrakzahladnogvremena. Satoruztoonemogucavaprodorsvjetlostiiosiguravavizualnuprivatnost.Opna mora biti pridrana protiv sila gravitacije i vjetra i struktura je neophodna. Kone membranesujakeodnosnootpornenavlacnanaprezanja(izazvanasilama rastezanja),aliimmorajubitidodanemotkestapovidapreuzmutlacna naprezanja(izazvanasilamapritiska).Zapravonajvecidiopovijestikonstrukcija bavi se iznalazenjem sto soIisticiranijih mogucnosti za ove osnovne probleme koje je ator trebao rijeiti. atorsekontinuiranokoristidodanas.Crniatorioddlakearapskekozeu SaudijskojArabiji,Mongolskayurtasasvojimsklopivimdrvenimokviromi pustenimplatnomprekrivacemtewigvamiosobitotepee americkih Indijanacasasvojimdvostrukimdrvenimnosacimaidvostrukommembranom znatnosurafiniranijiielegantnijinasljednicigrubihsklonitaranihlovacasakupljaca.Poljoprivrednarevolucija,kojasezbilaoko10.000g.p.n.e.dalajeglavni impulsrazvojukonstrukcija.Ljudisuprestaliputovatiastanitasupostala trajnija. Arheoloski nalazi su oskudni, ali na Srednjem Istoku su pronadeni ostaci citavih naselja kruznih stambenih kuca zvanih tholos, ciji su zidovi napravljeni od sveanja zemlje (gline), dok su svi tragovi krovova nestali. U Europi tholosi su gradeniodkamenogsuhozidaskupolastimkrovovima,ajospostojeprezivjeli primjerci (recentnijih konstrukcija) ovih struktura tipa konica u Alpama. Kasniji tholosiSrednjegIstokadobivajupravokutnopredvorjeiliulaz dromos, prikljucenglavnojkruznojprostorijiitosuprviprimjeripravokutnogoblikau graditeljstvu. Jo kasnije kruni je oblik naputen u zamjenu za pravokutni kada se stanovanje podijelilo u vie soba a vie stambenih jedinica bilo smjeteno zajedno unaselju.Tholosjeoznaciovaznustepenicuutraganjuzatrajnoscuonje pocetak zidanih konstrukcija. Uznastambegradeseikamenegrobniceisvetita.Menhirisuvertikalno postavljenikameniblokovi,trilitisusastavljenioddvavertikalnakamenabloka kojinosetrecihorizontalni,doksudolmenigrobniceodvisekamenihploca naslaganih u obliku krinje.Dokaz slozenih gradevnih konstrukcija od zemlje (gline) i drva, tzv. pleterno-bukanametoda,takoderjepronadenauEuropiinaSrednjemIstoku.Zidovisu bili napravljeni od malih mladica trstike koje su se lako sjekle kamenim orudem. Dovazanesunateren,bocnomedusobnopovezivanebiljnimvlaknima,apotom oblagane mokrom zemljom da im se doda cvrstoca i vodootpornost. Krovovi nisu preivjeli,alistrukturesuvjerojatnobilepokrivenegrubomslamomili sveznjevimatrstike.Pronadenjekruzniipravokutnioblik,obicnoscentralnom jezgrom (ognjitem).MasivnijedrvenegradevinetakodersusepojavileuNeolitskimkulturama iako je poteskoca u upotrebi kamenog oruda za sjecu vece drvene grade za kosture ogranicilanjihovuprimjenu.Ovikosturiobicnosubilipravokutniutlocrtu,s centralnim nizom stupova koji su podupirali sljemenugredu i drugim parom kod donjih podroznica uzduz dugih zidova, dok su rogovi polagani od sljemenjace do donjihpodroznica.Bocnastabilnostokvirabilajepostignutazabijanjemstupova dubokouzemlju.Sljemenjacairogovibilisumedusobnopovezanibiljnim vlaknima.Uobicajenipokrovbilajeslamaosuenatravailitrstikapovezanau malesnopove,kojisumedusobnopovezivaniupreklapajucushemunapodlogu rostilja od laganih drvenih stapova postavljenih izmedu rogova. Uvidjelosedahorizontalnopoloenikrovoviloeodvodekiu,tesuonipostavljani podkutom cime se postiglo da kisa otjece prije nego stigne prodrijeti u unutrasnjost. Primitivni graditelji uskoro su poceli primijenjivati i krovnu smolu kojabiodbacivalavoduanebiprodiralauslamu.Mnogitipoviispunabilisu koristeniuzidovimaovihokvirnihkuca,ukljucujucizemlju,siblje,zbuku,koru drveca (omiljenu u Indijanaca sumskih podrucja Amerike) i slamu. UPolinezijiiIndoneziji,gdjeseovakvekucejosuvijekgrade,onesuzbog sigurnosti i suhoce podignute iznad zemlje na stupovima. Krovni pokrov je cesto napravljenodliscaazidovisusirokootvorenidaseomoguciprozracivanje (cirkulacijazraka)iprirodnohladenje.Drugavarijacijaskeletnekonstrukcije pronadenajeuEgiptuiSrednjemIstoku,gdjejedrvenagradazamijenjena snopovima trstike.1.3.BRONCANO DOBA I RANE URBANE KULTUREKulturevelikihrijecnih dolinaNila,Eufratai Tigrisa,IndaiHuangHoasa svojomintenzivnompoljoprivredomtemeljenomnanavodnjavanjustvorilesu prvezajednicedovoljnovelikedabudunazvanegradovima.Onisugradeni novomgradevnomtehnologijom,baziranomnazemljiglini,dostupnojuz rijecne obale. Zidovi od snopova pakirane zemlje ranijih razdoblja zamijenjeni su onimagradenimodpreIabriciranihjedinica:nepeceneopeke- cerpica.Ovo predstavljaglavnukonceptualnupromjenuodslobodnihformipakiranezemlje (gline)dogeometrijskogmodulauvjetovanogpravokutnomopekom,teplanovi zgrada postaju striktno pravokutni.Opeke su radene od blata i slame Iormirane u cetverokutnom drvenom okviru koji je uklanjan kada jesusenjem dovoljno ocvrsnuo sadrzaj. Opeke su se potom paljivosuilenasuncu.Slamajedjelovalakaoveznielementkadabitijekom procesa suenja uslijed saimanja dolo do neizbjene pojave pukotina i pucanja. Opeke su polagane u zidove pomocu vlaznog morta od blata ili ponekad bitumena dasedrzezajedno,aotvorisuocitopodupiranidrvenimnadvojima.Utoplim suhimklimamarijecnihdolinavremenskiutjecajinisubiliglavniproblemtesu cerpiciostavljani izlozeni ili oblagani slojem zbuke od blata.Krovovi ovih ranih urbanihzgradasunestali,alicinisedasubilipridrzanidrvenihgredamai uglavnom ravni, buduci je bilo malo kise u ovim podrucjima. Ovakvicerpiciikonstrukcijeodnepeceneglinejossuuvijekusirokoj upotrebi na Srednjem Istoku, u Africi, Aziji i Latinskoj Americi.Kasnije,oko3.000g.p.n.e.uMezopotamijisepojavilaprvapecenaopeka. Keramicko loncarstvo bilo je vec neko vrijeme razvijeno u tim kulturama i tehnika pecenjaupecimabilajeprimijenjenanaopeke,kojesubilenapravljeneodiste gline. Zbog njihove cijene (cijena dodatnog rada i goriva), pecene opeke isprva su sekoristilesamonamjestimaizlozenimvecemtrosenju(habanju)kaostosupodovi i vrhovi zidova izloeni atmosferskim utjecajima. Nisu koritenesamo za zgradevecikodgradnjekanalakojisuvodiliotpadnuvoduizgradova.U krovovimaovihpodzemnihkanalapronadenisuiprviprezivjelipravilukoviod opeke, skromni poceci onog sto ce kasnije postati glavni strukturni oblik. IstovremenoseuMezopotamskimgrobnicamajavljajuilani(konzolni) lukovi, svodovi i kupole. Gradeni su od nizova redova neobradenog vapnenca na nacin da svaki novi red ima konzolni istak u odnosu na donji, dok se na kraju dva nasuprotna zida ne sastanu na vrhu. Mozdasulukisvodkoristeniiukrovovimaimedukatnimkonstrukcijama ostalihzgrada,alinijednatakvagradevinanijeprezivjela.Dobrorazvijena zidarskatehnologijaMezopotamijekoritenajezagradnjuvelikihstrukturas masivnimzidovimaodopeke,kaotosuhramuTepeGawriiziguratiuUru, Uruku i Borsippi (Birs Nimrud), koji su dosizali visinu od 26 m. Ove simbolicke gradevine oznacile su pocetke arhitekture ove kulture.Otkrice i razvoj bronce, a kasnije eljeza, razvili su tehnologiju ovog razdoblja i doveli do izrade metalnog oruda za obradu drva, kao sto su sjekire i pile. Manje napora je bilo potrebno za rusenje i obradu velikog drveca, sto je vodilo do novih dostignucaugradevnimtehnikama.Drvasuintenzivnosjecenaioblikovana, piljenanakvadratneprofile,debeledaske,dijeljenanatanjeelementestupice, dascice.UposumljenimpodrucjimaEuropepojavilasekonstrukcijabrvnarekod kojedrveniskeletpostajesofisticiraniji.PremdasusacuvaniostaciIragmentarni bez sumnje je najveci napredak u ovom razdoblju vezan uz tehnologiju drva. Neki odproizvoda,kaostosupiljenedaskeisindra(tankakrovnadascica)jossei danas koriste.2.2.1.Kamene konstrukcije drevnog Egipta2.2.Konstrukcije grcke i helenisticke kulture2.1.KAMENE KONSTRUKCIJE DREVNOG EGIPTAKaoidrugekulturerijecnihdolinaiEgipatjeizgradiogradoveodcerpica (nepeceneopeke),apecenaopekanijesepojavilasvedorimskihvremena.Drvoje koristenosporadicnojerganijebilouizobilju,auglavnomsekoristilozakrovove, gdje je bilo cesto zamijenjeno trstikom. Samo nekoliko kraljevskih zgrada gradeno je u potpunosti s punim drvenim skeletom.Velikikontrastovomsmede-sivomokruzenjubeskonacnihkucaodcerpica bilajepojavanovetehnologijekonstrukcijaodklesanogkamenaprviputa primjenjenomuhramovimaipiramidama4.Dinastije(2575.2465.p.n.e.).Za razliku od Mezopotamije iliIndijske doline, Egipat je imao odlicne zalihe kamena, a bilisudostupnisvi-vapnenac,pjescenikigranit.Alivadenje,prijevoziradu kamenu bili su skupi procesi i kamenolomi su bili dravni monopol. Kamen je postao elitni gradevni materijal koristen samo za vazne drzavne gradevine.Egipcanisurazviliklesanikamenzaupotrebukodkraljevskihgrobnih gradevinanesamozbognjegovecvrstoce,vecizbogtrajnosti.Izgledaojekao najbolji materijal za potpunu zatitu faraonovog ka, vitalne snage koja je prizlazila iz sinasuncakrozkojujeonvladao.TakavkamenimaojeIunkcionalnoisimbolicko znacenje.Unutar duge tradicije zidarstva u opeci, konstrukcije u kamenu pojavile su se naglo, s malim prijelaznim razdobljem. Grobnice mastabe od opeke za rane kraljeve iplemenitaenajednomsupokazaleputkamenimtehnikamaceremonijalnog kompleksaKraljaDjoserauSakkari(Saqquarah),cijusekonstrukcijupovezujes kraljevimsavjetnikomigraditeljemImhotepom.Tojestrukturaprilicnorijetkihi neodredenihIormialivelikeelegancijeuizvedbiidetalju.Uglavnomsesastojiod masivnihzidovaodkamenavapnencakojizatvarajuserijumanjihdvorita.Zidovi imajusavijenepovrsine,kojipodsjecajunagrobnemastabe,slaznimvratima,a unutarkompleksapostojeicijelelanezgradeodpunogkamena.Kompleksima prostranopredvorjeskrovompoduprijetimmasivnimkamenimnadvojimakoji pocivajunanizukratkihzidnihistakakojiizlazeizsusjednihzidova.Nema slobodnostojecihstupova,alipocetnikaneliranistupovipojavljujusenakrajevima zidova i vezuju tricetvrtinske stupove koji izlaze iz zidova dvorista. Kompleks takoder sadriprvupiramidu,kreiranuodsvemanjihimanjihmastaba.Sviovielementi sagradenisuodmalogkamenjakojimmogurukovatijedanilidvacovjeka. Predstavljaju vec visoku tehnologiju koja ukljucuje precizne metode vadenja kamena u kamenolomu, transporta i gradnje. Konstrukcijskiproceszapocinjaojeukamenolomima.Vecinaihjebila otvorena,asamosuunekimslucajevimakopanitunelinekolikostotinametarau stijenu da se dopre do najkvalitetnijeg kamena. Za vadenje sedimentnih stijena glavno je orude bio zidarski pijuk s 2,5 kg teskom metalnom glavom i 45 cm dugom drskom. Ovim pijucima probijani su vertikalni tuneli sirine covjeka oko pravokutnih blokova, kakobiseizlozilopetlicabloka.Konacnoodvajanjesestoglicabilojeizvedeno buenjem niza rupa u kamenu metalnim zavijenim svrdlima. U rupe su zabijani drveni klinovidokihnebipotpunoispunili,potomsuklinovizalijevanivodomkojubi apsorbiraliipritomsepovecali,stojedovodilodolomablokaizposteljicestijene. Kodvadenjaeruptivnogkamenapoputgranitakojijetvrdiicvrsciodvapnenca zidarskijepijukzamijenjenkuglamaoddoleritatekim5kg,kojesukoriteneza razbijanje stijena udaranjem i mrvljenjem. Granit je busen i piljen pomocu abraziva a u kalanju su takoder koristeni ekspandirajuci drveni klinovi.Egipcanisubilisposobnipomicatiblokoveteskedo1.000todkamenoloma doudaljenihgradilista.Tojebiozacudujucipoduhvat,buducisujedinanjihova mainerijabilepolugeisaoniceodgrubogdrvakojimasurukovalemaseljudii zivotinje za vucu. Prije 1.500 g.p.n.e. nije bilo vozila s kotacima ali i kasnije ona nisu nikadabilasirokoprimijenjivanaugradenju.VecinajekamenolomabilablizuNila, te su i camci takoder cesto koristeni u transportu kamena.Nagradilistusugrubikameniblokovipreciznodoradivaniizavrsavanido Iinalnihoblika,asposebnomsepaznjomtretiralaizlozenastrana.Tojeradeno metalnim dlijetima i maljevima, a za provjeru ispravnosti rada koriteni su kutomjeri, olovni visci i ravnala. Ovi alati ostali sustandard sve do 19. stoljeca. Nakon prve pojave malih kamenova u Sakkari, njihova je velicina rasla sve do kiklopskog mjerila koje se uobicajeno povezuje s egipatskim zidarstvom od vremena gradnje piramida. Bez obzira na teak teret koji su predstavljale ove kamene strukture, temelji su bili iznenadujuce traljavog i improviziranog karaktera, napravljeni od malih blokovakamenaslabekvalitete.Tekkod25.Dinastije(750.-656.g.p.n.e.)vanesu gradevine polagane na podzemne zidane platIorme dobele nekoliko metara.Egipcani nisu imali naprava za vertikalni transport. Opce je misljenje da se taj transportobavljaorampamaodzemljeilicerpicaprekokojihsukameniblokovi vuceni na svoje mjesto snagom zivotinja i ljudskih misica. Kasnije, nakon uklanjanja, rampesusluilekaoplatformezidarimazadodavanjezavrnogizgledakamenim licima.Ostaciovakvihrampimogusejovidjetinanedovrenimhramovima zapocetim u razdoblju Ptolomejevica. Kameni su obicno polagani na posteljicu morta od gipsa, pijeska i vode koji je djelovao vjerojatno vie kao sredstvo za podmazivanje da se kamen gurne na svoje mjesto nego kao vezivo. Takoder je postojala ogranicena upotreba metalnih priljubnih sidara izmedu blokova.VelikepiramideuGizi,najvecaodkojih(Keopsova)dosize147mvisine izvanrednosutehnoloskodostignuceinjihovizgledIasciniraidanas.Svedo19. stoljecanisuizgradenevisegradevine.Alionetakoderpredstavljajukrajmasivnih kamenih konstrukcija koje su ubrzo krenule u pravcu laganijih i fleksibilnijih kamenih skeleta i stvaranju prostranijih unutarnjih prostora. Slobodnostojecikamenistupkojinosikamenegredeprviputsepojavljujeu kraljevskimhramovimazajednospiramidamaoko2.600g.p.n.e.Kvadratnigranitni stupovi nosili su teske granitne nadvoje na rasponu od 3 do 4 metra, a prostori izmedu nadvojabilisupokrivenimasivnimgranitnimnosacima.Uovimstrukturama apstraktnapredodbadrvenihkonstrukcija(okvira,kostura)ranihkraljevskihzgrada bila je pretvorena u kamenu.Iakojekamentrajnijioddrva,razlicitjeustrukturalnojsnazi.Kamenje znatno jaci u tlaku od drva, ali slabiji na vlak. Zbog ovog razloga kamen je bio dobar za stupove, koji su mogli biti vrlo visoki, kao to su oni od 24 metra u velikom hramu Amon-Re u Karnaku. Ali kameni nadvoji i rasponi izmedu stupova bili su ograniceni vlakom(vlacnimnaprezanjima)nanjihovojdonjojpovrsinitejenjihovmaksimalan raspon bio moda 5 metara. Dakle, za due raspone trebalo je otkriti drugi strukturalni oblik koji bi iskoristio visu tlacnu snagu (cvrstocu) kamena. Luk, koji moe premostiti vecerasponepodpritiskom,ostaojeogranicenzakanalizacijuipodzemna nadsvodivanjagrobnicanizihsluzbenika.Zatovjerojatno,saslikomdrvenih gradevnihkonstrukcijajossnaznomusvijesti,egipatskisusezidari-graditelji zadovoljili time da istrazuju ogranicenja analognih kamenih kostura u serijama velikihhramova napravljenim u Novom Kraljevstvu (1539.-1075.p.n.e.) u Karnaku i Luxoru, aovajetehnologijakulminiralauelegantnimlodamaHramakraljiceHatshepsutu Dayr-al-Bahri. Primjer hrama od kamenog skeleta kojeg su uspostavili potrajao je do kraja klasicnog svijeta.2.2.ANTICKA GRCKA I HELENIZAMUpotrebakamenihkonstrukcijaizEgiptaseprosirilaistocnimSredozemljem nakon1.800g.p.n.e.ikulturecijajedomovinabilaGrckaposebnosunjomebile impresionirane.Grci postavljaju oblikovne i proporcijske osnove za triarhitektonska reda:dorski,jonskiikorintski.Glavnatemagrckoggraditeljstvajehram,potom teatar.UgrckomsvijetuEgejskogprimorjaijuzneItalijeizgradenisumnogi hramoviskeletnekonstrukcijeizkamenaanekisupreivjelidodanasurazlicitim stanjima ocuvanosti. Uglavnom su gradeni od lokalnog mramora ili vapnenca buduci nijebilogranitazavelikemonolite.Temeljnatehnologijamalosepromijenilau odnosunaEgipat,aglavnajerazlikabilauradnojsnazi.Nijebilomasa nekvaliIiciranihradnikakojebimobiliziraladrzavadapokrecuvelikekamene blokove,umjestonjihbilesumalegrupezanatlija zidarakojesuradilenezavisno. RacunizagradnjuParthenonapokazujudajesvakistupgradenpododvojenim ugovoromsglavnimzidarom(poslovodom).Postojalajeodredenamasinerijanaprave za podizanje i rukovanje blokovima, premda je njen detaljan izgled nepoznat. Skrivenalicakamenanaimejoimajuutoreiupljinekojiukazujunakonopce koritenezapodizanjeipostavunamjesto.Metalnespojkeiklinoviuvedenisuda dre kamene zajedno a mort gotovo nikada nije koriten. Bilo je nekih eksperimenata sazeljeznimnosacima(gredama)kakobiseojacaliduljirasponiodkamena,alije maksimumostaona5do6metara.Vecirasponisavladavanisudrvenimgredama poduprijetimkamenimskeletomakrovninosaciodpunogkamenaizEgiptanisu mogli biti udvostruceni.Glavnina napora graditelja bila je koncentrirana na rafiniranje detalja i opticke korekcije po kojima je Grcka ahitektura uglavnom poznata. Ovaj isti pristup vidljiv je takoderiuprvimsacuvanimnacrtimakonstrukcije,kojisunapravljenina nedovrenimpovrinamakamenihzidovanaHramuDidyma.Ovakvicrteibi normalnobiliobrisanitijekomfinalnogfiniiranja(obrade)zidnihpovrina,aoviu Didymisupreivjelijerhramnijenikadadovren.Crteipokazujukakosuzidari razviliIinalnoproIiliranjestupovaidrugihdetalja.Sacuvanjetorijedaktracak dizajnerskog procesa graditelja prije dana olovke i papira. Nasuprottehnologijikamena,kojajeuglavnomostalanepromijenjenaod Egipatskihmetoda,zidanjeuopecidozivjelojeznacajanrazvoj.Iakojenepecena opekaostalastandardnazastambenuarhitekturu,pecenaopekapocinjesesvevise koristitiiuztopovezivativapnenimmortom,tehnikomposudenomizkamenih konstrukcija.Pocakljena(glazirana)opekatakodersejavljauovomrazdoblju, posebnoizvangrckogsvijetameduBabiloncimaiPerzijancima,kojisujeu znacajnomobimukoristiliukraljevskimpalacama.LijepprezivjeliprimjersuVrata bozice Ishtar na palaci Nabukodonosora u Babilonu, s pravim lukom koji premoscuje raspon od 7,5m, a koja su datirana 575.g. p.n.e. Druga glavna inovacija bili su pokrovi crijepoviodpeceneglineopeke.Takvipokrovibilisuznatnovodootpornijiod slame(trstike)akrovoviscrijepommoglisuimatinizinagib,karakteristicanza Grcke hramove. Suplji bokovi od terakote za zidne ornamente takoder se javljaju u to doba, vjerojatno proizlazeci iz visoko razvijene (napredene) loncarske industrije, koja je rutinski proizvodila posude i cijevi od pecene gline dulje od 1 metra. Premdajekamenatehnologijaostalaogranicenanakonstrukcijupoprincipu stupaigrede,imanekolikostrukturakojedajunaslutitibuducirazvoj.Vjerojatnoje najspektakularnijegradevnodostignuceoveerebioPharosizAleksandrije,veliki svjetionikizgradenzaPtolomejaIIu3.stoljecup.n.e.Biojetovisokkamenitoranj priblinevisinekaoKeopsovapiramida,aliznatnomanjiubazi.Unutarovemase zidovabiojekompleksansistemrampiprekokojihsuteglecezivotinjeprenosile gorivozaplamennavrhu.Pharosjebioprvavisokagradevinaupovijestiali ogranicenja zidarskih struktura i nepostojanje mogucnosti brzog nacina za vertikalno kretanjeljudionemogucilisubilokakavbuducirazvojvisokihgradevinado19. stoljeca.Pharosjedugoostaojediniprimjerovogtipasvedoknijedevastiranod Arapa pocetkom 7. st.n.e.DrugiprimjernovetehnologijekamenakojijeisprobanodGrkaalinei usavrsavanbilesupodzemnegrobniceMikene,izgradeneoko1300.g.p.n.e.Ove grobnice imale su glavne komore nadsvodene iljastim lanim kupolama od konzolno postavljenog kamenja, koje su imale oko 14m u promjeru i 13m visine. Gruba verzija konzolnihkupolapojavilaseiranijeuTholosimaEuropeneolitickogdobaiu grobnicama Mezopotamije ali je u Mikeni tehnika bila prociscena i mjerilo povecano.Konzolna kupola luka ne podnosi velike sile pritiska to karakterizira prave lukove i kupole, koji su izgradeni od radijalnih (zrakastih) dijelova kamena ili opeke. Tako ne koristi u punoj mjeri prednost velike cvrstoce na pritisak (tlacne cvrstoce) kamena i ne moze savladati velike udaljenosti, a 14 metara je blizu gornje granice. Grcki graditelji nisu odabrali da istrazuju ovaj tip strukture, vec su bili zaokupljeni vanjskim oblicima gradevina.Rimskigraditelji,kojisuihnaslijedili,pak,iskoristilisugraditeljstvodo njegova punog potencijala i stvorili prve velike unutarnje prostore. 3. Anticki Rim i Bizant3.1. Zidane konstrukcije3.2. Rane betonske strukture3.3. Drvene i metalne konstrukcije3.4. Pomocne gradevne discipline3.5. Rijeka u antici3.DOSTIGNUCA ANTICKOG RIMARimljani su najvie graditeljskog umijeca preuzeli od Etruscana koji su zivjeli usjevernomdijeluItalije.Etruscanisu,vjerojatnopodutjecajemrijetkihgrckih primjera u junoj Italiji, razvili pravi kameni luk. Kasni uzorak iz 3. st. p.n.e. su Porta Marzia, lucni ulaz u grad s rasponom od oko 6 metara, u Perugii. Etruscani su takoder imali visoko razvijenu tehnologiju terakote i izradivali su odlicne pecene opeke.3.1.Zidane konstrukcijeRimljanisuprilagodilietruscanskekamenekonstrukcijebaziranenalukui izgradilimnogespektakularnegradevinekoristenjemzidarsketehnikekojusuzvali opusquadratum,stoznacistrukturaodklesanogkamenapolozenogupravilne redove.Mnogeodnjihbilesuvezaneuzjavneradoveuosvojenimpokrajinama. Poznati primjeri su Pont du Gard, viselucni most i vodovod iz 1. st. p.n.e., s rasponom od22metra,poredNimesauFrancuskojteprofinjenimostnarijeciTaguskod Alcantare u Spanjolskoj, s rasponom od skoro 30 metara, izgraden oko 110.g.n.e.Ovako veliki rasponi u kamenu nikad se nisu primjenjivali na zgradama to je prilicnoneobicno.Prezivjelerimskegradevineskamenimlukovimaisvodovima imajutipicnerasponeodsamo4do7metara,doksumalekamenekupoles dijametrimaod4do9metaragradeneurimskojSiriji.Ovakvilukoviikupole preutno podrazumijevaju postojanje sofisticirane drvene oplate koja ih je pridravala tijekom konstrukcije, kao i napredak masinerije za podizanje, premda nema postojecih dokaza nijednog. Mnoge od ovih strukture preivjele su pad Rimskog carstva i postale modeli za ponovno oivljavanje kamenih konstrukcija u srednjovjekovnoj Europi, sa zidarima koji su ponovno nastojali da grade 'na rimski nacin. Rimljani su takoder naslijedili kamenu konstrukcijupo principu grede i stupaodGrkauJunojItalijiinastavilidagradehramoveiostalejavnegradevineovim tipom konstrukcije u 3. st.n.e. Proizvodnja opeka, posebno u regiji grada Rima postala je glavna industrija, a pod carstvom konacno i drzavni monopol. Gradnja u opeci bila jejeftinijaodkamenazbogekonomicnostimjerilazamasovnuproizvodnjuinizeg stupnja strucnosti i vjestine potrebne za gradnju. Lukodopekeprilagodenjerasponimazidnihotvoraiskljucujuciupotrebu nadvoja.Mortjeisprvabiotradicionalnamjeavinapijeska,vapnaivode,ali pocetkom2.st.p.n.e.uvedenjenovisastojak.Rimljanisugazvalipulvisputeolipo graduPuteoli(modernoPozzuoli)poredNapuljagdjejeprviputpronaden.Ovajje materijal formiran na planini Vezuv i iskapan na njegovim padinama, a danas se zove pucolanskicement(pozzolana).Pomijeanasvapnom,pozzolanastvaraprirodni cement koji je znatno jaci i vodootporniji od samog vapnenog morta a stvrdnjava cak i ispod vode. Pucolanski mortovi bili su tako jaki i jeItini i mogli su biti ugradivani od strane radnika s tako malo strucnog znanja i vjestine da su ih Rimljani poceli koristiti kaozamjenuzaopekezaunutranjostzidovaavanjskizidoviodopekakoritenisu uglavnomkaokalupidasepucolanaugradinamjesto.Konacnosuvapnenimort, pijesak,vodaipozzolanamijesaniskamenjemislomljenomopekomIormirajuci takopravibeton,zvanopuscaementicium.Ovajbetonjeisprvabiokoritens kalupima od opeke u zidovima, ali je uskoro poceo biti polagan u drvenu oplatu koja se micala nakon to bi beton stvrdnuo.3.2. Rane betonske konstrukcijeJedan od najranijih prezivjelih primjera betonskih konstrukcija antickog Rima jeSibilin(Vestin)hramnaTivoliju,izgradentijekom1.st.p.n.e.Ovajhramkruznog tlocrta ima s vanjske strane peristil od kamenih stupova i nadvoja, ali zid krune celle, odnosnoprostorasvetistaiznutragradenjeodbetona,stojebilajednaostra konfrontacija nove i tradicionalne forme konstrukcije. Rani primjer betona s licem od opeke velikog mjerila u gradu Rimu su ravni poligonalni zidovi Logora Pretorijanske garde, izgradenog od Sejana g. 21.-23.n.e. MogucnostiplasticnihIormikojeomogucujeovajpotpunotekucimaterijal kojimoelakopoprimitizakrivljeneoblikeutlocrtuipresjekuuskorosudoveledo kreacijeserijeizuzetnihunutrasnjihprostorapremoscenihkupolamailisvodovimabez potpornih stupova koji su bili neophodni kod grednih kamenih konstrukcija, to je pokazivalosnagucarstva.Prviodovihjeoktogonalnakupolastadvoranafontane NeronoveZlatne kuce(64.-68.n.e.), koja ima oko 15m u dijametru te iroki krunim otvoro, okulus na vrhu kupole. Kupolni oblik bio je rapidno brzo razvijen u serijama carskihgradevinakojesukulminiralesPantheonomcarHadrijama,gradenimoko 118.-128.g.n.e.Ovavelikakrunastrukturaimalajeulazsportikaodkamenih stupovaibilajenadsvodenakupolomod43,2mudijametruiosvijetljenaokulusom navrhu.Zidovikojipridrzavajukupoluizradenisuodbetonauoplatiodopekei iroki6m,anamjestimasuolakaniunutarnjim niama.Kupolajeodpunogbetona prosjecnedebljine1.5m,podignuta43,2mnadpodom.Ovavelicanstvenastruktura preivjelajeudobromstanjudomodernihvremenaadijametarnjegovekrune kupole nije nadmasen sve do 19. stoljeca.Dvavelikafragmentavelikihbetonskihgradevinaskriznimsvodomjossu preivjelaodkasnogcarstva.PrvijedioDioklecijanovihtermi,(298.306.n..e.),s rasponomod26m,kojijepretvorenucrkvuSantamariadegliAngeliod Michelangela u 16. stoljecu. Drugi je Maksencijeva bazilika (307.-312.n.e.), takoder s rasponom od 26m. Sve ove gradevine imaju kamene stupove, ali su oni zapravo samo ukrasniimogubitiuklonjeniadasenedovedeupitanjestabilnostkonstrukcije. Vanjskisuzidovibetonskiuoplatiodopekadokjeunutranjostobilatodekorirana tankimobloznimplocamaodobojenogkamenaugradenimpomocumetalnihspona koje vezu utore na rubove ploca, tehnikom koja je jos u upotrebi i danas. Ovi i drugi veliki rimski javni prostori natkriveni betonskim kupolama i svodovimapredstavljali su glavni napredak u odnosu na kratke raspone kamenih konstrukcija.U kasnom carstvu betonska tehnologija postupno nestaje, cak se i proizvodnja opekauzapadnojEuropizaustavlja.Sdrugestrane,znacajannapredakutehnologiji opeke nastavljen je u istocnom rimskom svijetu, gdje su dostignuca ranijih razdoblja u betonu udvostrucena u radu s opekama. Grobnica cara Galerija (sada crkva sv. Jurja) od 300.g.n.e. u Solunu (Saloniki) u Grckoj ima kupolu od opeke od 24m u promjeru. Ovo je vjerojatno bio model za razvojni primjer kasne rimske gradevine, veliku crkvu SveteSofije(532.-537.)uKonstantinopolu,kojauvodicentralnukupoluod32.6m raspona. Cak su i veliki neprijatelji Rima, Sasanski Perzijanci, podigli veliku, opekama nadsvodenudvoranuupalaciCtesiphona(obicnoidentiIiciranasKhosrow-omIiz sred.6.st.,alivjerojatnostrukturaiz4.st.)srasponomod25mposudujucirimske metode. OvekasnestruktureodopekebilisuzadnjitrijumIirimskegradevne tehnologije i nece biti dosegnuti sljedecih 900 godina.3.3.Drvene i metalne konstrukcijeRimljani su takoder znacajno unaprijedili tehnologiju gradenja u drvu. ReljeIi na Trajanovom stupu pokazuju drvene reetkaste mostove koritene od rimske vojske za prijelaz Dunava. Reetka, suplji nosac sa silama koncentriranim u trokutastoj mrezi sastavljenojodlinearnihdijelova,bilajeocitorimskiizum.Nepostojedokazinjena teoretskograzumijevanja,aliusvakomslucajuRimljanisubilisposobnidavladaju dizajnomresetkeuprakticnomsmislu.LijepprimjerjeKonstantinovabazilikau Trieru(297.-299.g.n.e.),kodkojedrvenipotpornikrovniresetkastinosaci(trokutasti okviriscentralnimvertikalnimpotpornjem-visulja)premoscujuraspondvoraneod 23m.Premdajepostojecikrovrestauracijaizkasnijegrazdoblja,originalanmorada je bio slican.Zamisaoresetke prenesena je s drva na metal. Broncane resetke, koje prelaze trirasponaodoko9msvaki,podupiralesukrovportikaPantheona.Izborbronce vjerojatnojenapravljenvisezbogtrajnostinegozbogcvrstoce,nastoukazuje cinjenica da je Papa Urban VIII bio u mogucnosti da makne ovaj rad u bronci 1625.g. i da ga istopi za topove a na njegovo mjesto stavi drvenu reetku. Ova reetka ostala je izolirano dostignuce rimske gradnje koje se nece ponoviti do renesanse.Metalisuintenzivnokoristeniurimskimkucama.Uzbroncanereetke, Pantehonjeimaobroncanavrataipozlacenebroncanekrovneploce.Olovojebio drugimaterijalkojisuuveliRimljanizapokrivanjekrovova,buducijebio vodootporan i mogao se koristiti kod vrlo malih nagiba.3.4.Pomocne gradevne disciplineModanajvanijaupotrebaolovabilajeonazacijevikojimasusezgrade opskrbljivalesvjeomvodomizacijevizaodvodotpadnevode(engleskarijecplumbingdolaziodlatinskogplumbumstoznaciolovo).Rimljanisuosiguraliopce vodovodezasvojegradove.Sviopskrbnisistemiradilisugravitacijomimnogiod njihkoristilisuakvadukteisiIone.Premdajevecinaljudizasvojepotrebetrebala nositi vodu iz javnih Iontana, postojala je ogranicena distribucija vode za javne zgrade (posebnokupalita)inekeprivatnerezidencijeiapartmane.Kasnijesuprivatnai poluprivatnakupalistailatrine(zahodi)postaliprilicnouobicajeni.Kanalizacijski sistemjebiolimitiran,beztretiranjaotpada,kojijebiojednostavnoizbacivanu najblizu rijeku. Ali cak i ovi prilicno skromni primjeri javne sanitarne skrbi znatno su bili napredniji od ranijih kultura i nece se doseci sve do 19.st.Drugi materijal koji su Rimljani primjenjivali bilo je staklo, koje su otkrili joEgipcanialisugakoristiliuglavnomzanakitimaleukraseneposude.Rimljanisu izumilimnogevrsteobojenogstaklazamozaikekakobiukrasiliunutarnjepovrine. Proizvelisuiprvocistoprozirnoprozorskostakloitopuhanjemstaklenihcijevi, koje su potom rezane i ravnane postavljanjem u ravni poloaj. Premda nijedno rimsko staklo nije prezivjelo, staklo je ocito postalo prilicno uobicajeno u javnim zgradama a bilojekoritenoiustambenimzgradamasrednjegstaleauglavnomgradu.Seneka (4.p.n.e.-65.n.e.)jeopisaosenzacijunastalupojavomtrijemovaodravnogstaklana vilama pored Rima.Uvecinirimskihgradevinasredinjaotvorenavatraostalajeglavniizvor topline kao i dim koji je prati premda je upotreba otvorenih sudova za ar (loenih drvenim ugljenom) znacila neko poboljsanje. Glavni izum bilo je otkricehipokausta, indirektnog grijaceg tijela koje grije vodeci topli ugrijani zrak kroz cijevi u podovima izidovima.Zagrijanozidezracilojeugodnoizjednacenutoplinu,adimjebio uklonjenizprostoraboravka.Istajemetodakoritenadasegrijevodazakupalita. KonstantinovabazilikauTrieruimadobroocuvanprimjergrijanjashipokaustom, gdjesukameninosacipodapoduprijetikratkimstupicimaodopeke,tvorecitako kontinuirani grijajuci pod ispod.4. Romanika i gotika4.1. Kamene konstrukcije4.2. Konstrukcije od drva i opeke4.3. Pomocne gradevne discipline4.4. Arhitektura Dalekog istoka4.5. Arhitektura islamskih zemalja4.6. Arhitektura predkolumbovske Amerike4.7. Rijeka u Srednjem vijeku4.ROMANIKA I GOTIKAOpadanjesnageRimauzapadnojEuropitijekom5.st.dovelojedo propadanjarimskegradevnetehnologije.Proizvodnjaopekepostajerijetkostinije obnovljenado14.stoljeca.Pucolanskibetonjepotpunostinestaoinecesepojaviti svedo19.st.kadasurucnoproizvedenicementidoseglinivoantickeproizvodnje. Upotrebakupolaisvodovaukamenimkonstrukcijamajetakoderizgubljena. Graditeljske tehnike srozale su se na razinu eljeznog doba, to dokazuju konstrukcije od balvana, zidovi oblozeni zemljom, cerpic, pleter i zbuka od blata.Napredne graditeljske tehnologije razvile su se u Kini u ovom istom razdoblju tijekom dinastija Sui (581.-618.) i Tang (618.-907.). Jo u 3. st.p.n.e. zavren je Veliki zid,gradevinaduga6.400km,kojapratikrivudavustazuduzkonturaneravnog terena,akojijedemonstriraoizvanrednadostignucaugraditeljskojtehnologiji, logistici i metodama mjerenja zemlje.MostAnChi,izgradenoko610.g.upokrajiniHopeiimaojerasponod 37,5m, sto je znatno nadmasivalo Rimski most na Alcantari.Znacajan rad takoder je napravljenurazvojukonstrukcijaodmasivnog(tekog)drva,prvenstvenokod hramovaikamenihtornjevapagodavisokihdo60m,apecenaopekajetakoder nairoko koritena.Ovielementikineskegradevnetehnologijepostavilisuvisokstandard kvalitete koji ce biti zadrzan sve do 19. stoljeca.4.1. Kamene konstrukcijePocetkom9.st.pojavljujusepokusajiozivljavanjagradnjeukamenuu Europi. Dvorska kapela Karla Velikog u Aachenu (posvecena 805.g.) s oktogonalnom segmentnomkupolomod14,5mranijeprimjerovogtrenda.Aliromanickistil, gradenje"narimskinacin",skamenimlukovima,svodovimaikupolamaza savladavanjerasponaunutarnjihprostora,nezapocinjezapravosvedokasnijeg11. stoljeca. Svodovi se ponovno pojavljuju u strukturama kao to je katedrala u Santiago di Compostela u Spanjolskoj (poc. 1078.g.) i Saint Sernin u Touluseu (poc. 1080.g.). KrinisvodpodignutnastupoveponovnojeuvedenuKatedraliuSpeyeru(1030.-65.g.,rekonstruiranoj1082.-1137.g.)iKatedraliuDurhamu(1093.-1133.),akupolebazilikesv.MarkauVeneciji(kasno11.st.)ikatedraliSaint-FrontuPerigueuxu (1120.-1150.)oznacilesuobnovukompletnograsponasvihrimskihstrukturalnih oblika. Sve ove gradevine bile su gradene za Rimsku katolicku crkvu, koja je prosirila svoj utjecaj irom zapadne Europe u ovom razdoblju. Jedan tadasnji kronicar zapisao je kako zemlja izgleda kao da se odjenula u bijelu nonju crkava, bijelu zato jer su bile nove i napravljene od kamena. Izmedu 1050. i 1350. g. vise je kamena iskopano samo u Francuskoj nego u cijeloj povijesti drevnog Egipta dovoljno da se izgradi 80 katedrala, 500 velikih crkvi i desetke tisuca zupnih crkvi. Velikagradevna kampanja Srednjegvijekanazvanajekriarskipohodkatedrala(cathedralecrusade),kao jednako pasionirana i nadahnuta kopija velikih vojnih avantura za oslobodenje Svete Zemlje.Ovajvelikipoduhvatzahtijevaojemnogegraditeljezidare,kojisuradili kaoslobodnizanatlije,organiziraniucehovskaudruenja.Onasunadziralaproces ucenjasegrtovanjakojimsunoviclanovitreniranitenadgledalavadenje,rezanjei odvaanje kamena iz kamenoloma na gradilite.OsnovnoorudesrednjovjekovnihzidaramaloseizmijeniloodEgipatskog doba,alisusadapostojalesirokepilezarezanjekamenapokretanevodenicnim kotacima,kaoiodgovarajucamainerijazapodizanjeipremjetanjematerijala. Njihovatehnickaznanjadrzanasukaostrogatajna.Ukljucivalojetoipravilaza procjenu kompletnog projektiranja kao i za odredivanje sigurnih dimenzija strukturnih dijelova. Jedna sacuvana knjiga iz ovog doba sa crteima i skicama glavnog majstora VillardadeHonnecourtailustriraostroumnazapazanja,sklonostmehanickim napravama, a iznad svega postojanje biljeki o geometrijskim formama koje podupiru radgradietlja,dajucipoticajneinIormacijeotadaaktualnimgradevnim konstrukcijama. Jean Mignot, jedan od vodecih zidara Milanske katedrale sumirao je pristupsrednjovjekovnihzidaraufraziarssinescientianihilest(umjetnostbez znanostinijenista),stoznacidavjestinaugradenjudolaziodprakticnogiskustva (ars),tempiranimivodenimpreciznimprincipima(scientia),kojisuvidenikao utjelovljenjeteoremageometrije,jedineznanostiSrednjegavijeka.Aliistim ogranicenim znanjima zidari su mogli realizirati velika dostignuca.Romanickisuzidariimalidvapatronacrkvuidravu.Dravajegradila uglavnomzavojnesvrhe,tejerimskinacingradenjaukamenu,jednomobnovljen, bioodgovarajucizadvorceiutvrdenja(IortiIikacije).Alicrkvajeimaladruge interesekojisupokrenulirazvojkamenihkonstrukcijaunovimismjelimpravcima. Sv.AugustinjenapisaodajesvjetlonajdirektnijamanifestacijaBoga.Tajeideja vodila trazenju putova da se uvede sve vise i vise svjetla u crkve, otvarajuci sve vece prozoreuzidovima,svedoknijerazvijenanovavrstaprozracnekameneskeletne konstrukcije.Krini svodovi inspirirani Rimom i kameni lukovi bili su vrlo teki i trebali su masivnezidoveistupovekojiceprimitinjihovenaponeaprozorikojesu omogucavali bili su mali. Srednjovjekovni zidari otkrili su da postoji efikasnija forma luka od onog klasicnog; ova Iorma je lancana krivulja tj. krivulja koju stvara lanac podvlastitomteinom.Alizidarskavjerovanjaugeometrijuiperfekcijakrunih formidovelaihjedopribliavanjalancanomoblikusdvakruznasegmentakojise sastajuutockinavrhu,tzv.gotickomluku.Ovakvilukovimoglisubitiradeniuzi (vitkiji) buduci eIikasnije rasporeduju i prenose sile tlaka koje prolaze kroz njih, sto je omogucavaloveceotvoreuzidovima.Teskistupovikojisupreuzimalibocnesile-naponekrovnihsvodovauskorosuproupljeniupolulukoveletecihpodupiraca kontrafore,kojisuomogucilidajosvisesvjetlaudeubrodcrkve.Dabisepreuzele silekojesuprenaanekrozkameniokvir,bilisupotrebnimasivnitemeljiicestoje volumenkamenaispodzemljebioveciodonogiznad.Zadaljnjeolaksanjetereta samistropovibilisunapravljenitanjiuvodenjemrebara(prepona)nasjecitu zakrivljenih povrsina. Rebra su gradena s pridrzavajucom oplatom ili jezgrom od drva akodgradnjejebilapotrebnabliskasuradnjatesaraizidara.Zakrivljenekamene povrsine izmedu rebara vjerojatno su polagane s malo oplate, upotrebom samo morta, na nacin na koji se stropovi od opeke jos uvijekgrade naSrednjemIstoku. buka je upotrebljavana kao konstruktivno sredstvo samo za zavrno prianjanje (ljepljenje) ali takoderkasnijezaprovjerupukotinauslijednaprezanja,kojesubileznakmoguce greke.Mortjetakosluiokaokontrolakvalitetetedapomognedratistrukturu zbijenu(zgusnutu).Brodovikatedralanapravljenisuviidaprikupetoviesvjetla, KatedralauAmiensu(zapoceta1220.)bilaje42mvisoka,dabikonacno1347.g. katedrala u Beauvaisu dosegla maksimalnu visinu od 48m, ali su njeni stropovi ubrzo propalitesumoralibitiiznovaizgradeni.Rasponibrodovagotickihcrkviostalisu razmjerno mali, iznosili su izmedu 13 i 16 metara, a svega nekoliko kasnijih primjera ima vece raspone. Najeveci raspon od 23m ima Katedrala u Geroni (zavrsena 1458.g.)Nakon entuzijazma kriarskog pohoda katedrala koji je splasnuo u 14. st. te nakontosuuglavnomsvekatedralezavrene,novielementsepojaviodabude sljedecitestvjestinizidaraitesaraatojebiotoranj.Toranjjebioviesimbol lokalnog ponosa nego dio teolokog zahtjeva za vie svjetla ali je izazvao zanimljive tehnicke probleme. U Katedrali u Salisburyju toranj je izgraden nad sjecistem broda i transepta, koji nije bio projektiran da ga primi. Visoki krizni stupovi poceli su pucati poddodatnomteinom,tesunapetilukovi(strainerarches)moralibitidodani izmedustupovadaihucvrste,odnosnoprivezuprotivpucanja.Tojebioprviociti primjerdasukamenistupovibilistanjeninakriticnedimenzijeiznatnooptereceni, dovoljnodabudezamijecenodasesavijajuilipucaju.Kasnijeceovakveakcijebiti glavna briga pri projektiranju metalnih stupova.ToranjuSalisburyju(zavren1362.g.)jegenijalnasloenastrukturaod kamenomoblozenihnosacanaddrvenimokvirom,zajednopovezanimubazis eljeznimtrakamakakobiseizbjegloirenje.Dosezaojeukupnuvisinuod123m. KatedraliuStrasbourgudodanje144mvisoktoranjg.1439.,agornjagranica dosegnuta je Katedralom u Beauvaisu, g. 1569., kada je zavren toranj od 157m, to je biloza10mvieodKeopsovepiramide.Nakontojetrigodinestajaokaonajvia gradevinasvijeta,toranjjepropao1573.inijeviseponovnoizgraden.Biojeto posljednji tuni epilog kriarskog pohoda katedrala.4.2. Konstrukcije u drvu i opeciDrvenekonstrukcijepretrpjelesusporinapredakuovomrazdoblju. Skandinavske masivne drvene crkve (stavekirke) gradene su od 8. do 10. st., dakle prije trijumfa kamenih crkvi i nekoliko ih je preivjelo do danas. UzapadnojEuropi,posebnood14.st.nadalje,kaonovioblikgradnjekuca pojavila se poludrvena kanatna konstrukcija. Kontinentalnitipimaojekostur(okvir)odkvadratnedrvenegrade,s vertikalnimstupovimarasporedenimnarazmakuod1m,tehorizontalnimnaistoj udaljenosti,sdijagonalnimpodupiracimapostavljenimnavanjskimzidovimazbog bocnestabilnosti.Krovninosaciprotezalisuseizmeduvrha-grebena(sljemena)i zidovadoksunosacistropovabilipoduprijetizidovimaiunutarnjimnosivim dijelovima. Engleskipoludrveniokvirbiojeslican,alijeizbaciohorizontalnepojasevei dijagonalekoristecizbijenevertikalnenosacenaoko1-0,5mudaljenosti.Uoba slucajaprostorunutrasnjostzidaispunjavanajematerijalomkakobisedodatno ukrutiookvir,acestosukoristeniopeka,siblje(pleter)izbuka.Svadrvenagrada kosturamedusobnojespajananalastinrep(proracunato)iliklinovima.Ove poludrvenekonstrukcijeostaticestandardannacingradnjesdrvomuEuropisvedo 19.st. Postojalajetakoderznacajnaupotrebatekog,masivnogdrvazakrovovei podoveugradnjikuca,kojajebilainspiriranagradevnomtehnologijom.Poseban primjerjeengleskikrovhammer-beam,vrstagrednogpodupiracakojijemogao savladati prilicno velike raspone. Krov Westminster Halla u Londonu Kralja Richarda II (1402.) s rasponom od 21m odlican je primjer ovog tipa.PecenaopekapocelaseuEuropiponovnoupotrebljavatiumnogim podrucjimaprvenstvenokoristenjemspasenerimskeopeke,au14.st.zapocinjei proizvodnja.Opekenisubiletakopreciznekaorimskeibilesucestounistenepri pecenju.Zbogtogasubilepotrebnesirokereskemortadasepostignepravilanvez. Opekesupostaleuskorostandardiziraneblizudananjojdimenziji,oko 20.3x9.5x5.7cmirazvijenisusistemivezovabaziraninatojpriblinojproporciji (2:1). Ovi vezovi smanjili su kontinuirane vertikalne reke morta, jer su mortovi imali razmjernomanjucvrstocuodopekaivertikalnesureskemogleIormiratioslabljena podrucja u zidovima gdje se mogurazviti lomovi i pukotine. Najbolji tip veza bio je engleskivez,ukojemsveopekeuredupreklapajuonedolnjeavertikalnerekesu eliminirane. Opeka je ostala i dalje prilicno skupa zbog cijene goriva za pecenje, te je koritena uglavnom tamo gdje nije bilo na raspolaganju kamena. U kasnom Srednjem vijeku,uglavnomusjevernojEuropiopekajeprilagodenagotickimkamenim oblicimakodgradnjetzv.dvoranskihcrkvi(hallchurches)sbrodovimaikrilima iste visine.4.3. Pomocni gradevni sistemiPremdajerimskogrijanjehipokaustomnestalosCarstvom,novirazvoj unutarnjeg grijanja pojavio se u Zapadnoj Europi na pocetku 12. st.: zidano ognjite s dimnjakompocinjezamjenjivaticentralnuotvorenuvatru.Dotadasnjivelikikrovni otvorinadcentralnimvatramadozvoljavalisuulazvjetruikisi,tesukuceobicno imalesamojedno,avecekucenekoliko(stomanje)ovakvihlozista.Zbogtogasu grijanesobeimaletendencijudabuduvelikeizajednicke,ukojimamnogoosoba moe dijeliti toplinu vatre. Otvori u krovu nisu dovoljno efikasno uklanjali dim, te je dioulaziousobu.Dimnjaksdrugestranenijeproputaopunozrakanivodea uklanjao je vecinu dima. Iako je mnogo topline odlazilo van kroz cijev, ipak je to bilo velikopoboljsanje,ajosznacajnijejebilodasemogaokoristitiizagrijanjemalihi velikihsoba,tevisekatnihkuca.Kuce,osobitovelike,moglesubitirazdijeljenena manje,privatnijeprostore,svakosvlastitimognjitem,tojebilapromjenakojaje presudno promijenila komunalni nacin zivota ranog srednjeg vijeka.5. Renesansa i barok5.1. Obnova rimskih tehnika i materijala5.2. Ponovno uvodenje konstrukcije svodova i kupola 5.3.Ponovno oivljavanje rimskih tehnika i materijala5.4.Rijeka u doba renesanse i baroka5. RENESANSA I BAROK5.1. Ponovno uvodenje konstrukcije kupoleSmanjenjegradnjekatedrala(kriarskogpohodakatedrala)krajem14.st. dovelojedoopadanjaupotrebeinternacionalnoggotickogstilaprakticiranogod majstorazidara.UovomrazdobljupojavanacijadrzavaEuropepocinjese kompletirati s crkvom kao centrom moci. Ovim novim nacijama Rimsko carstvo bilo je model nacionalne drzave, i izgledalo je prikladno da koriste gradevne oblike Rima kaosimbolesvojemociposebnopolukruniluk,svodi,iznadsvega,kupolu, slijedecisnazanprimjerPantheona.Od1350.do1750.g.velikjediogradevne tehnologije bio usredotocen na crkve natkrivene kupolom, koje su se razvile u simbol ne samo religioznog vjerovanja vec takoder nacionalnog i urbanog ponosa. Postojalo jesvjesnoodbacivanjegotickihIormiukoristideoloskogzazivanjaRima.Ovaj pristupdoveojedorascjepaizmeduprocesadizajnaikonstrukcijeidopojaveprvih arhitekata(rijecdobivenaizgrc.Architekton,stoznacivodeciobrtnik/zanatlija /vjestak /majstor) koji zamislja oblik gradevine, za razliku od graditelja koji je izvodi. Prvazgradakodkojesudizajnerigraditeljrazliciteosobebiojekampanil-zvonik katedraleuFirenci.DizajnjenapravioslikarGiotto,akonstruiralisugakatedralski zidari od 1334. do 1359. godine.GradnjusameFirentinskakatedrale(SantaMariadelFiore)zapoceojeu gotickom stilu ArnolIo di Cambio 1296.g., ali 1366.g. Grad Firenca, slijedeci savjete odredenih slikara i kipara, odlucuje da se gotika ne bi vie trebala upotrebljavati i da savnoviradtrebaslijeditirimskeoblike,ukljucujucioktagonalnukupoluod42m raspona koja treba biti izgradena na istocnom kraju broda. Kupola nije izgradena sve doranog15.st.,kadajeFilippoBrunelleschi,zlatarikiparpoceoraditiskulptureza katedralu. Postupno se zainteresirao za samo gradenje i izgradio neke manje dijelove katedrale. Oko 1415. pripremio je nacrt za kupolu te je smiono predloio da je izgradi i to bez podupirajuce oplate, sto je bilo apsolutno neophodno u svim ranijim rimskim i gotickimkonstrukcijama.Izgradiojemaketukupoleuopeciumj.1:12da demonstrirasvojumetodu.Dizajnkupolekaoipredloenametodakonstrukcije prihvacenisuikupolajeizmedu1420.i1436.iizgradenapodnjegovimnadzorom. Brunelleschi je tako bio prvi stvarni arhitekt koji je osmislio izgled oblik gradevine i metode da je izvede te da garantira tu izvedbu, a radio je samostalno, ostro odbijajuci clanstva u zidarskim i stolarskim cehovima. Bruneleschijeva kupola sastoji se od dva sloja,unutarnjekupolekojejerazapetanaddijametromiparalelnevanjskekoljke kojajetitiodatmosferskihutjecajaidajejojugodnijuvanjskuformu.Objekupole pridrane su odnosno poduprijete s 24 kamena poluluka - rebra krunog promjenjivog presjekadebelaubaziiznosi2,1maprivrhu1,5m.Ovaserebraspajajuna otvorenomkamenomtlacnomprstenuprivrhukupole.Dakupolaizdrzivanjske pritiske, povezni kameni prsteni medusobno su povezani metalnim sponama koje teku horizontalnoizmedurebara.Postojetakoderpovezniprsteniodhrastovogdrva spojenimetalnimspojevima.Prostorizmedurebaraipoveznihprstenovapremoscen je vanjskim i unutarnjim ljuskama radenim od kamena za donju zonu (prvih 7,1m), a odopekeiznad.Cijelajestrukturanapravljenabezoplate,kruniprofilirebarai prstenova su izvedeni sistemom mjerenja ica fiksiranih u centrima zakrivljenja. Bruneleschijeocitodovoljnorazumiostrukturalnoponasanjekupoleteje znaodaakobudeizgradenauhorizontalnimslojevima,uvijekcebitistabilnaine trebadrvenooblucilo.Takoderjeisprojektiraopreciznedrvenemasinedaprenesu potrebangradevnimaterijaluvertikalnomihorizontalnomsmjeru.Nakonstoje (gotovo)izjednaciorasponPantheonovekamenekupole,Bruneleschijestekaoglas covjekakojijeobnoviorimskizidarskirad,akupolajeutvrdenakaoparagonuzor gradevne Iorme.Slijedeca velika kupola renesane bila je ona Bazilike sv. Petra u Rimu, koja se zapocelagraditizapapeJulijaII1506.g.Tehnologijajebilaslicnaonoj Brunelleschija, a dijametar gotovo isti. Dizajn kupole proao je kroz mnoge promjene i iznikao kroz razdoblje od gotovo 80 godina. Najveci doprinos dizajnu dao je slikar i kipar Michelangelo, koji je sluio kao arhitekt od 1546. do 1564. godine, te uz njega takoderarhitektiGiacomodellaPortaiDomenicoFontana,podcijimjevodstvom kupola konacno izgradena tijekom 1580-tih. Kupola je bila razmjerno tanja od one u Firenciibilajedodatnoojacanatrimapoveznimprstenovimanapravljanimod kontinuiraniheljeznihlanaca.Doivjelajebrojnelomove(pucanja)teje1740. dodano jo 5 lanaca da se osigura stabilnost. Od kada se za kupolu koristila isprobana tehnologija, vecina projekaka je radena na papiru s crteima.Treca velika kupola ovog razdoblja (zapravo baroka) bila je ona katedrale Sv. PavlauLondonu,izgradena1675.-1710.g.odengleskogarhitektasirChristophera Wrena.UranimIazamaprojektantskogprocesasamokoristenasusamoIizicki modeli dok su kasniji projekti ukljucivali intenzivnu produkciju crteza i takoder jasne matematickemodelesnumerickimizracunima.Wrenjezapoceosvojukarijerukao matematicar i Iizicar znanstvenik i bio je profesor astronomije na Oxfordu od 1661. do1673.g.prijenegojepostaosamoarhitekt.Sovakvimpredznanjembioje sposobandaupraksiprimijeniprvoteoretskoodredenjelancanelinijeluka(krivulja kojucinilanaclabavoobjesensdvakraja)kaonajeIikasnijegproIilalukaikupole, koji je ranije objavio skotski matematicar Davida Gregoryja 1697.g. Wrenovo rjesenjekupole, koja je imala dijametar 34.5m bila je serija od 3 priljubljene ljuske od kojih je srednjapravanosivastruktura.Srednjakupolabilajenapravljenaodopekeu priblizno cunjastoj lucnoj Iormi, a zbog velikog koncentriranog tereta lanterne na vrhu bilajeuklijetenaeljeznimlancima(zategama).Pridravalajetrokutastospojen drveniokvirnakojijebiopricvrscenvanjskiplastodolovnihploca.Unutarsrednje kupolepostavljenajeplitkalucnakupolakojanosisamovlastitutezinuisluzikao stropunutarnjemprostoru.Wrenovasakrivenastrukturanakojusudodanevanjskai unutarnja forma, postala je standard arhitektonske tehnike. 5.2. Ponovno oivljavanje rimskih tehnika i materijalaUzrimskeoblikeuzidarstvu,renesansajeponovnootkriladrugerimske tehnologije,ukljucujucidrvenegrede.GiorgioVasariupotrijebiojesredinom16.st. konstrukcijutrokutnogokvira(nosaca)scentralnimvertikalnimstupomvisulju (king-posttimbertruss)za20-metarskirasponUffizija,municipalneuredske zgradeuFirenci.UistovrijemearhitektVenetaAndreaPalladiokoristiojepuni trokutnidrveniokvir za mostsrasponomod30.5miznadrijekeCimone.Palladioje jasnorazumiovanostpaljivodetaljiranihdijagonalnihdijelovakonstrukcije,aza svoj dijagram nosaca u djelu 'Cetiri knjige o arhitekturi rekao je da oninose cijeli rad.Tlacnispojevidrvenihdijelovaunosacuspojenisuzeljeznimstegamai klinovima.Nosaciraspona2026mpostalisuprilicnouobicajeniugradnjikrovova. Godine1664.Wrenjeupotrijebiodrvenenosacesrasponomodoko22mnakrovu Sheldonian kazalista u OxIordu. Ali precizno teoretsko objasnjenje krovnog nosaca injegova rasirena upotreba u gradenju nisu se dogodili sve do 19.st.Drugirimskimaterijalkojijeoivljenijakopoboljanurenesansibiloje prozirno staklo. Nova tehnologija njegove izrade usavrena je u Veneciji u 16.st. Bila jepoznatakaometodakrunskogstaklaioriginalnokoritenazaizradutanjura. Puhacistaklaokretalisurastopljenostaklouravnediskovesvedo1mudijametru,diskovisupotomnakonhladenjapoliraniirezaniupravokutneoblike.Prvispomen prozoraodkrunskogstaklabilajenjihovaugradbaudvostrukeviseceokvire protuutegapodiznihkliznihprozoranaBanquetingHouseInigoJonesauLondonu 1685.g.Sirokaprimjenaovogstaklapostalajeuobicajenapocetkom18.st., oznacavajuci put prema velikim zgradama od stakla i zeljeza u 19.stoljecu.EIikasnostunutarnjeggrijanjapoboljsanajeuvodenjemsobnihpeciod lijevanog eljeza i kaljevih peci, koje su postavljane na slobodnostojecim pozicijama u sobi. Proizvodile su toplinu koja je ravnomjerno zracila po prostoru, a grijale su na ugljennovogorivokojejebrzozamijenilodrvouzapadnojEuropi.Nakontosu europskigraditeljiobnovilitehnologijuklasicnogsvijetauopeci,kamenuidrvu, stabilnaplatIormajedosegnutaurazvojugradevnogumijeca,aovimaterijalii tehnikedobrosupristajalicrkvama,palacamaiutvrdamakojesunjihovipatroni trazili.Industrijskarevolucija,medutim,uvelajenovematerijaleizahtjevzanovim gradevnim tipovima (vrstama) sto je kompletno transIormiralo gradevnu tehnologiju.6. Prvo industrijsko doba6.1. Razvoj tehnologije eljeza6.2. Proizvodnja gradevnih materijala6.3. Znanost o gradenju, profesionalni projektanti6.4. Pomocne gradevne discipline6.6. Rijeka u prvo industrijsko doba6.PRVO INDUSTRIJSKO DOBA6.1.Razvoj tehnologije eljezaDrugupolovicu18.st.oznacavajuotkricaserijaizuma,prvenstvenou Engleskoj,kojecepovjesnicarikasnijenazvatiPrvomindustrijskomrevolucijom,akoja ce imati dubok utjecaj na drustvo u cjelini kao i na gradevnu tehnologiju. Medu prvimaodovihizumabilajeproizvodnjaeljezanaveliko,kojazapocinjeradom AbrahamaDarbyja,kojije1709.prviuzeokokskaogorivouprocesutaljenja. Dostupnosteljezadovelajedorazvojastrojeva,posebnoparnogstrojadvostrukog djelovanja(double-actingsteamengine)JamesaWatta1769.g.HenryCortrazvioje procespudlovanja(puddling)zaizradukovanogeljeza1784.g.,iuistojgodini izgradioprvuvaljaonicu(rollingmill)zaizradukovanogeljezapokretanuparnim strojem,proizvedecivaljanezeljezneproIileodkovanogzeljeza:nosace,kutovei drugeoblike.Lijevanoeljezo,kojesadriviipostotakugljenaodkovanogi lomljivijeje(krhkije),takoderjeproizvadanonaveliko.Uskorosusepojavili standardnigradevnielementiodzeljeza,oznacujuciputrazvojazgradasmetalnom konstrukcijom.Raneprimjenezeljezaugradnjipronadenesunekolikostoljecaprije industrijskogdoba.Postojepodaciozeljeznimlancanimvisecimmostovimas drvenim plocama u Kini iz rane dinastije Ming (1368.-1644.). Neki od njih, kao to je mostLiu-TungobjektcuvenebitkeMaoCeTungovogDugogMarsaiz1935.g.prezivjeli su do danas u prilicno ocuvanom stanju. Zeljezni zatezni lanci u kupolama katedrala Sv. Petra i Sv. Pavla su drugi primjeri. Ali prva velika struktura od lijevanog eljeza Industrijskog doba bio je most nad rijekom Severn u Ironbridgeu. Izgraden je odizumiteljazeljezaAbrahamaDarbyjaIIizmedu1777.i1779.g.Imarasponod 30m,koristeci5lukovakruznogoblikakojisureduciraninapaukovumrezutankih zeljeznihrebara.Svakilukbiojeizrezannadvadijelacijajemaksimalnadimenzijaiznosila21m,teihjebilotekoprevozitiodlijevaonicedogradilitaiugraditina mjesto. Manjikomadikojimajelakemanipuliratikaraktirizirajubrzuaplikaciju eljeza u zgradama koje su uslijedile. Puni stupovi od lijevanog eljeza koriteni su u crkviSv.AnneuLiverpoolu1772.g.,asupljicijevastistupovipovecaneeIikasnosti izumljenisu1790.g.Prvaupotrebagredaodkovanogeljeza,napravljenihod medusobnozakovanihravnihsipkibilajena28-metarskomrasponukrovakazalita Theatre-FrancaisuParizu,izgradenom1786.g.odarhitektaVictoraLouisa.Ovdjeje zeljezo koristeno ne toliko zbog svoje cvrstoce koliko zbog nezapaljivosti, koja, kako se nadalo, moe smanjiti opasnost od poara.Iz istog razloga, oko 1800.g. Britanska tekstilnaindustrijazapocelajeupotrebljavatipojedinacnemetalneskeleteu tvornicamavisokimido7katova.Supljilijevanozeljeznicilindricnistupovibilisu smjestani na razmacima od oko 3 metra i nosili lijevanozeljezne 'T nosace (obrnuto postavljene) na rasponu do 4,5m. Stropovi su premotavani lukovima od opeke koji su pocivalinadonjimstranama'Tnosaca,aobodnosuovinosacibilioslonjenina zidanenosivezidove,kojisustrukturidavalibocnustabilnost.Ovajprototipzgrade eljeznogskeletaiobodnihzidanihzidovauskorojepostaostandardkojicese kontinuirano nastaviti do kraja stoljeca.Kompletnonezavisaneljezniskeletbezdodanihzidovapojaviosepolakou serijamaspecijalnihgradevnihtipova.PrviskromniprimjerbilajeRibarnica HungerIorduLondonu,buducijedrvoizsanitarnihrazlogabilozabranjeno. Lijevanozeljezni nosaci savladavali su raspon od 9,7m s 3m prepusta na drugoj strani, a uplji lijevanoeljezni stupovi sluili su i kao vertikalni oluci za odvod vode s krova. Sva bocna stabilnost bila je osigurana cvrstim vezama izmedu stupova i greda. Drugi tipkojijekoristioiskljucivozeljezniskeletbiojestaklenik,kojijeosiguravao kontroliran svijetao i topao okolis za egzoticne tropske biljke u hladnoj klimi sjeverne Europe. Medu prvima bila je Kuca Palmi u Kew Gardensu u Londonu koju je1840.g. izgradio arh. Decimus Burton.Spektakularnaserijaeljeznihistaklenihzgradazastaklenikeiizlobene dvoranenastavilasedokrajastoljeca.NajvaznijaodnjihbilajeKristalnapalaca, napravljenauLondonskomHydeParkuzaugoscavanjevelikeSvjetskeizlozbe 1851.g. Ova prostrana gradevina, 564m duga, sa zatvorenim prostorom od 90.000 m2 izgradenajeupotpunostiodstandardiziranihelemenata.Lijevanozeljeznistupovi nosegredeodzakovanogkovanogzeljezanatrirazlicitaraspona7,3m,14,6mi 21,9m. Za savladavanje raspona izmedu greda koriste se genijalni 'Paxtonovi lukovi napravljeniodtlacnihdrvenihelemenatanadzeljeznimtlacnimrebrimakoji prednapreu drvo da smanje savijanje. Svi ovi prefabricirani elementi jednostavno su zakovaniilipovezanizajednonagradilituusamo6mjeseci.Aliglavnitrijumf Kristalnepalacebilajenjenastaklenaopna,napravljenaodstandarnihploca dimenzije25x124cm.Velikiprostorbiojeokupansvjetlomkojejebilojedva prekinuto prozracnim metalnim okvirom slicio je velikoj stoljetnoj katedrali koja je konacno realizirala krajnju ambiciju medijevalnih graditelja.Francuskajetakoderproizvelabrojnelijepeizlozbenedvoraneodeljezai stakla,ukljucujucijednusrasponomod48msagradenu1855.g.adrugesnesto manjimrasponomalivecompovrsinomodKristalnepalaceuslijedilesu1867.i 1878.g.Zeljeznegredeskrovovimaodglatkogstaklatakodersukoristeneza nadstresnice u zeljeznickim stanicama gradenim diljem zapadne Europe.New Street Station u Birminghamu u Engleskoj (1854.) imala je nadstrenicu za vlak s eljeznim nosacemraspona64mitojebilaprvazgradakojajepremailarasponPantheona. JednaodnajvecihbilajestanicaSt.PancrasuLondonu,kojajeoblikovalastaklenu dvoranuraspona74mslucnimzeljeznimnosacima.Nakonbriljantnoguspjeha sredinestoljeca,zeljezno-staklenekonstrukcijeprimjenjivanesuuznatno prozaicnijim serijama zgrada koje su se nastavile graditi do 1900. godine.6.2.Proizvodnja gradevnih materijalaProizvodnja opeke industrijalizirana je u 19.-om stoljecu. Tezak proces rucnog oblikovanja, koji je bio primjenjivan 3.000 godina zamijenjen je 'tlacenim opekama. Onesubilemasovnoproizvedeneprocesomstrojnogistiskivanja(extrusion)kod kojeg je glina utiskivana kroz pravokutnu matricu kao kontinuiran stup i potom rezana namjerupomocuzicanogrezaca(zice).Takoderjebiloiumnozavanjananacin detaljnooblikovanihi'otisnutihelemenata.Pojedinacnopecenjeupecimaza susenje(lozenimkoksom)idaljeseprimjenjivalo,akrajemstoljecapojavilase kontinuirana tunelska pec kroz koju se opeke polagano krecu na pokretnoj traci. Nove metode razmjerno su smanjile cijenu opeke i ona je postala osnovni gradevni materijal ovoga doba.Tehnologija drva doivjela je ubrzan razvoj u 19.st. u Sjevernoj Americi, gdje supostojalevelikesumejele(mekanogdrva)iborakojesumoglebitisjecenei obradivaneindustrijskimmetodama.Parneivodompokretanepilanepocelesu proizvodnjustandardnodimenzioniranoggradevnogdrva1820.godine.Proizvodnja jeItinih strojno proizvedenih cavala 1830.g. osigurala je drugi neophodan element koji je omogucio glavnu inovaciju u gradevnim konstrukcijama lagani, prozracni okvir (balloonframe).PrvimprimjeromsmatraseskladitepodignutouChicagu 1832.g. od Georgea W. Snowa.Postojalajevelikapotraznjazamalimkucamasvihtipovaprilikom naseljavanja Sjevernoamerickog kontinenta, a lagani drveni okvir osiguravao je brzo, fleksibilnoijeftinorjeenjeproblema.UB-Fsistemutradicionalnomasivnodrvoi kompleksnispojevibilisuodbaceni.ZidovikucebilisuIormiraniodvertikalnih elemenata ili stupova dim. 5x10cm, postavljenim na osnom razmaku od 40cm. Ovi su pridrzavali krovne i podne grede (obicno dim. 5x25cm) takoder na razmaku od 40cm (osno),sposobnedadosegnuvisinuod6metara.Bocnastabilnostosiguravanaje postavomlaganihdijagonalnihvezapricvrscenihcavlimaili,cesce,pomocu2cm debelihdijagonalnihdasakaprimijenjenimnasvimvanjskimzidovima,tepodnimi krovnimgredama,cimejestvorenacvrsta,laganakutija.Otvorisurezaniuokvirui obloenioplatompopotrebi.Svispojevibilisunapravljenistrojnoproizvedenim cavlima,kojisulakozakucavaniumekanotankodrvo.Sirokrasponunutarnjihi vanjskih zavrsnih materijla mogao je biti primjenjen na ovaj okvir, ukljucujuci drvene daske,tuko(gips-sadra)ioblogeodopeke.OvaB-Fzgrada,napravljenaod proizvednih materijala, koja je trebala samo nesto malo rucnog alata i malo vjestine za gradnju, ostala je do danas popularan i jeftin oblik konstrukcije.6.3.Znanost o gradenjuZnacajnodostignuceprvogindustrijskogdobabilajepojavaznanostio gradenju,posebnoteorijaelasticnostistruktura.Snjomsumoglibitikoristeni matematickimodelidasprilicnomsigurnoscupredvidestrukturalnepromjene, osiguravajuciodgovarajucukontrolukvaliteteupotrebljenihmaterijala.Premdasu nekielementiteorijeelasticnosti,kaostojeteorijaosavijanjustupovasvicarskog matematicara Leonharda Eulera, postavljeni ranije, (1757.g.), stvaran razvoj zapocinje s engleskim znanstvenikom Thomasom Youngom i njegovom modernom definicijom modulaelasticnosti1807.g.LouisNavierpubliciraojeteorijuelasticnostinosaca (greda)1826.g.,atrimetodeanalizesilaugredamapostavilisuSquireWhipple,A. RitteriJamesClerkMaxwellizmedu1847.i1864.g.Konceptstatickiodredene strukturestojestrukturacijesilemogubitiodredenesamopomocuNewtonovih zakona gibanja postavio je Otto Mohr 1874.g., nakon intuitivne upotrebe u trajanju odmozda40godina.Vecinastruktura19.st.bilajenamjernodizajniranai proizvedena s cvrstim vezama (spojevima) da bi bila staticki odredena, a sve do 20.-ogstoljecanijebilomogucenacibrzorjesenjezastatickineodredenestrukture. Teorija elasticnosti stvorila je bazu strukturalne analize do 2. Svjetskog rata, kada su zgradepogodenebombamapokazalenepredvidljiveoblikeponaanjatesu postavljene pretpostavke teorije morale biti promijenjene.6.4.Potreba za projektnim strucnjacima arhitektima i gradevinskim inenjerimaDolazakindustrijskogdobaobiljeziojetakoderiglavnupromjenuuulozi arhitekta.Arhitekti-umjetnicirenesanseimalisudvojnipatronat,crkveidraveo kojimasuovisilenarudzbe.Urastucimindustrijskimdemokracijamatrzisteza gradevine se povecalo i prosirilo je vrijednost interesa arhitekta, a razliciti su korisnici trazilizbunjujucirasponnovihgradevnihtipova.Odgovorarhitektabiojedarazvije novu ulogu strucnjaka (s licencom pravom) po modelu profesija kao to su pravo ili medicina.Dodatno,sdolaskomznanostiogradenju,nastajenovapodjelaradau procesuprojektiranja.Gradevinski(konstruktivni)inzenjerisepojavljujukao odvojenadisciplinaspecijaliziranauprimjenimatematickihmodelaugradnji (staticari).Jednaodprvihzgradakodkojihsuarhitektiinenjerbiledvijeodvojene osobe je Granary (1811.) u Parizu. Osnovana su i udruzenja strucnjaka u graditeljstvu, ukljucujuci:1818. Institut gradevinskih inzenjera, London1834. RIBA Kraljevski institut Britanskih arhitekata, London1857. Americki institut arhitekata.Slubenodravnolicenciranjearhitekataiinenjera,ciljovihudruenja, realiziranojeznatnokasnijeitopocevsiodOdlukearhitekataIllinoisaiz1897. godine.Istovremenosrastomprofesionalizmarazvijalaseidravnaregulativau oblikuiscrpnihopcinskihinacionalnihgradevnihpravilaodnosnozakonazaobaprojektne i izvedbene zahtjeve gradenja.6.5.Poboljsanja u pomocnim gradevnim disciplinamaTehnologijenadzorautjecajaokolisazapocinjudramaticanrazvojuprvo industrijsko doba. Prva glavna prednost bila je koritenje plina iz ugljena za rasvjetu. Plin iz ugljena prvi je put napravljen 1690.g. grijanjem ugljena uz prisutnost vode da sedobijemetan,a1792.g.WilliamMurdockrazviojeplinskumjeavinuza osvjetljenje iz kamenog ugljena. Prva velika gradevina s plinskom rasvjetom (iz male tvornice plina na licu mjesta) bila je talionica Jamesa Watta u Birminghamu (1803.). KompanijazaplinskosvjetloikoksosnovanajeuLondonu1812.g.kaoprvo stvarno javno poduzece koje je proizvodilo plin iz ugljena kao dio procesa kuhanja u velikimcentralnimpostrojenjimaidistribuiralogapodzemnimcijevimado pojedinacnih korisnika. Uskoro su mnogi glavni gradovi imali plinare idistribucijsku mreu.Plinjebioskupibiojekoritenuglavnomzaosvjetljenje,nezagrijanjeili kuhanjeasadrzavaojeimnogenecistocekojesuproizvodilenezeljeneprodukte gorenja (posebno ugljenu cadu) u prostoru. Relativno cist metan kao oblik prirodnog plina nece biti dostupan sve do eksploatacije velikih naItnih polja u 20-om stoljecu.Peciognjistenastavilisubitiglavnimizvoromgrijanjatijekomovog razdoblja,alirazvojparnogstrojainjegovihdodatnihgrijacavode(bojlera)dovode do nove tehnologije u obliku grijanja parom. James Watt grijao je vlastiti ured parom koja je tekla cijevima jo g. 1784.g. Tijekom 19-og stoljeca sistemi grijanja parom, a kasnijetoplomvodom,bilisupostupnousavravani.Koristilisucentralnebojlere grijaneugljenompovezanenamreucijevikojajedistribuiralazagrijanifluidu radijatoreodlijevanogeljezaivracalagaubojlernaponovnogrijanje.Parno grijanje bilo je glavno poboljsanje nad pecima i ognjistima jer su svi produkti grijanja bili eliminirani iz prostora koji su se zagrijavali, ali je izvor topline ipak ostao zadran u radijatorima.Vodovodisanitarnisistemiuzgradamarapidnosunapredovaliuovom razdoblju.Javnivodovodibilisuesencijalnielement,aprviprimjermehanickog tlacnogvodovodnogsistemavelikogmjerilabiojevelikiredvodenihkotacakojeje instalirao Louis XIV na Marleyu na rijeci Marne u Francuskoj, kako bi pumpao vodu zafontaneVersaja,udaljene18km.Proirenaupotrebacijeviodlijevanogeljezau kasnom18.st.omogucilajevecepritiske,abilesukoristeneodNapoleonauprvom opcinskomvodovodupokretanomparnimstrojemzadioPariza1812.g.Podzemni gravitacioni drenani sistemi bili su instalirani zajedno s vodovodnima u gotovo svim vecimgradovimaindustrijskogdobatijekom19-ogstoljeca.Postrojenjazatretman kanalizacije uvedena su 1860.g. Stalni vodovodni elementi pojavili su se u zgradama s vodovodom i drenazom, zamjenjujuci prenosive kade, kablove i nocne posude. Joseph BramahizumiojemetalniWCsasifonom(valve-type)aidrugiranielementi: umivaonici, zahodi i kade bili su od metala a isprobani su olovo, bakar i cink. Metalni elementipokazalisuseteskimazaciscenje,takodajeuEngleskojtijekom1870.g. ThomasTwyIordizumioprvivelikikeramickiumivaonikujednomkomadukaoi keramickiWCsvodenimispiranjem.Prvisuovakvikeramickielementibilivrlo skupi, ali im se cijena smanjila kada su postali standard, a njihovi oblici uglavnom se nisu izmijenili do danas. Kade su bile prevelike da bi se izvodile iz lomljive keramike, takodajeoko1870.g.izumljenakadaodlijevanogeljezaprevucenaporculanom (emajlom),doksekadasdvostrukomstijenkomdanasjosuobicajena,pojavilaoko 1915-te godine.7. Drugo industrijsko doba: celicne konstrukcije7.1. Uvodenje tehnologije gradenja u celiku7.2. Rane visoke zgrade celicnog skeleta7.3. Celicne konstrukcije velikog raspona7.4. Rijeka u drugo industrijsko doba (celik)7.DRUGO INDUSTRI1SKO DOBA: CELICNE KONSTRUKCI1E7.1.Uvodenje tehnologije gradnje u celikuAkoseprvoindustrijskodobamoenazvatidobomeljezaipare,ondase drugoindustrijskodobamoenazvatidobomcelikaielektricneenergije.Masovna proizvodnjaovognovogmaterijalainovogoblikaenergijetakoderjeizmijenila gradevnu tehnologiju. Celik je prvi puta proizveden u velikim kolicinama za potrebe zeljeznickih tracnica. Valjanje celicnih tracnica (sto je bilo prilagodeno od tehnologije valjanja kovanoeljeznih profila ) i drugih profila kao to su bili kutni profili i cijevi pocelo je oko 1870.g. a stvoren je znatno cvrsci, manje lomljivi metal. Celik je izabran kaoglavni gradevni materijal za dvije strukture izgradene za Svjetsku izlobu u Parizu 1889.g.: Eiffelov toranj i Galeriju strojeva (Mainsku halu). Toranj Gustava EiIIela bio je visok 300 metara i njegov je karakteristican parabolican zakrivljeni oblik postao simbol Pariza a njegova visina nije dosegnuta sve do 1929.g. GalerijastrojevabilajeprojektiranaodstranearhitektaC.L.F.Dutertaiinenjera VictoraContaminasvelikimtrozglobnimlukovimanarasponuod114m,ukupne duineod420m.Sveukupnanatkrivenaodnosnozatvorenapovrinaispod konstrukcije od celika i stakla iznosila je 48.727m2 sto nije nikada kasnije dosegnuto. Zapravo,Galerijastrojevabilajetolikovelikadajojnijemoglabitipronadenaniti jednaredovnanamjenanakonstojeizlozbazatvorena,takodajeovaIantasticna gradevina 1910.-e godine morala biti sruena.7.2.Rane visoke zgrade celicnog skeletaDoksuovecudesnestrukturebileucentrupaznje,razvijalasenova,jos znacajnijatehnologija:visokezgradecelicnogskeleta.ZapocelajeuChicagu,gradu cijijecentralniposlovniprediorapidnorastao.Pritisakvrijednostizemljistauranim 1880.-imgodinamavodiojevlasnikedazahtijevajuviezgrade.Arhitektinenjer WilliamLeBaronJenneyodgovoriojenaovajizazovs10-katnomzgradom Domacegosiguravajucegzavoda(HomeInsuranceCompanyBuilding),sagradenom 1885.,kojajeimalagotovopotpunometalnustrukturu.Skeletjebiosastavljenod lijevanoeljeznih stupova koji su nosili grede od kovanog eljeza, zajedno s dva kata valjanihcelicnihnosacakojisubiliumetnutitijekomgradnjeiovojebilaprva upotrebacelikaugradnjivecihrazmjera.Metalniokvirjebiopotpunozatvoren oblogomodopekei/iliglinenihplocazbogzastiteodpozara,buducizeljezoicelik pocinjugubitisvojucvrstocuakosezagrijuiznad400C.Jenneyevazgrada Manhattan(MantattanBuilding)iz1891.g.imalajeprvivertikalnireetkasti podupirac da se odupre snagama vjetra, a cvrsti okvir (portalni vjetrovni vez) prvi put je koriten u susjednoj Staroj kolonijalnoj zgradi (Old Colony Building) iz 1893.g. od arhitekataWilliamaHolabirdaiMartinaRochea.Potpunicelicniokvirkonacnose pojaviouJennyjevojzgradiLudington(LudingtonBuilding)iz1891.g.tekod Sajamskog magazina (Fair Store) 1892.g.Temeljiovihvisokihzgradapredstavljalisuglavniproblemzbogmekog zemljanogterenasredinjegChicaga.Tradicionalnitemeljitrapeznogistepenastog presjeka,kojisudatiralijosodEgipcanapokazalisuseneprikladnimadaizdre postavljanjevelikogteretamnogihetaatesudrvenipiloti -zasiljenitrupci,inace stari Rimski izum, bili zabijeni u teren do cvrste podloge. Za 13-katnu zgradu Efektne burze(StockExchangeBuilding)iz1892.g.inenjerDankmarAdlerkoristioje kesonske (sanducne) temelje koristene dotad u konstruiranju mostova, stvarajuci cvrst betonski gat koji je primio tezak teret celicnih stupova. Sgodinom1895.razvijenajezrelatehnologijavisokihzgrada:okvirod valjanihcelicnihI-proIilasazakovanimilizacavlanimspojevima,dijagonalnimili portalnimvjetrovnimsponama(zategama),oblogomodglineprotivpoarai kesonskimtemeljima.Elektricnodizaloosiguravalojevertikalniprijevoz,alidruge tehnologijezatiteodvanjskihutjecajasubileidaljevrlojednostavne.Unutarnje osvjetljenjeovisilojeidaljenajvieodnevnomsvjetlu,premdajezamijenjeno elektricnimsvjetlom.Postojalojeparnogrijanje,alineihladenje,aventilacijaje ovisilaootvaranjuprozora.Takosuovezgradetrebaleuskevisokekatneprozore kako bi dale adekvatan pristup svjetlu i zraku. Odvelikevaznostizavisokekonstrukcijebilojeuvodenjemotoras unutarnjim sagorijevanjem (izumljenog od Nikolausa Otta 1876.g.) na gradilitu, kojijezamijeniokonjaisnaguljudskihmisicazanajvecezahtjevepodizanja.Tijekom sljedecih 35 g. gradene su sve vise gradevine celicnog skeleta. U Chicagu je izgraden Masonski hram (Masonic Temple) Daniela Burnhama i Johna Roota koji je dosegnuo 22kata(91m),alitadajevodstvopreseljenouNewYorks26-katnomzgradom ManhattanLifeBuilding(1894.).ZgradaSinger(1907.)odarhitektaErnestaFlagga doseglaje47katova(184m),CassGilbertovazgradaWoolworth(1913.)doseglaje 55 katova (238m),arekord Eifellovog tornja konacno je 1930. oborila Van Alenova zgrada Chrysler sa 77 katova (320m). Vec iduce godine, 1931. izgradena je 102-katna zgradaEmpireStateBuildingkojajeimalavisinuodcak381m,stocedugoostati svjetski rekord. Trka za sve viim zgradama doivjela je nagao prekid uslijed Velike depresijei2.Svj.rataagradnjaovevrstekonstukcijaponovnojenastavljenatek krajem 1940-ih godina 20-og stoljeca.7.3.Celicne konstrukcije velikog rasponaCelicne konstrukcije velikog raspona razvijale su se sporije od visokih zgrada urazdobljuizmedu1895.i1945.g.initijednanijedoseglarasponMasinskehale. Dvozglobni(napravljeniodsamojednogelementaoslonjenognasvakomkraju)i trozglobni(oddvaelementaoslonjenanakrajevimainatockispojanavrhu)lucni resetkastinosacibilisunasirokokoristenianajveciprimjeribilisudvavelika avionskahangarazaMornaricuSAD-auNewJerseyuprvisagraden1922.s rasponomod79midrugiiz1942.srasponomod100m.Ravnareetkajetakoder koristena,dosezucimaksimalnirasponod91muzgradizrakoplovnogudruzenja Glenn L. Martin Co. u Baltimoreu (1937.)Elektricno zavarivanje, druga vazna tehnologija celika, bila je primijenjena na gradevnekonstrukcijetogvremena,premdajeprincipotkrivenjo1880-ihgodina. Prveviekatnezgradesvarenimspojevimabilesuserijatvornicakompanije Westinghouse, koja je zapocela 1920.g. Zavareni cvrsti okvir postao je novi strukturni tipzasrednjeraspone,dosezucirasponod23mnaCincinnatiUnionTerminalu (1932.), ali iroka upotreba zavarenih konstrukcija nije nastupila sve do iza 1945.g.7.4. Razvoj gradevnih servisa i pomocnih disciplina7.4.1. Vertikalni transportElishaGravesOtisrazviojeprvosigurnodizalonaparnipogonsuetima, nazupcenim vodilicama i kukama u kasnim 1850.-im godinama. Hidraulicko dizalo na parnipogonkojejebiloogranicenozazgradeodoko15katova,izumljenoje1867. odIrancuskoginzenjeraLeonaEdouya.RazvojelektricnogmotoraodGeorgea Westinghousea g. 1887. ucinio je mogucim izum brzog kabelskog dizala na elekricni pogon(zvanog'munjevitodizalozarazlikuodsporijihhidraulickih)1889.g.i elektricnih pokretnih stepenica (eskalatora) u 1890-im godinama.7.4.2. OsvjetljenjeUdrugomindustrijskomdobutehnologijekontroleokoliarazvijalesuse ubrzano. Vecina tih tehnologija uvela je koristenje elektricne energije, koja je tijekom vremenapostajalasvejeItinija.BritanskiIizicarMichaelFaradayizumiojeprvi elektricnigeneratorpokretanparnimstrojemzapogonvelikelucnesvjetiljkes ugljenom niti za svjetionik Foreland 1858.g. ali ugljena lucna svjetiljka bila je toliko bljetava i trebala je toliko mnogo snage da nije nikada iroko primjenjivana i bila je ubrzo zamijenjena simultanim izumom Thomasa Edisona i Josepha Swana iz 1879.g. - aruljomsugljenomniti.Ovaaruljabilajekrajnjenedjelotvorna,alijeotklonila caduiopasnostodpozarasvjetiljkinaplinodkamenogugljenatejeuskorobila navelikoprihvacena.NaslijedilajujeznatnoefikasnijaaruljasvolframovomnitiizumljenaodGeorgeaCoolidgeaizkompanijeGeneralElectric,g.1908.Nits dvostrukim navojem koja se koristi danas uvedena je oko 1930.g.Edisonjeeksperimentiraoslaganimcijevimaispranjenimodplina jo1896.g.aGeorgesClaudeuFrancuskojteMooreuEngleskojproizvelisuprve prakticneispraznjelecijevikoristeciplemeniteplinovekaostosuneoniargon.Ove cijeviprviputsukoristenenaproceljukinaWestEnduLondonu1913.ivrlobrzo pocelesuseeksploatiratizaznakoveiostaledekorativnenamjene.Godine1938. GeneralElectriciWestinghouseproizvelisuprvukomercijalnufluorescentnu ispraznjelusvjetiljkukoristecizivinepareicijevioblozeneIosIoromdapovecaju isijavanjevidljivogsvjetla.FluorescentnecijevigotovosuudvostrucileeIikasnost volframovihlampiivrlobrzosuseadaptiralezakomercijalnuiuredskuupotrebu. Intenzitetsvjetlapovecavaoseusvimzgradamakakojecijenaelektricneenergije padala,dosezucivrhunacoko1970.g.Lampeispranjeneodplinakojesukoristile ivineinatrijeveparepodvisokimpritiskomizumljenesu1960-ihalisunalevrlo ogranicenu primjenu u zgradarstvu buduci su davale preintenzivno svjetlo i obiljezenu bojutesukoriteneuglavnomuprostorimavisokihstropovailizavanjsko osvjetljenje.8. Drugo industrijsko doba: armirani beton8.1. Ponovno uvodenje betona8.2. Pronalazak armiranog betona8.3. Pomocne gradevne disipline8.4. Rijeka u drugo industrijsko doba (armirani beton)8. DRUGO INDUSTRIJSKO DOBA: ARMIRANI BETON8.1.Ponovno uvodenje betonaDrugo industrijsko doba takoder je vezano uz ponovnu pojavu betona u novoj veziscelikom,stojestvorilotehnologijukojaceubrzopreuzetiglavnuuloguu gradevnimkonstrukcijama.Prvikorakuovomprocesubilojestvaranjecvrscih umjetnihcemenata(veziva).Vapnenabuka,napravljenaodvapna,pijeskaivode, bilajepoznatajoodpradavnihvremena.Poboljanajekrajem18.st.odbritanskog inenjeraJohnaSmeatona,kojijemjeavinidodaoopekuuprahuinapravioprvi moderni beton dodajuci jos i sljunak kao krupni agregat. Joseph Aspdin patentirao je prvipraviumjetnicement,kojije1824.g.nazvaoPortlandCement.Imemuje sugeriralodajebioodistevisokekvalitetekaoPortlandskikamen.Dabinapravio Portlandcement,Aspdinjezapalio(gorio)vapnenaciglinuzajednoupeci.Glinaje osiguralasilikonskedijelove,kojisuondakombiniranisvodomformiralisnanije vezeodkalcijevihdijelovavapnenca.CharlesJohnson,drugibritanskiproizvodac cementa,1830-ihjeuvidiovanostvisokihtemperaturaprigorenjuglineivapnenca do bijelog usijanja, pri kojem se oni pocinju spajati. U ovom razdoblju, obican beton koristiosezazidoveiponekadjezamjenjivaoopekeustropnimlukovimakojisu premoscivalirasponeizmedukovanozeljeznihnosacautvornicamaodzeljeznih okvira(skeleta).Sistemje1844.patentiraoWilliamFairbairniprviputprimijenio 1845.najednojosmokatnojrafinerijiuManchesteru.Prethodnoodljevenibetonski blokovisutakoderproizvadani,premdanisustvarnokonkuriraliopekisvedo20-og stoljeca.8.2.Pronalazak armiranog betonaPrvaupotrebabetonaojacanogzeljezombilajeodfrancuskoggraditelja FranoiseaCoignetauParizu1850.g.NjegovavlastitakucaodbetonauParizu, izgradena1862.,ukojojsustropoviikrovoviojacanimalimkovanozeljeznimI-nosacima,josuvijekpostoji.Alipravirazvojarmiranogbetonazapocinjes francuskimvrtlaromJosephomMonierom injegovimpatentomiz1867.zavelike cvijetneposudeizbetonaojacanimkavezomodzeljeznihzica.Francuskigraditelj FranoisHennebiqueprimijeniojeMonieroveidejenastropove,koristecizeljezne sipkedaojacabetonskenosace(grede)iploce.Hennebiquejeprviprimijenioda ipkemorajubitipodignutedabipreuzelenegativnemomenteporedoslonaca. Godine1892.zatvoriojegradevinskopoduzetnistvoipostaokonzultantskiinzenjer (savjetnik),gradecimnogestrukturesarmiranobetonskimskeletomsastavljenimod stupova,gredaiploca.USAD-ujeErnestRansomeradioparalelnoHennebiqueu, konstruirajuci tvornice u betonu. Visoke zgrade iz betona slijedile su primjer onih od celika. Primjeriukljucuju 16-katnu zgradu Ingalls (1903.) iz Cincinnatija, koja je bila 54m visoka, te 11-katnu Kraljevsku stambenu zgradu (Royal Liver Building) iz 1909. izgradenuuLiverpooluodHennebiquevogEngleskogpredstavnika,Louisa Mouchela.Ovadrugastrukturabilajeprvieuropskineboder,cijijesatnitoranj dosegao visinu od 95m. Dostignuca visine u betonskih zgrada napredovala su sporije s obzirom na znatno nizu cvrstocu i krutost betona u usporedbi sa celikom.Izmedu1900.i1910.Teorijaelasticnostistruktura(konstrukcija)napokonje primijenjenanaarmiranibetonnaznanstveninacin.EmilMorsch,vodeciinzenjer njemacketvrtke,WayssundFreitag',postavioje(Iormulirao)teoriju,kojaje provjerenadetaljnimeksperimentalnimispitivanjimanaTehnickomsveucilistuu Stuttgartu.Ovitestoviutvrdilisupotrebuzaiskrivljenimipkamazadobro povezivanje s betonom i pokazali da kolicina celika u bilo kojem elementu treba biti ogranicenanaoko8presjeka.Ovojeosiguravalouslucajuiznenadnog preopterecenjasporoelasticnopopustanje(lom)celika,usuprotnostisnaglim lomljivimpopustanjembetona.Godine1930.americkiinzenjerHardyCrossuveoje opustajucu(relaksirajucu)metoduzaaproksimativnuanalizucvrstihokvira,stoje znacajno pojednostavilo projektiranje betonskih struktura. U zgradi Johnson-Bovey u Minneapolisu,sagradenoj1905.,americkiinzenjerC.A.P.Turneruveojebetonske stropneplocebezgreda(nazvaneravneploceiliravninosaci)kojesukoristile dijagonalnu i ortogonalnu mreu armaturnih ipki. Sistem koji se koristi danas, a koji odvaja dijelove izmedu stupova u stupovne pojaseve i srednje pojaseve i koristi samo ortogonalanpostavipkipostavljenje1912.odvicarskoginenjeraRoberta Maillarta. 8.3.Armiranobetonske kupoleBeton je takoder primijenjen na zgrade velikog raspona, a rani primjer je Hala stoljecauBreslavi(nekadNjemacka,sadaWroclawuPoljskoj),autoraarhitekta MaxaBergaiinenjeraDyckerhoffa&Widmanna.Njenarebrastakupolanadsvodivala je 65 metara, premasujuci raspon Pantheona. Jos spektakularniji su bili velikiavionskihangarinaaerodromuOrlykodParizakojeje1916.konstruirao francuskiinenjerEugneFreyssinet.Bilisunapravljeniod9cmtankihnaboranih parabolicnihsvodovanadsvodujuci80m,abilisuperforiraniprozorima.1920-ih godinaFreyssinetjenapravioglavnidoprinostehnologijibetonauvodenjem prednaprezanja.Uovomprocesu,armaturnesipkesunapete(razvucene)ipotom zalivene betonom. Kada beton ocvrsne sipke se pustaju, tako da element dosize jedan prethodan otklon i u potpunosti je pod tlakom. Kada se doda dodatni teret, element se spustiuravanpolozajostajuciupotpunostipodtlakominedozivljavavlacne pukotineilomovekojiuobicajenopratearmiranibeton.Sirokaupotreba prednaprezanja nije medutim napravljena sve do iza 1945. godine.Ljuskastekonstrukcijeubetonutakoderzapocinju1920-ihaprviprimjerje vrlotanka(6cm)polukupolnaljuskazaPlanetarijumuJeniuNjemackoj.(1924.),s rasponom od 25m. Godine 1927. oktogonalna rebrasta ljuskasta kupola s rasponom od 66m izgradena je nad trznicom u Leipzigu. Mnoge varijante tankih ljuski su izumljene zakoritenjekodindustrijskihzgradaaljuskajepostalaglavnioblikzabetonske strukture velikog raspona nakon 2. Svjetskograta.8.4.Razvoj gradevnih servisa i pomocnih disciplina8.4.1. Grijanje i hladenjeSistemigrijanjanaparuitopluvodukasnog19-ogst.osiguralisurazumne potrebezazimskogrijanje,alinisupostojalenikakveprakticnemetodezaumjetno hladenje,ventiliranjeikontroluvlaznosti.Usistemugrijanjapomocupotisnutog zraka(forced-airsystem),zrakjezamijenioparuilivodukaomedijzaprijenos topline, ali je to bilo ovisno o izumu pogonskih fenova koji su pokretali zrak. Premda suseveliki,grubifenovizaindustrijskuprimjenuuventilacijibrodovairudnika pojavili1860-ih,abolnicaJohnHopkinsuBaltimoreuimalajeuspjeansistem grijanjapomocuzrakapokretanparnimstrojeminstaliranvec1873.g.,siroka primjena ovog sistema za zgrade slijedila je razvoj elektricnih Ienova 1890-ih.Uslijedilajeznacajnainovacijautehnologijihladenja.Izumhladnjakaza pohranu hrane odigrao je vaznu ulogu, ali kljucni element bio je patent Willis Carrieraiz 1906. koji je rijeio problem uklanjanja vlage koja nastaje kondenziranjem vodene pare u kapljicama hladne vode rasprsenim u zracnoj struji. Pocevsi od kontrole vlage utvornicamaduhanaitekstila,Carrierjepolakorazviosvojsistemvremena stvorenogodcovjeka,konacnogapovezujuciiprimjenjujucizajednosgrijanjem, hladenjemikontrolnimspravamaukompletansistemuKazalistuGraumann`s Metropolitan uLos Angelesu, 1922.g. Prva uredska zgrada klimatizirana od Carriera bilaje21-katnazgradaMilamuSanAntoniju,uTexasu,1928.g.Imalajecentralnu rashladnu stanicu u podrumu koja je opskrbljivala hladnom vodom male jedinice koje suserucnoreguliralenasvakomkatuaoviuredajisusistemomcijeviustropu opskrbljivalisvakiuredklimatiziranimzrakom.Ponestorazlicitsistemprimijenioje Carrierza32-katnuzgraduFiladelfijskogtednogfonda(PhiladelphiaSavingsFund SocietyBuilding),1932.g.Centralnezrakompokretanejedinicebilesusmjetenes rashladnomstanicomna20-omkatu,aklimatiziranizrakjedistribuirankroz vertikalnecijevidopojedinihkatovaihorizontalnodosvakesobetesevracaokroz hodnikedovertikalnihispusnihcijevikojesugapotomvracaleucentralnustanicu. Obasistemarukovanjazrakom,lokalniicentralni,jouvijeksekoristezavisoke zgrade.Velikadepresijai2.Svj.ratreduciralisupotraivanjazasisteme klimatizacije, sve do izgradnje zgrade Ujedinjenih Nacijau New Yorku 1949.g., kada je Carrier proizveo metodu klimatizacije koja je efikasno mogla rijeiti velike pritiske toplineuzrokovanevelikimstaklenimstijenama.Klimatiziranizraknijedopreman samokrozstropvectakoderikrozkonvektorskejediniceunutarstaklenogzida (jedinicezaprijenostoplinesaspiralnimcijevima).Ovejedinicesadravalesutoplu ilihladnuvodu(izcentralneopskrbe)kakobistvaralemjesavinupovecavanjemili smanjivanjemtoplinenaperimetru.Klimatiziranizrakivodaosiguravalisuseu centralnimstanicamaunutar4instalacijske(mehanicke)etazeinterpoliraneu39-katnu zgradu.Carrierovsistem-Stvaralacvremena(Weathermaster)troiojemnogo energije,tojebiloprikladnovremenusvejeftinijeenergije,tejebioprimjenjenna gotovosvimstaklenimneboderimakojisuizgradeniusljedecih25godina.1960-ih godinapojaviosetzv.sistemdvostrukihcijevikodkojegsuihladnaitoplavoda pripremane u centralnoj stanici i dovodene do svakog dijela zgrade te kombinirane u kutijama za mijesanje kako bi osigurale odgovarajucu atmosIeru. Ovaj sistem takoder je trosio puno energije te su, kada je cijena energije pocela rasti 1970-ih, oba sistema zamijenjenatrecimVAVsistemomkojiznacipromijenljivizracnivolumen (variable air volume), koji snabdijeva klimatiziranim zrakom odredene temperature, a volumenvariraovisnoogubitkuilipovecanjutoplineuprostoru.Ovajsistem zahtijeva znatno manje energije i ima iroku primjenu.Ranih1950-ihklimatizacijskisistemisureduciraninavrlomaleelektricne jedinice sposobne da hlade samo jednu sobu. Ove su obicno montirane na prozore da uzmusvjeizrakiispustetoplinuuatmosferu.Ovejedinicenailesunairoku primjenukodprilagodbepostojecihzgradaposebnokucaiapartmanatese primjenjuju i danas u novim stambenim zgradama.Relativno visoka cijenaenergije nakon 1970-ih takoder je skrenula paznju na razlicite oblike solarnog grijanja, za unutarnje prostore i za toplu vodu u kucama, ali osim za stambeno pasivno solarno grijanje, relativno smanjenje cijene energije 1980-ih ucinila je ove sisteme neatraktivnim.Proucavanjetermodinamikeukasnom19-omstoljecuukljucujesvojstva materijalazavodenjemtopline,stojedovelodokonceptatoplinskeizolacije tj.materijala koji imaju relativno nizak stupanj prijenosa topline. Kako su se atmosfere u zgradamapocelepazljivijekontroliratinakon1900.,visejepaznjeposveceno toplinskoj izolaciji vanjtine zgrada (vanjskih zidova). Jedan od najboljih izolatora je zrak,tematerijalikojihvatajuzrakumalimjedinicamaimajunizakstupanj provodljivostitoplinezastosuodlicniprimjerivunaipjena.Prvekomercijalne izolacije,1920-ihsubilemineralnevuneibiljnovlaknasteploceastaklenavunapojavila se 1938.g. Staklena pjena, prva cvrsta izolacijska pjena zabiljezena je 1930-ih,anakon1945.razvijenjeirokirasponplasticnihizolacijskihpjena.Od1970-ih vecinagradevnihpropisaimaminimalnezahtjevezaizolacijomvanjskihzidovau gradnji, to je dokazalo da su vrlo efektivni u utedi energije i novaca. 8.4.2. Staklo kao gradevni materijalStaklojedozivjeloznacajanrazvojuDrugoindustrijskodoba.Izrada prozirnog ravnog stakla usavrena je krajem 19. st. jednako kao i tehnike pjeskarenja i urezivanja.USAD-uje1905.g.staklarskatvrtkaLibbeyOwenspocelaizradivati ravnostakloprocesomvucenjaizrezervoaratopljenogstakla.Njegovapovrinabila jeponestoiskrivljena,alijebiloznatnojeItinijeodklasicnogravnogstakla. Dvostrukoglaziraniprefabriciranipanelidebljine2,5cmprviputsuproizvedeniu 1940-ima,premdajeizolacijskiprincipsazrakomulovljenimizmedudvijestaklene ploceprepoznatznatnoranije.Udubljenistakleniblokoviuvedenisuodstrane kompanijeCorning1935.g.a1952.bracaPilkingtonizEngleskerazvilisuplivajuci stakleniproces,ukojemkontinuirana3,4mirokavrpcastaklaplovinadotopljenim kositr