Что заставляло строителей придавать стенам такую толщину?
Конечно, в первую очередь - необходимость воспринимать вес всех конструкций и эксплуатационных нагрузок: на каждый участок стены давит вес вышележащих участков стен, а также вес балок, передающих тяжесть всего, что находится внутри здания - перегородок, мебели, людей и т. д. Опасаясь, что эти нагрузки не всегда могут быть точно заранее предусмотрены, в старину строитель для перестраховки назначал толщину стен заведомо преувеличенной, с запасом.
Дело, однако, не только в нагрузках. Чрезмерная толщина стен назначалась строителем также из соображений теплоограждения здания, причем очень часто он определял толщину стен, заботясь именно о том, чтобы они не пропускали в здание холода и удерживали тепло внутри помещений.
Даже в сравнительно недавнее время стены невысоких, двух-трехэтажных зданий обычно выкладывались толщиной в 2,5 - 3 кирпича. При такой толщине стены свободно могли бы вынести нагрузку значительно большего количества этажей, но чрезмерная толщина им придавалась исключительно из соображений тепло-ограждения. Объясняется это тем, что прочность кирпича достаточно велика, а его теплозащитные свойства не очень высоки. Поэтому-то в кирпичных зданиях несущая способность стен, т. е. их прочность, оставалась неиспользованной, а стало быть, и экономически неоправданной.
С развитием строительного искусства строители пришли к мысли о необходимости расчленить те несущие и теплозащитные функции, выполнение которых испокон веков возлагалось только на стены. Тогда-то и появился каркас, назначение которого было ограничено единственной задачей: он должен воспринимать на себя только нагрузки здания. Что же касается теплоограждения здания, то эти функции строитель переложил на стены, стремясь выкладывать их из материала менее прочного, но зато более «теплого» и более легкого, чем кирпич.
Каркас здания стали делать из металла или железобетона. Будучи значительно более прочными, чем кирпич, эти материалы позволили очень ощутительно уменьшить размеры несущих конструкций. Вместо толстых, громоздких сплошных несущих стен появилась легкая, ажурная, сетчатая конструкция, составленная из колонн, продольных прогонов и поперечных балок.
Однако с увеличением высоты зданий к каркасу стали предъявляться требования уже не только прочности, но и жесткости. Это - не одно и то же. Металл, например, является очень прочным материалом, но далеко не всякое изделие из металла жестко. Мы неоднократно видели, как, например, рельсы или длинные трубы при перевозках на автомашинах покачиваются не меньше, чем обычные доски.