Ingineria cladirilor. Evolutia constructiilor (I)

Furati de numeroasele probleme cu care sectorul constructiilor se confrunta de ani de zile, specialistii sunt tentati sa devina robii treburilor zilnice, in detrimentul continuarii imbunatatirii culturii lor profesionale generale sau de specialitate. Lucru deloc de laudat. Este si motivul pentru care, timid dar sistematic, Revista Constructiilor incearca sa strapunga acest zid, prin publicarea unor articole care sa impulsioneze dorinta de a cunoaste unele lucruri despre trecut, prezent si viitor in domeniul constructiilor.

Sugestia ne-a venit ca urmare a prezentei in literatura de specialitate a lucrarii „Ingineria cladirilor“ semnata de prof. univ. dr. ing. Alexandru Ciornei.

Piramida egipteana

Acum 4.500 de ani, in Egiptul Antic incepe o perioada de glorie a istoriei constructiilor. Tehnica constructiilor in piatra atin­ge un inalt nivel de perfectiune. Prelucrarea pietrei in Egiptul Antic poate fi considerata o arta cu adevarat savan­ta, comparativ cu stadiul preistoric al altor culturi.

Piramida, cavou al regelui-faraon, supranumit „fiul soarelui“ – Ra, este, deci, un monument in cinstea unui astru (adorat de elita egipteana).

Regele-faraon, conducatorul sta­tului, este considerat loctiitorul demiurgului pe Pamant.

Piramida este constructia funerara ce exprima adoratia si grija sacra mani­festata fata de zei si morti. Conceptia religioasa, in Egiptul Antic, era credinta in viata eterna, cea terestra fiind considerata prima etapa. Asa se explica preocuparea permanenta pentru crearea conditiilor de conservare a celuilalt „Eu“.

Tru­pul neinsufletit al faraonului, considerat sacru, a fost imbalsamat pentru a fi aparat de actiunea distru­gatoare a timpului sau a profanatorilor, prin construirea unui monument funerar inaccesibil.

Maretia piramidei urmarea sa-i cople­seasca pe supusi, uimind prin volum, inaltime, durabilitate si perfectiunea executiei.

Piramida poate simboliza: nasterea pamantului din apa, razele soarelui trimise spre pamant, rampa de acces in vederea imbarcarii dupa moarte in barca zeului soare – Ra.

Marea Piramida (piramida lui Keops) face parte din ansamblul de la Ghiseh, cel mai mare grup de monumente construit de om (fig. 1). Piramida si monumentele din jur au fost concepute si realizate printr-o anume distributie geometrica.

Piramida geometrica, ce apare dupa disparitia piramidei in trepte, are baza patrata si fetele triunghiulare. Privita de la distanta, piramida are aspectul unui corp geometric perfect si compact. De aproape, ea apare ca avand fetele formate din trepte foarte mari.

Dimensiunile Marii Piramide sunt im­presionante: inaltimea de 148 m echi­valeaza cu o cladire cu 50 de etaje, iar baza are 2,66 ha (230 m x 230 m).

Blocurile de piatra care alcatuiesc Marea piramida sunt din calcar de culoare galbuie – culoarea desertului. Aceste blocuri au o greutate medie de 2.500 kg si o inaltime de 70 cm.

Taierea pietrelor, in cariera, se rea­liza cu unelte din arama durificata sau prin craparea rocii de calcar cu piese din diolit (roca vulcanica dura), marirea acestor crapaturi si ruperea blocului de piatra dupa suprafete orizontale sau verticale prin introducerea fortata a unor pane din lemn umed.

Piramida a fost placata cu blocuri din calcar alb, cu planeitate perfecta ceea ce a condus la realizarea unor rosturi cu grosime redusa. In interior piramida se compune din incaperi de dimensiuni mici raportate la cele ale intregului monument: camera regelui-faraon, camera reginei si coridoare, galerii de acces.

Protectia camerei regelui-faraon unde era depus sarcofagul, contra presiunii mari din greutatea pietrei de deasupra, a fost realizata prin 5 came­re de descarcare amplasate deasupra tavanului orizontal. Ultima camera a fost alcatuita cu dale asezate oblic. Scurgerea presiunii provenita din gre­utatea piramidei de deasupra camerei regelui nu se realizeaza vertical spre baza, ci este deviata de lespezile inclinate, producand un efect de bolta. Acesta reduce incarcarea ce trebuia suportata de tavanul camerei.

Pentru preintampinarea distrugerii prin tasare, peretii ultimelor doua camere de des­carcare (care ar fi putut ceda la presiunea greutatii pietrei) au fost executati din calcar, iar ceilalti din granit. Prin aceasta conceptie se urmarea ca pietrele sa se sprijine una pe cealalta, prin impingeri laterale, protejand astfel incaperea centrala a piramidei.

Coridorul (galeria cea mare) a fost acoperit cu bolti cu console, sub forma unei scari rasturnate, repartizand judicios presiunea datorita greutatii mari de deasupra si avand in acelasi timp un deosebit efect artistic.

Incaperile din interiorul piramidei erau ventilate prin canale care traversau piramida, intre anumite ore ale zilei, datorita diferentelor de tempera­tura intre exterior si interior. Constructorii Egiptului Antic au conceput rezemarea pira­midei pe o suprafata convexa, care lucreaza sub forma de bolta, reducand substantial presiunea pe suprafata de rezemare.

Ipoteze de constructie

Marea Piramida a fost ridicata de constructori avand un riguros spirit matematic si un remarcabil simt artistic. Piramida lui Keops pare a tasni din pamant, avand, totusi, uriasele proportii armonizate. Aspectul greoi este evitat prin folosirea unui anumit raport intre baza si varf, asigurand masei pira­mi­dei o infatisare ce degaja forta.

Transportul blocurilor din piatra. Carierele de piatra exploatate pentru constructia piramidelor se afla la o distanta apreciabila fata de constructiile insesi, fapt care a permis emiterea unor ipoteze privind transportul blocurilor de piatra (fig. 2):

ls-a presupus ca acest transport s-ar fi realizat prin folosirea a mii de oameni la tragerea pe nisip a unor sanii din lemn pe care erau asezate imensele blocuri;

ls-a emis, de asemenea, parerea ca blocurile ar fi fost deplasate pe apa, prinse intre doua barci, avandu-se in vedere faptul ca greutatea blocurilor se micsora in apa (apa ce lega cariera de locul executiei aparea datorita inundatiilor Nilului).

Ridicarea blocurilor din piatra. Tinandu-se seama de faptul ca in Egiptul Antic nu era cunoscut scri­petele, apare uimitor sistemul de ridicare a blocurilor din piatra in greutate de aproximativ 2 tone, la o inaltime de 150 m. S-a emis ipoteza ca ridicarea blo­curilor se facea cu ajutorul unor pu­ternice balansoare, formate din doua lemne decupate dupa un segment de cerc si reunite atat prin traverse, situate in terase succesive, cat si cu ajutorul parghiilor (fig. 2).

Pe masura ce constructia se inalta, in jurul partii executate se forma o rampa din nisip, terenul inaltandu-se astfel la nivelul santierului. Rampele se alungeau pe masura ce constructia se ridica.

Dupa alti cercetatori, in locul rampelor de nisip ar fi existat sare, care ar fi disparut odata cu inundatiile Nilului.

Blocurile exterioare din piatra erau pozate pe o suprafata orizontala, usor inclinata spre interior pentru a spori stabilitatea, reducand astfel posibilitatea alunecarii. Blocurile de fatada s-au montat de sus in jos in timp ce erau daramate rampele de acces din nisip.

Realizarea suprafetei de rezemare. Constructorii egipteni au reali­zat suprafata de rezemare a piramidei pe terenul de fundare, prin saparea in stanca a conturului constructiei (230 m x 230 m) si realizarea unei retele de canale la o cota mai redusa ca supra­fata de rezemare. S-a umplut intreaga suprafata de rezemare cu apa. S-a masurat incepand de la nivelul apei in jos, in diverse puncte, permitandu-se astfel stabilirea formei optime urmarite a suprafetei de rezemare a piramidei.

(Va urma)

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 82 – iunie 2012, pag. 44

Autor:
prof. univ. dr. ing. Alexandru Ciornei