St. Petersburg, Russian Federation
Russian Federation
Purpose: To provide a comprehensive overview of the available tools for structural inspection of cantilever stone staircases. Materials and methods: Extensive archival research has been conducted. A thorough analysis and comparison of previously conducted scientific and practical research in this field has been carried out. Results: All the necessary information has been collected for the purpose of performing a structural analysis of existing structures. The recommendations have been given considering the experience in design, construction and maintenance of the objects of research. Further research aspects have been formulated. Practical significance: The research will provide civil engineers with a tool to facilitate the preservation of valuable historical structures. This is particularly relevant in cases where the restoration and maintenance of the original design is currently complicated.
Stone structures, cantilever staircases, hanging staircases, inspection, reconstruction, restoration
1. Pluzhnikov A. V. Terminy rossiyskogo arhitekturnogo naslediya / A. V. Pluzhnikov. — M.: Iskusstvo, 1995. — 160 s.
2. Price S. Stone cantilevered staircases / S. Price, H. Rogers // IStructE — The Structural Engineer. — January 2005. — Iss. 83(2). — Pp. 29–36.
3. Palladio A. Chetyre knigi ob arhitekture. V koih, posle kratkogo traktata o pyati orderah i nastavleniy naibolee neobhodimyh dlya stroitel'stva, traktuetsya o chastnyh domah, dorogah, mostah, ploschadyah, ksistah i hramah / A. Palladio; per. I. V. Zholtovskogo // Pervaya kniga ob arhitekture Andrea Palladio, 2-e stereotipnoe izd. — M.: Izd-vo Vsesoyuznoy akademii arhitektury, 1938. — S. 74.
4. Zalesskiy V. G. Arhitektura. Kratkiy kurs postroeniya chastey zdaniy, chitannyy v Imperatorskom moskovskom tehnicheskom uchilische ad'yunkt-professorom V. G. Zalesskim, s dopolneniem populyarnogo izlozheniya sposobov poverochnogo rascheta i opredeleniya razmerov konstrukciy / V. G. Zalesskiy. — M.: Tipo-litografiya T-va I. N. Kushnerev i Ko, 1904. — 582 s.
5. Stacenko V. P. Chasti zdaniy. (Grazhdanskaya arhitektura). — Izd. 4-e, ispr. i dop. — SPb.: Tipografiya Shtaba Otd. Korp. pogr. strazhi, 1912. — 516 s.
6. Stacenko V. P. Chasti zdaniy. Grazhdanskaya arhitektura. — Izd. 7-e (2-e posm.), dop. i ispr. / V. P. Stacenko. — M.-L.: Gosudarstvennoe izdatel'stvo, 1930. — 656 s.
7. Radivanovskiy V. I. Stroitel'nye materialy / V. I. Radivanovskiy. — Vyp. 1. Estestvennye kamni. — SPb.: Tipografiya A. S. Suvorina, 1890. — 64 s.
8. Lyamin N. N. Estestvennye kamennye stroitel'nye materialy / N. N. Lyamin. — Vyp. I. — SPb.: Tipografiya P. P. Soykina, 1911. — 74 s.
9. Har'yuzov L. S. Putilovskiy kamen' (plitchatyy izvestnyak) kak ob'ekt restavracii v pamyatnikah arhitektury: ucheb. posobie / L. S. Har'yuzov, A. G. Bulah, A. I. Savchenok; nauch. red. A. G. Bulah. — SPb.: Izd. S.-Peterb. un-ta, 2012. — 52 c.
10. Illyustrirovannoe Urochnoe polozhenie. Polnyy tekst po ispravlennomu ekzemplyaru s poyasnitel'nymi risunkami, spravochnymi svedeniyami, raschetami, prakticheskimi ukazaniyami i bankovskimi rascenkami na stroitel'nye raboty. Posobie pri sostavlenii smet, proektirovanii i ispolnenii rabot. Okolo 800 ris. v tekste / Cost. N. I. de-Roshefor. — Izd. 6-e, ispr. — Petrograd: Sklad izdaniya u K. L. Rikkera, 1916. — 694 c.
11. Fedorov P. A. Lestnicy kamennye, metallicheskie i derevyannye. Prakticheskoe rukovodstvo po postroyke razlichnyh lestnic dlya stroiteley, tehnikov, domovladel'cev, desyatnikov i t. p. S 49 ris. — Izd. 2-e, znachitel'no dop. — SPb.: Knigoizdatel'stvo A. F. Suhova, 1912. — 38 c.
12. Stroitel'naya industriya. Spravochnoe rukovodstvo po grazhdanskomu i promyshlennomu stroitel'stvu. V 16 tomah / God obsch. red.: V. I. Vel'man (gl. red.) [i dr.]. — T. VII. Chasti zdaniy. Ch. 2 / Pod red. inzh. N. S. Dyurnbaum, pri uchastii inzh. L. I. Onischika. — M.-L. : Gosstroyizdat, 1933. — 663 s.
13. Serk L. A. Kurs arhitektury. Grazhdanskie i promyshlennye zdaniya. T. 1. Konstruktivnye shemy i elementy grazhdanskogo stroitel'stva / L. A. Serk. — M.-L.: Gosstroyizdat, 1938. — 440 s.
14. Onischik L. I. Kamennye konstrukcii promyshlennyh i grazhdanskih zdaniy / L. I. Onischik. — M.-L.: Stroyizdat, 1939. — 308 c.
15. Rozenblyumas A. M. Kamennye konstrukcii / A. M. Rozenblyumas. — M.: Vysshaya shkola, 1964. — 302 c.
16. SP 15.13330.2020 «CNiP II-22-81* Kamennye i armokamennye konstrukcii». — M.: Minstroy Rossii, 2020.
17. Polyakov S. V. Kamennaya kladka iz pil'nyh izvestnyakov / S. V. Polyakov, Yu. V. Izmaylov, V. I. Konovodchenko, F. M. Orudzhev i dr. — Kishinev: Kartya Moldovenyaske, 1973. — 344 s.
18. GOST R 55567—2013. Poryadok organizacii i vedeniya inzhenerno-tehnicheskih issledovaniy na ob'ektah kul'turnogo naslediya. Pamyatniki istorii i kul'tury. Obschie trebovaniya. — M.: Standartinform, 2014.
19. Krasovskiy A. K. Grazhdanskaya arhitektura. Chasti zdaniy / A. K. Krasovskiy // Coch. Apollinariya Krasovskogo. — SPb.: Tipografiya Voenno-Uchebnyh Zavedeniy, 1851. — 597 s.
20. Krasovskiy A. K. Grazhdanskaya arhitektura. Chasti zdaniy / A. K. Krasovskiy // Coch. Apollinariya Krasovskogo. — Izd. 2-e. — M.: Tipografiya A. A. Levenson, 1886. — 443 s.
21. Romanovich M. E. Grazhdanskaya arhitektura. Chasti zdaniy. V 4 tomah. T. 2 / Cost. M. E. Romanovich. — Izd. 4-e. — SPb.: Tipografiya Evgeniya Tile, 1903. — 520 c.
22. Kartashov Yu. M. Prochnost' i deformiruemost' gornyh porod / Yu. M. Kartashov, B. V. Matveev, G. V. Miheev, A. B. Fadeev. — M.: Nedra, 1979. — 269 s.
23. Karkashadze G. G. Mehanicheskoe razrushenie gornyh porod.: ucheb. posobie dlya vuzov. — M.: Izd-vo MGGU, 2004. — 222 s.
24. Lahtin N. K. Raschet arok i svodov. Rukovodstvo k analiticheskomu i graficheskomu raschetu arochnyh i svodchatyh perekrytiy. S 290 chert. v tekste i 8 tablicami / N. K. Lahtin. — M.: Tipo-litografiya T-va I. N. Kushnerev i Ko, 1911. — 468 c.
25. Mushketov I. V. Kratkiy kurs petrografii dlya studentov Instituta inzhenerov putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I / I. V. Mushketov // Sbornik Instituta inzhenerov putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I. Vyp. XXX. Trudy prepodavateley i materialy dlya institutskih kursov. S 112-yu politipazhami v tekste. — SPb.: Tipografiya Yu. N. Erlih, 1895. — 202 s.
26. Subbotin M. P. Stroitel'noe kamnevedenie: (tehnologiya estestvennyh stroitel'nyh kamney): s prilozheniem Geologii stroitel'nogo kamnya geologa L. E. Nalivayko / M. P. Subbotin. — Har'kov; Kiev: Gosudarstvennoe nauchno-tehnicheskoe izdatel'stvo Ukrainy, 1935. — 272 s.
27. Little Ph. Stone cantilever stairs — inspection and analysis of cantilever stairs / Ph. Little, M. Hough, E. Mullarkey // IStructE — The Structural Engineer. — April 2009. — Iss. 87(8). — Pp. 26–33.
28. GOST 21153.8—88. Porody gornye. Metod opredeleniya predela prochnosti pri ob'emnom szhatii. — M.: Izdatel'stvo standartov, 1986.
29. Hume I. Cantilever or hanging stone stairs / I. Hume // IHBC. — Context. — September 1997. — Iss. 55. — Pp. 24–26.
30. Maunder E. A. W. Staircases as cantilevers or arches? — a question for limit analysis / E. A. W. Maunder // SAHC — London: Taylor & Francis Group, 2015. — Pp. 569–575.
31. Heyman J. The mechanics of masonry stairs / J. Heyman // Structural studies of historical buildings. Vol. 2. Dynamics, Repairs and Restoration. — Southampton: Computational Mechanics Publ., 1995. — Pp. 259–265.
32. O’Dwyer D. Assessing the probability of material failure in cantilevered stone stairs / D. O’Dwyer, A. O’Connor, O. Bashorun // Proceedings of the 7th International Probabilistic Workshop. — Delft, 2009. — Pp. 239–249.
33. Sajtos I. Cantilevered staircase: Influence of building technology on the behavior / I. Sajtos // SAHC — Anamnesis, diagnosis, therapy, controls — London: Taylor & Francis Group, 2016. — Pp. 1254–1261.
34. Angelillo M. The Equilibrium of Helical Stairs Made of Monolithic Steps / M. Angelillo // International Journal of Architectural Heritage. November 2015. — Iss. 10(6). — Pp. 675–687. — DOI:https://doi.org/10.1080/15583058.2014.988773.
35. Rigo B. Discrete element analysis of stone cantilever stairs / B. Rigo, K. Bagi // Meccanica. — May 2018. — Iss. 53. — Pp. 1571–1589. — DOI:https://doi.org/10.1007/s11012-017-0739-5.
36. D’Altri M. Structural behavior of stone cantilever stairs: Strain monitoring under controlled loading and numerical modeling / M. D’Altri, Y. Jin, J. Chen, T. Agyarko et al. // Journal of Building Engineering. — 2024. — Iss. 95. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.110238.
37. Kabancev O. V. Diskretnaya model' kamennoy kladki v usloviyah dvuhosnogo napryazhennogo sostoyaniya / O. V. Kabancev // Vestnik TGASU. — 2015. — № 4. — C. 113–134.
38. Dreyer A. I. Razrushenie kamennyh stroitel'nyh materialov v gorodskih postroykah v g. Petrograde / A. I. Dreyer // Materialy dlya izucheniya estestvennyh proizvoditel'nyh sil Rossii, izdavaemye Komissiey pri Rossiyskoy akademii nauk. Kamennye stroitel'nye materialy. Sbornik 1-y. — Petrograd: Gos. uchebnoprakt. shkola-tip. im. tov. Alekseeva, 1923. — C. 91–105.
39. Belyankin D. S. Materialy po mikroskopicheskomu issledovaniyu granitov i dr. izverzhennyh porod, ispytannyh v Mehanicheskoy laboratorii Inst. inzh. put. soobsch. v period vremeni s 1896 po 1912 g. / D. S. Belyankin // Materialy dlya izucheniya estestvennyh proizvoditel'nyh sil Rossii, izdavaemye Komissiey pri Rossiyskoy akademii nauk. Kamennye stroitel'nye materialy. Sbornik 1-y. — Petrograd: Gos. uchebnoprakt. shkola-tip. im. tov. Alekseeva, 1923. — S. 106–145.
40. Belikov B. P. Prirodnye kamennye oblicovochnye materialy (metody ih ocenki, izucheniya i resursy) / B. P. Belikov, M. B. Grigorovich, V. P. Petrov, S. P. Shoblov // Seriya «Nemetallicheskie poleznye iskopaemye». T. 4. — M.: VINITI, 1975. — 123 s.
41. GOST 9479—2011. Bloki iz gornyh porod dlya proizvodstva oblicovochnyh, arhitekturno-stroitel'nyh, memorial'nyh i drugih izdeliy. Tehnicheskie usloviya (EN 1467:2003, NEQ). — M.: Standartinform, 2012.
42. GOST 23342—2012. Izdeliya arhitekturno-stroitel'nye iz prirodnogo kamnya. Tehnicheskie usloviya. — M.: Standartinform, 2014.
43. GOST R 59437—2021. Sohranenie pamyatnikov kamennogo zodchestva. Obschie trebovaniya. — M.: Standartinform, 2021.
44. GOST 21153.2—84. Porody gornye. Metody opredeleniya predela prochnosti pri odnoosnom szhatii. — M.: Izdatel'stvo standartov, 1984.
45. GOST 30629—2011. Materialy i izdeliya oblicovochnye iz gornyh porod. Metody ispytaniy. — M.: Standartinform, 2012.
46. GOST 21153.3—85. Porody gornye. Metody opredeleniya predela prochnosti pri odnoosnom rastyazhenii. — M.: Izdatel'stvo standartov, 1986.
47. GOST 21153.6—75. Porody gornye. Metod opredeleniya predela prochnosti pri izgibe. — M., 1981.
48. Gryaznov T. A. Ocenka pokazateley svoystv porod polevymi metodami / T. A. Gryaznov. — M.: Nedra, 1984. — 197 s.
49. Shibaev I. A. Opredelenie uprugih svoystv osadochnyh gornyh porod na primere obrazcov izvestnyaka s pomosch'yu lazernoy ul'trazvukovoy diagnostiki / I. A. Shibaev, V. A. Vinnikov, G. D. Stepanov // Gornyy informacionno-analiticheskiy byulleten'. — 2017. — № 11. — S. 68–75. — DOI:https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-7-0-125-134.
50. Galunin A. A. Ocenka zavisimosti dinamicheskih moduley uprugosti ot poristosti obrazcov izvestnyaka metodom impul'snoy diagnostiki / A. A. Galunin, A. A. Gapeev, V. Pospichal // Gornyy informacionno-analiticheskiy byulleten'. — 2017. — № 4-1. — S. 98–107. — DOI:https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_41_0_98.
51. Osipov Yu. V. Sovremennye sposoby opredeleniya deformacionnyh svoystv gornyh porod / Yu. V. Osipov, A. E. Koshelev // Gornyy informacionno-analiticheskiy byulleten'. — 2020. — № 7. — S. 125–134. — DOI:https://doi.org/10.25018/0236-1493-2017-11-0-68-75.
52. Prilozhenie k prikazu Minstroya RF №1056/pr ot 31.07.2017. Sbornik № 4. Restavraciya i vossozdanie konstrukciy i dekora iz estestvennogo kamnya. Prilozhenie 3.
