Предисловие к русскому изданию
Предисловие
Жизнь и творчество. Р. Грефе, О. Перчи
Воспоминания о моем дедушке. Ф. В. Шухов
Деятельность В. Г. Шухова после Октябрьской революции. Ф. В. Шухов
Об истоках новаторства Шухова. Г. М. Щербо
Сетчатые покрытия. Р. Грефе
Арочные конструкции с системой гибких затяжек. М. М. Гаппоев
Плоские несущие системы инженера Шухова. Е. И. Беленя, В. А. Путято
Деревянные конструкции Шухова. М. М. Гаппоев
Ажурная башня Шухова и сетчатые сооружения гиперболоидного типа. И. А. Петропавловская
Башня радиостанции на Шаболовке. И.А.Петропавловская
Сетчатые мачты русских и американских линкоров. К. Бах
Введение новой формы конструкции Шуховым и Гауди. Й. Томлов
Вклад Шухова в развитие нефтяного дела. Н.Л.Чичерова
Строительство резервуаров. Э. Рамм
Нефтеналивные баржи конструкции Шухова. И. И. Черникова
Вклад Шухова в водоснабжение Москвы. Н. А. Смурова
Мостостроение. Р. Вагнер
Шухов — реставратор памятников архитектуры. Б. П. Гусев
О сохранении сооружений Шухова. И. А. Казусь
Шухов и архитектура Москвы. Н. А. Смурова
Сооружения Шухова в Москве. Э. Рихтер
Роль Шухова в формировании новой эстетики в архитектуре России конца XIX — начала XX вв. Н. А. Смурова
Шухов, конструктивисты и стилеобразующие процессы советского архитектурного авангарда. С. О. Хан-Магомедов
Описание сетчатых покрытий для зданий
Описание сетчатых сводообразных покрытий
Описание ажурной башни
Расчет зданий инженерного отдела Нижегородской выставки. В. Г. Шухов
Расчеты зданий заводского и ремесленного отделов. В. Г. Шухов
Материалы Шухова в советских архивах. Н. М. Царикова, В. А. Мемелова, О. Перчи
Список трудов В. Г. Шухова. О. Перчи
К созданию книги. Р. Грефе
Указатель
Оглавление
Обложка
Текст
                    Владимир Григорьевич Шухов Искусство
1853—1939 конструкции


VLADIMIR G. SUCHOV 1853—1939 DIE KUNST DER SPARSAMEN KONSTRUKTION bearbeitet von Rainer Graefe Murat Gappoev Ottmar Pertschi mit Beitragen von Klaus Bach Evgenij E. Belenja Nadeida M. Carykova Ivan I. Cernikov Selim O. Chah-Magomedov Natal'ja L Cioerova Murat Gappoev Rainer Graefe Boris Gusev Igor9 A. Kazus' Valentina A. Mamelova Ottmar Pertschi Irina A. Petropavlovskaja Vladimir A. Putjato Ekkehard Ramm Erika Richter Georgij M. Soerbo Nina A. Smurova Fedor V. Suchov Jos Tomlow Rosemarie Wagner Herausgeber in Zusammenarbeit mit Institut fur Auslandsbeziehungen, Stuttgart Akademie der Wissenschaften der UdSSR Sousev-Architekturmuseum, Moskau Universitatsbibliothek Stuttgart Institut fur leichte Flachentragwerke der Universitat Stuttgart Teilprojekt C3 "Geschichte des Konstruierens" des Sonderforschungsbereichs 230 Deutsche Verlags-Anstalt Stuttgart Kujbyoev-Hochschule fur Bauingenieure, Moskau
В.Г.ШУХОВ ИСКУССТВО 1853-1939 КОНСТРУКЦИИ Под редакцией Р. Грефе, М.М. Гаппоева, О. Перчи Перевод с немецкого Л.М. Глотова, М.М. Гаппоева Москва «Мир» 1994
ББК 38.4 — 38.5 Ш98 УДК 72 — 624!θ1/.04; 624.07 Авторы: Р. Грефе, О. Перчи, Ф. Шухов, Г. Щербо, М. Гаппоев, Е. Беленя, В. Путято, И. Петропавловская, К. Бах, Й. Томлов, Н. Чичерова, Э. Рамм, И. Черников, Н. Смурова, Р. Вагнер, Б. Гусев, И. Казусь, Э. Рихтер, С. Хан-Магомедов, Н. Царико- ва, В. Мемелова Переводчики: Л. М. Глотов, Μ. М. Гаппоев Шухов В. Г. (1853—1939). Искусство конструкции: Ш98 Пер. с нем./Под ред. Р. Грефе, М. Гаппоева, О. Перчи. — М.: Мир, 1995.—192 с, ил. ISBN 5-03-002917-6 Книга коллектива немецких и российских авторов посвящена жизни и творческой деятельности выдающегося русского инженера В. Г. Шухова (1853—1939). Освещены основные аспекты деятельности В. Г. Шухова по созданию инженерных сооружений в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, теплотехнике, судостроении и т. д., многие из которых явились образцом современных прогрессивных конструкций. Впечатляют многогранность и широта диапазона творчества этого талантливого инженера. Книга хорошо иллюстрирована архивными материалами и фотографиями существующих объектов. Для широкого круга научно-технических работников, инженеров-политехников, архитекторов и строителей, а также всех, кто интересуется историей науки и техники. Издательство «Мир» выражает свою Der Verlag dankt folgenden благодарность за финансовую поддержку Institutionen und Personen, издания настоящей книги die die Herausgabe dieses Buchs — издательству «Дойче finanziell unterstiitzt haben: Ферлагсанштальт» (Штутгарт); — Deutsche Verlagsanstalt (Stuttgart); — обществу по исследованию истории — Koldewey Gesellschaft Vereinigung fur строительной техники «Кольдевей baugeschichtliche Forschung e.V. Гезелыиафт» (ФРГ); (Deutschland); — фонду «Роберт Бош Штифтунг» — Pobert Bosch Stiftung (Deutschland); (Штутгарт); — Vereinigung der Forschungs- und — Союзу научных и инженерных Ingenieurgesellschaften (Moskau); объединений (Москва); und auch а также Murat Gappoev (Moskau); Мурату Гаппоеву (Москва); Rainer Graefe (Innsbruck); Райнеру Грефе (Инсбрук); ' Erika Richter (Stuttgart); Эрике Рихтер (Штутгарт); Jos Tomlow (Delt — Tubingen). Йосу Томлову (Дельт — Тюбинген). Редакция литературы по новой технике ISBN 5-03-002917-6 (русск.) © 199Q Deutsche Verlags-Anstalt GmbH, Stuttgart, ISBN 3-421-02984-9 (нем.) und Institut fur Auslandsbeziehungen, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten © перевод на русский язык, Глотов Л. Μ., Гаппоев Μ. М., 1995
Предисловие к русскому изданию Мы очень рады, что настоящая книга выйдет в свет и на русском языке. Немецкое издание этой книги и выставка, посвященная творчеству В. Г. Шухова в 1990 г., вызвали в ФРГ и Западной Европе резонанс, необычный для произведений, посвященных инженерному искусству. Необычными были и условия, в которых находилась группа русских и немецких специалистов, занятая подготовкой книги и выставки о творчестве В. Г. Шухова. С начала нашей работы над этим проектом в мире произошли большие изменения. Но не изменились наш интерес и энтузиазм к дальшейшей совместной научной работе по изучению и анализу богатого культурного наследия наших народов. Подтверждением тому являются разработанные нами совместные научные проекты по архитектуре и строительной технике. Дальнейшее изучение творчества В. Г. Шухова после выхода первого немецкого издания этой книги позволило получить некоторые новые данные. Одновременно возникли вопросы, полноценный ответ на которые возможен лишь после проведения новых глубоких исследований. Прежде всего должен быть уточнен и дополнен список сохранившихся сооружений В. Г. Шухова. Необходимо произвести обследование состояния этих сооружений и выработать предложения по их сохранению. До настоящего времени остается невыясненным вопрос о вкладе, который внес В. Г. Шухов в мостостроение. Более точная оценка этого направления деятельности В. Г. Шухова возможна лишь при получении новых материалов. Мы выражаем признательность всем, кто помог выпустить русское издание настоящей книги. Мы благодарны издательству «Дойчер ферлагс-анштальт» за бесплатную передачу прав на издание книги на русском языке, а также фонду Роберта Боша за любезное предоставление диапозитивной пленки иллюстративного материала. Мы признательны издательству «Мир» за активное участие по выпуску книги в свет. М. Гаппоев, Р. Грефе, О. Перчи От редакции Это — первая монография о великом русском инженере, достаточно полно отражающая его деятельность; инициатива ее создания принадлежит, к сожалению, не России, а Германии. Естественно, что книга такого рода не может быть свободна от некоторых неточностей. Мы будем считать свою задачу выполненной, если настоящее издание привлечет внимание широкого круга наших читателей к деятельности В.Г.Шухова и вызовет плодотворную дискуссию отечественных специалистов о его многогранном творчестве.
Настоящая книга посвящена творчеству выдающегося инженера Владимира Григорьевича Шухова. Она является результатом совместной работы советских и немецких специалистов и организаций. Столь тесное сотрудничество в области научного и культурного обмена не имеет аналогов. Поэтому данный труд носит в известной степени характер модели. С 1980 г. группа специалистов, преодолев множество трудностей, вступила на новый, нетрадиционный путь. Общая работа объединяет. Возможность познать себя, учиться друг у друга и вместе получать новые знания не должна оставаться единичным случаем. Сейчас в стадии подготовки находятся новые совместные проекты (издание книг, организация выставок и т. д.), темой которых является архитектура. Ю. Херинг Директор библиотеки Штутгартского университета Проф., д-р В. Я. Карелин Ректор Московского инженерно-строительного института им. В. В. Куйбышева Акад. В. П. Мишин Председатель Комиссии по увековечению памяти В. Г. Шухова Проф., д-р Ф. Отто Институт легких несущих конструкций Штутгартского университета Г. Поллиг Отдел культурного обмена Института международных отношений, г. Штутгарт А. М. Щусев Директор Музея архитектуры им. Щусева, Москва 6
Предисловие Владимир Григорьевич Шухов был одним из замечательных конструкторов конца XIX — начала XX столетий и входит в плеяду выдающихся инженеров России. Несмотря на то что Шухов наряду с Г. Эйфелем, Р. Мелартом или Э. Фрезине являлся основоположником современных строительных конструкций и стремился к синтезу инженерии и архитектуры, его замечательные творения остаются до настоящего времени практически неизвестными в Западной Европе. В. Г. Шухов был мастером, овладевшим искусством конструирования с минимальными затратами на материалы, изготовление и монтаж. Его висячие покрытия, арочные конструкции, сетчатые оболочки и башни в форме гиперболоида были решениями нового типа, которые благодаря своей непостижимой и сегодня легкости, удивительной простоте и элегантности конструкции, а также необычным и смелым формам произвели в то время сенсацию. Эти конструкции явились завершающей и высшей точкой развития металлических конструкций XIX в. и заложили основу для их дальнейшего развития. Многолетняя деятельность Шухова в дореволюционной России была продолжена в первые два десятилетия Советской власти и по-прежнему отличалась многогранностью и богатством замыслов. Удивительна широта его творческих интересов. Наряду с фундаментальными научными работами он делает множество открытий и изобретений в области техники. Не меньшую известность принесли В. Г. Шухову строительные конструкции. Его творческое наследие включает серию мостов железнодорожных магистралей, фабричные здания, вокзалы, выставочные павильоны, водонапорные башни, маяки, опоры линий электропередачи и радиомачты. Совместно с ведущими русскими архитекторами он участвовал в строительстве многих зданий в Москве. Настоящая книга содержит результаты исследований, проведенных группой советских и немецких специалистов в обстановке дружбы и тесного сотрудничества. Как возникла эта совместная работа, кто непосредственно в ней участвовал, какие организации и учреждения оказали помощь и поддержку в ее проведении, изложено в послесловии Р. Грефе. Немецкое издание книги впервые представило в достаточно полном объеме творчество В. Г. Шухова зарубежному читателю. Часть чертежей, исторических фотоснимков и документов была опубликована впервые. В центре внимания находятся строительные конструкции В. Г. Шухова. Но в книге нашли отражение его важные работы и в других отраслях техники, что помогает получить общее представление о необычайной многогранности его таланта и характерной особенности его творчества: приступая к работе, видеть и решать задачу во всей ее целостности. Мы надеемся, что издание этой книги будет способствовать дальнейшим исследованиям творческого наследия В. Г. Шухова, вызовет дискуссии о сохранении шуховских сооружений и позволит показать широкой общественности историческое значение творчества этого великого русского инженера. М. Гаппоев, Р. Грефе, О. Перчи 7
ь и творчество Р. Грефе, О. Перчи* * Р. Грефе, д-р философии, профессор, Институт легких несущих конструкций Штутгартского университета, Инсбрукский университет; О. Перчи, дипломированный переводчик, библиотека Штутгартского университета. Владимир Григорьевич Шухов родился в 1853 г. в городке Грайворон Белгородской губернии. Его отец был директором местного филиала Петербургского государственного банка. Владимир окончил школу в Петербурге и в 1871 г. поступил в техническое училище в Москве. В этом учебном заведении, возникшем на базе ремесленного училища, учились не только дворяне0. Оно отличалось прогрессивной учебной программой и высоким уровнем преподавания, и прежде всего в области математики и механики. Кроме того, его особенностью была тесная связь теории с практикой, осуществлявшаяся помимо прочего в процессе основательного профессионального обучения в самых разных мастерских (см. статью Г. М. Щербо «Об истоках новаторства Шухова»). Знания, полученные в Московском техническом училище, стали для Шухова основой его будущих научных и практических работ. Всю свою дальнейшую жизнь он был связан с этим учебным заведением. Институтское «Политехническое общество» присвоило ему в 1903 г. звание Почетного члена и опубликовало несколько его работ (1.5, 1.6,1.9)2). В 1876 г. Шухов с отличием окончил училище, получив диплом инженера-механика. Уже тогда он обращал на себя внимание выдающимися способностями. По окончании учебы молодому специалисту было предложено место ассистента у знаменитого математика Пафнутия Чебышёва (многочлен Чебышёва). Кроме того, руководство училища предложило ему сопровождать одного из преподавателей в поездке по Америке. Шухов отклонил предложение, связанное с научной карьерой, и принял участие в поездке, целью которой был сбор информации о последних технических достижениях США. Шухов побывал на Всемирном выставке в Филадельфии, где его привели в восторг многочисленные технические новинки (швейная машинка Зингера, телефонный аппарат Белла, первая механическая пишущая машинка). Его восхищение этими выдающимися достижениями американской промышленности в какой-то степени передает «Песнь о выставке» Уолта Уитмена. Шухов посетил также машиностроительные заводы в Питтсбурге и изучил организацию американского железнодорожного транспорта. В Филадельфии он встретился с президентом русского инженерного общества Александром Бари, которому было суждено сыграть решающую роль в его жизни. Вернувшись из Америки в Петербург, Шухов становится проектировщиком паровозных депо железнодорожного общества Варшава — Вена. Одновременно он начал учиться в Военно-медицинской академии. Спустя два года (1878 г.) Шухов прервал работу и учебу и, став сотрудником Бари, перебрался на юг, в Азербайджан, бывший тогда русской колонией. Этот слаборазвитый район находился в то время в стадии пробуждения. Там только приступили к разработкам богатых нефтяных месторождений. После многолетнего пребывания в Америке Бари основал в Москве строительную контору и намеревался заняться многообещающим нефтяным промыслом. Шухов пробыл в Баку два года. Здесь проявилась удивительная творческая энергия молодого специалиста, его неустанная жажда деятельности. В первый же год Бари смог построить по своим проектам первый нефтепровод России длиной в 10 км. Заказчиком был финансовый гигант — фирма «Братья Нобель». Второй нефтепровод появился в следующем году, а первый в мире трубопровод для предварительно подогретого мазута был построен немного позже. Наряду с большими работами по проектированию и строительству упомянутых здесь и последующих нефтепроводов Шухову приходилось решать связанные с этим задачи, возникавшие при добыче, транспортировке и переработке нефти. Вся техника по добыче и переработке нефти была в то время крайне примитивной. Добытая нефть хранилась в открытых котлованах и транспортировалась в бочках на телегах и пароходами. Из нефти получали керосин, используемый для освещения, и мазут как топливо. Пары бензина при этом улетучивались (бензиновый двигатель был изобретен лишь в 1883 г.), постоянно создавая опасность пожара. Целые области были отравлены просочившейся в почву нефтью3). Максим Горький, побывавший в Баку, нарисовал впечатляющую, красивую и в то же время мрачную картину местной жизни4). В 1878 г. Шухов разработал оригинальную конструкцию металлического резервуара^, а в 1879 г. запатентовал форсунку для горения мазута6). В последующие годы были сделаны многочисленные новые разработки, в том числе созданы различные насосы (1.7), выполнено проектирование и строительство нефтеналивных судов и установок для переработки нефти7), а также открыт принцип крекинга. Таким образом, Шухов внес значительный вклад в развитие русской нефтяной промышленности (см. статью Н. Чичеровой «Вклад Шухова в развитие нефтяного дела»). Уже через два года после начала работы Шухов получил повышение и стал главным инженером конструкторского бюро Бари в Москве. В это время в результате экспансивной внешней политики царя Александра II экономика России получает быстрое развитие и в страну устремляется иностранный капитал8). В дополнение к своему бюро Бари открывает в Москве завод по производству паровых котлов, а в скором времени возникают филиалы фирмы в крупнейших городах, так что фирма охватила своей деятельностью значительную территорию России. Энергичный предприниматель Бари, сам будучи опытным техническим специалистом, нашел в Шухове изобретательного и разностороннего инженера, который помог ему одержать победу в конкурентной борьбе с российскими и западными фирмами. Начинается строительство новых шуховских нефтяных резервуаров. В течение двух лет было сооружено 130 резервуаров (к 1917 г. их стало уже свыше 20 тыс.). Это были первые экономичные металлические емкости такого рода вообще (см. статью Э. Рамма «Строительство резервуаров»). Вместо применявшихся в то время в США и других странах тяжелых прямоугольных хранилищ Шухов разработал укладываемые на песчаную подушку цилиндрические резервуары с тонким днищем и ступенчатой толщиной стенок, благодаря чему резко сокращался расход материала. Этот принцип конструкции сохранился и до наших дней. В 1883 г. Шухов опубликовал свой оригинальный метод расчетов (1.1). Все резервуары соответствовали определенному стандарту, их оборудование было унифицировано, новые конструкции перекрытий опробованы. Таблицы, с помощью которых можно было быстро определять объем, вид и расход материала и финансовые затра- 8
Рис. 1. Шухов — учащийся гимназии (Личный архив Ф. В. Шухова.) "Vgl. Anweiler О., Geschichte der Schule und Padagogik in RuBland vom Ende des Zarenreiches bis zum Beginn der Stalin-Ara, Berlin, 1964. Рис. 2. Шухов — главный инженер конструкторского бюро А. В. Бари, 1886 г. (Личный архив Ф. В. Шухова.) 2) Эти цифры указывают номер в списке трудов В.Г. Шухова в конце книги. 3) Henry J.D., Baku, An eventfu history, London, 1905. 4)Сафарьян Μ.К. Вклад В.Г. Шухова в резервуаростроение, в кн.. В.Г. Шухов — выдающийся инженер и ученый. — М.: 1984, с. 72—76. 5) Ковельман Г.М. Творчество Почетного академика и инженера Владимира Григорьевича Шухова. — М.: 1961, с. 168—185 (глава о резервуаростроении). 6) Архив Российской Академии наук, 1508-1-42. 7) Лопатто А.Е. Почетный академик Владимир Григорьевич Шухов — выдающийся русский инженер. — М.: 1951, с. 14—15. 8) Giterman V., Geschichte RuBlands. Bd. 3. Hamburg, 1949, s. 194. Sammelband: RuBlands Aufbruch ins 20. Jhdt. Politik, Gesellschaft, Kultur 1894—1917. G. Kasakov, E. Oberlander, N. Poppe, G. Rauch (hrsg.), Freiburg, 1970. Рис 3 Шухов в старости. (Личный архив Ф. В. Шухова.)
Рис. 4. Делегация Технического училища перед поездкой в Америку в 1876 г. (Шухов во втором ряду слева; личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 5. В кругу семьи, 1900 г. (Личный архив Ф. В. Шухова.) 9) Ковельман Г.М. Творчество Почетного академика и инженера Владимира Григорьевича Шухова. — М. 1961, с. 179—184. |0) Ковельман Г.М. Крупнейший русский инженер — Владимир Григорьевич Шухов (1853—1939). — Труды по истории техники, М., 1954, 8, с. 64—88. M)Giterman V. (а. а. О.), s. 205. 12) Thuchof water tube boilers, in: The Engineer, London, 3 (1897), 12.2, s. 164. ты, значительно облегчали проектирование. Для раскроя листового металла и пробивания отверстий под заклепку изготавливались шаблоны. В 1881 г. в Ярославле впервые поточным методом было сооружено десять резервуаров. Специализированные рабочие группы, изготавливавшие отдельные элементы, постепенно продвигались от объекта к объекту. Материал и энергия экономились везде, где было возможно, в том числе путем размещения резервуаров на возвышенных местах, над железнодорожными путями, чтобы заполнять нефтью цистерны без помощи насосов, используя перепад высот9). Некоторые из этих резервуаров еще и сегодня, спустя столетие, находятся в эксплуатации (например, в Кинешме и Батуми). Одно из старейших из сохранившихся нефтехранилищ на территории завода фирмы Бари (известного сегодня как завод «Динамо») в Москве служит сегодня как складское здание. Позднее Бари наладил серийное производство аналогичных резервуаров для воды, кислот и спирта, а также строительство силосных элеваторов. Сеть железных дорог в южной России была развита в то время недостаточно. Чтобы использовать водные пути от Черного и Каспийского морей для транспортировки нефти на север, Шухов примерно с 1885 г. начал строить первые русские танкеры (первый немецкий океанский танкер водоизмещением 3000 τ был построен в 1886 г.). С учетом особенностей речного судоходства (течений, наличия мелей) и, как и прежде, на основании подробного расчетного анализа (1.11, 1.12) Шухов спроектировал баржи, которые имели наиболее приспособленную для течений форму, а также очень длинную и плоскую конструкцию корпуса (см. статью И. Черникова «Нефтеналивные баржи конструкции Шухова»). Надстройки и перегородки выполняли несущие функции, растянутые элементы создавали дополнительную жесткость. Вначале длина танкера составляла -70 м (ширина -10 м, высота корпуса 1,5—2 м, водоизмещение -800 т), а впоследствии увеличилась более чем вдвое (150—170 м при водоизмещении -10 000 т) без существенного увеличения сечения несущих элементов. Монтаж осуществлялся точно запланированными этапами с использованием стандартизированных секций на верфях в Царицыне (Волгоград) и Саратове; рабочие чертежи были изготовлены в Москве в масштабе 1:1. В судостроении фирма Бари вскоре также заняла на рынке ведущие позиции. В годы подъема волжского судостроения (до 1900 г.) было построено большинство русских танкеров, а кроме того, нефтяные резервуары почти на всех перевалочных пунктах вдоль Волги. Когда в 1886 г. в связи с созданием в Москве системы водопровода был объявлен конкурс, фирма Бари приняла в нем участие. Еще до этого Шухов, используя свой опыт в сооружении резервуаров и трубопроводов и применив новые модификации насосов, проложил водопровод в Тамбове. На основе обширных геологических исследований Шухов вместе со своими сотрудниками в течение трех лет составил проект новой системы водоснабжения Москвы (см. статью Н. Смуровой «Вклад Шухова в водоснабжение Москвы»). Поскольку этот проект (1.4) среди всех представленных на конкурс оказался самым дешевым, Бари получил подряд от городских властей. Однако 10
Министерство финансов выдало заказ другой фирме, которая при его выполнении лишь частично использовала проект Шухова. Деловое сотрудничество владельца фирмы Бари и его главного инженера Шухова оправдало себя в работе над самыми различными проектами. Если Бари своим тонким чутьем обнаруживал на рынке свободное пространство, Шухов сразу же давал соответствующие идеи, приносившие необходимый результат. Биограф Шухова Г. М. Ковельман так описывает его необычный стиль работы: «Одной из наиболее общих характеристик творчества В. Г. Шухова является синтетический метод разрешения любой проблемы. Этот метод находил свое выражение в соединении теории с практикой, конструирования с расчетом, проектирования с изготовлением, технического совершенства с экономической целесообразностью и наконец в широком рассмотрении каждой задачи с учетом ее связи со смежными проблемами10). Вначале Бари импортировал из Англии и Франции паровые котлы, которые на его котлостроительном заводе лишь собирали. Этот малоэффективный метод приносил мало доходов, но был широко распространен. «Прививаемый извне капитализм»10 сопровождался для России ростом импорта с Запада с незначительными доходами для внутренней торговли и огромным внешнеторговым дефицитом для русской экономики. Шухов изобрел новый водотрубный котел в горизонтальном и вертикальном исполнении (патенты № 15 434 и № 15 435, см. 2.4, 2.5), преимущества которого заключаются прежде всего в увеличении площади нагрева и простоте общей конструкции, всегда состоящей из одинаковых элементов (см. статью Н. Чичеро- вой «Вклад Шухова в развитие нефтяного дела»). В 1896 г. Бари начал серийное производство котлов. В том же году шуховские паровые котлы были удостоены премий на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде. Даже в английских специальных периодических изданиях, сопровождаемые похвалой, появились слова: «Паровые котлы Шухова»12). В 1900 г. фирма Бари была отмечена высокой наградой — на Всемирной выставке в Париже Шухов получил золотую медаль. С тех пор эта медаль вместе с изображением котла стала украшать почтовые штампы и проспекты фирмы (до 1910 г. беЗ упоминания фамилии автора проекта). Патенты были продлены в 1910 г. уже под именем Шухова (2.9) и вторично в 1925 г. после революции (2.10). Работающие шуховские паровые котлы встречались даже в последние годы. С 1890 г. Шухов занимается решением новых задач в строительном деле, не оставляя, однако, без внимания и другие исключительно разнообразные области своей деятельности. Фирма Бари приняла участие в создании сети российских железных дорог, начав с возведения мостов. Позднее было получено много других строительных заказов. В 1892 г. Шухов построил свои первые железнодорожные мосты. В последующие годы по его проектам и под его руководством было сооружено 417 мостов на различных железнодорожных линиях (см. статью Р. Вагнер «Мостостроение»). Чтобы справиться с таким объемом работ, организовать срочное проектирование и экономичное строительство, Шухов опять выбирает путь стандартизации. Он спроектировал несколько типов мостов (с Рис. 7. На качелях. (Личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 8. Проба сил. С дочерью Ксенией на руках. (Личный архив Ф. В. Шухова.)
,3) Ковельман Г.М. — Труды по истории техники, М., 1961, с. 120—130. ,4) Архив Российской Академии наук, 1508-1-65, №17—19. ,5) Schadlich Ch., Das Eisen in der Architektur des 19.Jhdt., Habilitationsschrift, Weimar, 1967, s. 104. ,6) Худяков П.К. Новые типы металлических и деревянных покрытий для зданий по системе инженера Шухова. — Технический сборник и вестник промышленности, М., 1896, №5, с. 169—172. ,7) Елпатьевский С. С Нижегородской выставки, в сб.: Русское богатство. — С.-Петербург, 1896, №10, с. 148—158; Водонапорная башня. — Одесские новости, Одесса, 1896, №3686, 11.7; Водонапорная башня системы В.Г. Шухова. — Двигатель, М., 1896, №30/31, 25.8, с. 7-8. I8) Butin A. L' exposition nationale russe de Nijni- Novgorod en 1896, in: Le Genie Civil, Paris, 29 (1896), nr. 751, 31.10, s. 421—426; Exposition nationale russe de Nijni-Novgorod, in: Le Genie Civil, Paris, 29 (1896), nr. 732, 20 6, s. 127. (Krell uber eiserne Hochbaukonstruktionen), in: Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, Dusseldorf, 40 (1896), nr. 26, 27.6, s. 131—133; The great Nijni-Novgorod exhibition, in: The Engineer, London, 82 (1896), 10.7, s. 43-44; The Nijni Novgorod exhibition, in: The Engineer, London, 83 (1897), 22.1, s. 80; Nijni- Novgorod-exhibition — Water tower, in: the Engineer, London, 83 (1897), 19.3, s. 292-294. (Die allrussische Ausstellung in Nijnij-Nowgorod), in: Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, Dusseldorf, 41 (1897), nr. 14, 3.4, s. 413—414. пролетами от 25 до 100 м), различные комбинации которых на всем протяжении железнодорожного пути создавали картину разнообразия. При проектировании и строительстве этих мостов с решетчатыми фермами речь шла не о каких-то принципиально новых разработках, а о модификациях созданных раньше, в первую очередь в Германии, систем несущих конструкций. В связи с большой нехваткой в России металла особое внимание уделялось легким, экономичным конструкциям. Филигранное исполнение с тщательной проработкой всех деталей и выразительный, единственный в своем роде внешний вид этих мостов показали блестящие художественные способности этого разносторонне одаренного инженера. Выложенные камнем опоры моста всегда казались одинаковыми. Для устройства кессонного основания была разработана деревометаллическая конструкция кессонов. Сжатый воздух производился с помощью шуховских паровых котлов, которые были особенно удобны для передвижных конструкций благодаря компактности и малому весу. Многие из разработанных Шуховым методов производства и монтажа были впервые опробованы в мостостроении. Мостовые фермы были полностью последовательно изготовлены на берегах реки, а зимой с помощью установленных на льду деревянных лесов одна за другой выводились на проектное положение. Леса были сконструированы таким образом, что их можно было легко и просто снять 13) Кроме железнодорожных мостов Шухов спроектировал и построил целый ряд небольших мостов самого различного назначения; одни были выполнены в традиционном, другие — в новом стиле. Сохранились две таблицы Шухова, в которых наряду со схематическими изображениями применяемой в том или ином случае конструкции моста были приведены точные данные о размерах, расходе материала и силах сжатия14). Одновременно со строительством мостов Шухов приступает к разработке конструкций покрытий, опять-таки новому полю деятельности, если не принимать во внимание его покрытия для нефтяных резервуаров. При этом он преследовал цель найти системы конструкций, которые можно было бы изготовить и построить с минимальными затратами материала, труда и времени. Вначале, как обычно, продумывались основополагающие принципиально возможные решения и проводился расчетный анализ имеющихся решений. Новизна поставленной задачи, а также, вероятно, и полное отсутствие зависимости от конкретных строительных заказов создали для этой работы исключительно благоприятные условия (1.9). Всего за несколько лет Шухову удалось спроектировать и практически реализовать конструкции самых различных покрытий, отличающихся такой принципиальной новизной, что только этого ему было бы достаточно, чтобы занять особое, почетное место среди инженеров-строителей того времени. По всей видимости, еще до 1890 г. Шуховым были созданы исключительно легкие арочные конструкции с тонкими наклонными затяжками. Способ обеспечения несущей способности этих арочных ферм принципиально отличается от применявшихся ранее, т. е. общее представление о работе конструкции было буквально поставлено с ног на голову (см. статьи М. Гаппоева «Арочные конструкции с системой гибких затяжек» и Р. Грефе «Сетчатые покрытия»). И сегодня эти арки служат в качестве несущих элементов стеклянных сводов над крупнейшими московскими магазинами: ГУМом и Петровским пассажем. В 1895 г. Шухов подал заявку на получение патента по сетчатым покрытиям (см. статью Р. Грефе «Сетчатые покрытия»). При этом имелись в виду сетки из полосовой и уголковой стали с ромбовидными ячейками. Из них изготавливались большепролетные легкие висячие покрытия и сетчатые своды. Разработка этих сетчатых покрытий ознаменовала собой создание совершенно нового типа несущей конструкции. Работающие на растяжение висячие покрытия встречались прежде лишь в отдельных экспериментах и сооружениях. Шухов впервые придал висячему покрытию законченную форму пространственной конструкции, которая была вновь использована лишь спустя десятилетия. Даже по сравнению с высокоразвитой к тому времени конструкцией металлических сводов его сетчатые своды, образованные только из одного типа стержневого элемента, представляли собой значительный шаг вперед. Христиан Шедлих в своем основополагающем исследовании металлических строительных конструкций XIX в. в связи с этим отмечает следующее: «Конструкции Шухова завершают усилия инженеров XIX столетия в создании оригинальной металлической конструкции и одновременно указывают путь далеко в XX век. Они знаменуют собой значительный прогресс: опирающаяся на основные и вспомогательные элементы стержневая решетка традиционных для того времени пространственных ферм была заменена сетью равноценных конструктивных элементов»15). После первых опытных построек (два сетчатых свода в 1890 г., висячее покрытие в 1894 г.) Шухов во время Всероссийской выставки в Нижнем Новгороде впервые представил на суд общественности свои новые конструкции перекрытий. Фирма Бари построила в общей сложности восемь выставочных павильонов достаточно внушительных размеров и отдала их в аренду участникам выставки. Четыре павильона были с висячими покрытиями, четыре других — с цилиндрическими сетчатыми сводами. Кроме того, один из залов с сетчатым висячим покрытием имел в центре висячее покрытие из тонкой жести (мембрану), чего никогда раньше в строительстве не применялось. Фирма Бари подвергла себя немалому финансовому риску, поскольку имевшегося в распоряжении времени для проектирования и строительства было очень мало, а нужно было развеять все сомнения относительно прочности и надежности перекрытий. Последнее удалось доказать при проверке перекрытий во время снежной зимы 1895—1896 гг.1б). Кроме этих павильонов были построены водонапорная башня, в'которой Шухов перенес свою сетку на вертикальную решетчатую конструкцию, и еще одна новинка — два павильона с легкими сводчатыми покрытиями из нескольких слоев тонких досок (см. статью М. Гаппоева «Деревянные конструкции Шухова»). Попутно следует отметить, что по инициативе Шухова строительные рабочие получали обед на рабочем месте. Причиной такой заботы были, вероятно, тог- 12
Рис. 9. С сотрудниками на нефтеналивной барже конструкции Шухова. (Личный архив Ф. В. Шухова.) дашние социальные волнения. Разумеется, урегулирование взаимоотношений способствовало успешному ходу работ. Сооружения получили широкий резонанс17), даже в зарубежной прессе подробно сообщалось о шуховских конструкциях18*. Удивление вызывало высокое техническое совершенство сооружений. То, что павильоны одновременно представляли собой удачный пример опробования архитектурных возможностей только что разработанных несущих конструкций, отмечено не было. Архитектурный замысел был столь тесно связан с конструктивным (и настолько далеко отходил от внешнего оформления архитектора Косова), что его можно было приписать Шухову. Сохранившиеся фотоснимки демонстрируют довольно неприметные по внешнему виду сооружения. Однако внутренние помещения под взметнувшейся ввысь сетью висячих перекрытий, под филигранными сетчатыми сводами различной длины выглядят исключительно эффектно. Откровенность, с которой демонстрируются металлические каркасные опоры и несущие конструкции, усиливает для сегодняшнего зрителя эстетическую привлекательность этой скупой по выразительным средствам павильонной архитектуры. Поражает уверенность в обращении с новыми, необычными строительными формами в соединении со способностью создавать разнообразную просматривающуюся последовательность помещений с просветами, используя одинаковые строительные элементы. Шухов несомненно обладал «отличной способностью пространственного представления и, не побоимся сказать, талантом художника» (Афанасьев)19). Впоследствии большинство выставочных сооружений, как и планировалось ранее, были проданы. Успехом на выставке наверняка можно объяснить и то, что Шухов в последующие годы получил множество заказов на строительство фабричных цехов, железнодорожных крытых перронов и водонапорных башен. Кроме того, московские архитекторы все чаще стали привлекать его для проектирования строительных объектов. Возможности строить новые висячие перекрытия практически не было. Тем не менее в своих проектах для Московского Художественного театра Шухов попытался ввести эту конструкцию перекрытия и в монументальную архитектуру. Сетчатые своды были использованы в целом ряде случаев как покрытия залов и цехов, в том числе при строительстве котельного завода фирмы Бари (1896—1897 гг.), на котором спустя некоторое время возникла целая коллекция шуховских конструкций (рис.35). В 1897 г. Шухов построил для металлургического завода в Выксе цех с пространственно изогнутыми сетчатыми оболочками, что по сравнению с обычными сводами одинарной кривизны означало значительное конструктивное улучшение. Эта смелая конструкция перекрытия, ранний предшественник современных сетчатых оболочек, к счастью, сохранилась в маленьком провинциальном городке до сих пор (см. статью И. Казуся «О сохранении сооружений Шухова»). Самый большой коммерческий успех принесла фирме Бари выставленная в Нижнем Новгороде конструкция башни в форме гиперболоида. Это изображение Шухов запатентовал незадолго до открытия выставки (см. с. 177)20). В принципе башню можно рассматривать как вариант применяющейся сетчатой конструкции покрытия. Оболочка вращения гиперболоида явилась, однако, совершенно новой, никогда раньше не применявшейся строительной формой. Она позволила создать пространственно изогнутую сетчатую поверхность из прямых, наклонно установленных стержней. В итоге получилась легкая, жесткая конструкция башни, которую можно было просто и изящно рассчитать и построить (см. статьи И. Петропавловской «Ажурная башня Шухова и сетчатые сооружения гиперболоидно- го типа» и Й. Томлова «Введение новой формы конструкции Шуховым и Гауди»). Нижегородская водонапорная башня несла на высоте 25,60 м бак вместимостью 114 000 л для снабжения водой всей территории выставки. На баке находилась площадка для обозрения, на которую можно было подняться по винтовой лестнице внутри башни. Эта первая гиперболо- идная башня осталась одним из самых красивых строительных сооружений Шухова. Она была продана богатому помещику Нечаеву-Мальцеву, который уста- ,9) Afanas'ev K.N., Ideen — Projekte — Bauten. Sowjetische Architektur 1917—1932, Dresden, 1973, s. 13. 20) Бертольд Буркхардт сделал открытие, что к строительству гиперболоидных сетчатых башен проявлен интерес и в Германии — фирма Mannesmann искала возможности применения бесшовных труб (патент в янв. 1885 г.). Литография под названием «Конструкции Маннесмана — трубчатые башни» изображает маяк и наблюдательную вышку в форме, гиперболоида. Когда эта литография была опубликована, до сих пор не известно. Не исключено, что идея проектов могла появиться после ознакомления с шуховскими водонапорными башнями в Нижнем Новгороде. Однако она могла возникнуть и независимо от этого. Во всяком случае, оба чертежа башни обнаруживают противоречия. Речь здесь может идти лишь о концепции, а не о проектах реализации. По всей видимости, Маннесман не воспользовался в дальнейшем этой идеей 13
20 Белый Ю.А., ХаричковИ.И. Шуховская башня в г. Николаеве — памятник инженерного искусства, в кн.: Памятники науки и техники. — М.: 1981, с. 104—108. 22) Такое же смелое решение конструкции лестницы предусмотрено только для транспортного моста в Марселе (1902 г., инженеры Арнодин и Ляйнекугель ле Кок). Ступени этой винтовой лестницы опираются на сильно натянутые вертикальные стальные тросы. (Wachsmann К., Wendepunkte im Bauen, Wiesbaden, 1959, abb. 44.) 23) Архив Российской Академии наук, 1508-1-57. 24) Wachsmann К., там же, с. 29. новил ее в своем поместье в селе Полибино (под Липецком) для орошения садов. Башня стоит там и сегодня, хотя и изрядно поврежденная. Молниеносно выросший спрос на водонапорные башни вследствие ускоренной индустриализации принес фирме Бари множество заказов. По сравнению с обычными шуховская сетчатая башня в отношении техники строительства была удобнее и дешевле21). Сотни водонапорных башен были строектированы и построены Шуховым по этому принципу. Большое количество башен привело к частичной типизации общей конструкции и ее отдельных элементов (резервуары, лестницы). Тем не менее эти серийно изготавливаемые башни демонстрируют поразительное разнообразие форм. Шухов с нескрываемым удовольствием использовал свойство гиперболоида принимать самые разные формы, например изменяя положение раскосов или диаметры верхнего и нижнего краев (см. вышеупомянутую статью Й. Томлова). И каждая башня имела свой, отличный от других внешний вид и свою несущую способность. Сложная, в том числе и в конструктивном отношении, задача, заключающаяся в том, чтобы установить тяжелые баки на необходимой в каждом конкретном случае высоте, зрительно не подавив при этом предельно легкую конструкцию, всегда решалась с удивительным ощущением формы. Немало таких водонапорных башен располагалось в центре населенных пунктов, где они, контрастируя с историческими сооружениями, служили одновременно хорошим ориентиром. Еще более разнообразными, чем формы башен, были формы установленных внутри них винтовых лестниц. Очертания ажурных сеток ствола башни, хорошо просматриваемых со всех сторон, точно вписываясь в ее конструкцию, способствовали созданию общего архитектурного ансамбля. Среди различных типов винтовых лестниц встречаются изящные, исключительно смелые висячие конструкции. Они состоят лишь из двух поставленных на ребро и свернутых спиралью металлических полос, между которыми приклепывались ступени из листового металла, и нескольких вертикальных стальных полос. В нижегородской башне такая лестница (вместо установленной вначале тяжелой винтовой) появилась после переноса башни в Полибино. Сегодня она проржавела у основания и качается на ветру во всю свою 25-метровую длину22). Наибольшую высоту среди ги- перболоидных башен такого типа (но без дополнительной нагрузки в виде водяного бака) имела башня маяка в Херсоне — 68 м (3.10). Однако, к сожалению, это прекрасное сооружение было разрушено в последнюю войну. Точный перечень остальных строительных конструкций Шухова, созданных в дореволюционные годы, до сих пор отсутствует. В период с 1888 по 1906 гг. Шухов вел в двух черновых тетрадях запись о построенных им конструкциях залов и перекрытий23). Так же, как и в уже упомянутом перечне его конструкций мостов, наряду со схематическими чертежами конструкций приведены точные технические данные, включая расход материалов. Насколько полон этот перечень, неясно; например, сооружения Нижегородской выставки там не указаны. Большинство зданий и многие подобные сооружения более позднего периода до настоящего времени исследованы явно недостаточно. Их изучение могло бы способствовать появлению новых оригинальных конструктивных решений. Так, Шухов предложил использовать однотипные несущие элементы также и для различных частей всей конструкции, чтобы упростить изготовление и монтаж. В соответствии с различными расчетными сочетаниями нагрузок выбирались и соответствующие поперечные сечения. Эта идея была осуществлена в конструкции металлической шатровой крыши кузнечного цеха котельного завода (рис. 109—111). Для Московского Главного почтамта, построенного в 1912 г., Шухов предусмотрел операционный зал с верхним светом и стеклянным покрытием. Он изобрел для этого горизонтальную (ровную) пространственную ферму, которую можно рассматривать как предшественницу разработанных в сороковых годах К. Ваксманом и М. Менгерингхаузеном пространственных ферм из бесшовных труб (рис. 115—118), хотя Шухов еще не применял тетраэдерную систему. Примерно в это же время Александр Грэхем Белл — изобретатель телефона — экспериментировал с бумажным змеем24). Вышеупомянутые рабочие тетради, содержащие перечни выполненных строительных конструкций и мостов, вероятно, представляют собой часть подготовительных работ для запланированной публи- Рис. 10. В. Г. Шухов и П. К. Худяков, предположительно 1930 г. (Личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 11. Шухов на собрании в 30-е годы. (Личный архив Ф. В. Шухова.) 14
Рис. 12 и 13. Реклама пароперегревателей. Проспекты фирмы Бари (1990—1901) (слева) и Государственного котельного завода «Парострой» (панорама завода с высоты птичьего полета, см. рис. 35). (Архив Российской Академии наук, 1508-2-47, №5 и 52.) Рис. 14. Данные о выпуске продукции завода «Парострой» в 1913—1928 гг., опубликовано Мосмаштрестом. (Архив Российской Академии наук, 1508-2-44, лист 88.) 15
25)1.9, с. 154. 26) Архив Российской Академии наук, 1508-1-60. 27) Ковельман Г.М., 1961, см. выше, с. 215—225 (Монтаж металлических мостов). 28) Ковельман Г.М. В.Г. Шухов. Том 9: Даты жизни и творчества (машинописная рукопись). — М.: 1953 (1508-2-44, лист 88). 29) Ковельман Г.М., 1961, см. выше, с. 213. 30) Маяковский В.В., Избранные произведения в двух томах. — М.: 1960, том 1, с. 89. «Париж». На это стихотворение указал Афанасьев в связи с башней Шухова. кации. В 1897 г. Шухов в своей книге «Стропила» (1.9) сообщил о предстоящем выпуске второго тома этой книги, который так и не вышел в свет25). По всей видимости, в этой публикации Шухов намеревался произвести полную оценку различных систем конструкций, их несущей способности и затрат, необходимых для их сооружения. В 1914 г. фирма Бари в рекламных целях отпечатала географическую карту, на которой были указаны все сооруженные фирмой к этому времени строительные и технические объекты (рис. 307, 311). Эта карта является одновременно наглядной демонстрацией невероятной трудоспособности Шухова, который, несмотря ни на что, всегда находил время изучать русскую и зарубежную специальную литературу, поддерживать активный обмен мнениями с коллегами, а также предаваться своему страстному увлечению — фотографии, где у него, кстати, также отмечались большие успехи. Как свидетельствует сам Шухов, он регулярно читал журналы The Engineer и Cassier's Magazine, что, безусловно, также сыграло свою роль в формировании его политического мировоззрения. В 1906 г. Шухов в сборнике «Путь к Цусиме», изданном его другом П. К. Худяковым, опубликовал статью (1.13), в которой подверг резкой критике милитаристское руководство тогдашней России и призвал правящие круги создать моральные предпосылки для человеческих условий жизни россиян. Это единственная публикация Шухова, не касающаяся технических вопросов. С 1910 г. фирма Бари начала выполнять и военные заказы. Царская Россия, стремясь получить доступ к Средиземному морю, развивала производство военных материалов. Хотя Шухов и участвовал в разработке мин (1.16) и платформы для тяжелого орудия (1.17), его деятельность в этой области отличалась довольно низкой продуктивностью. Последней значительной работой, выполненной Шуховым до революции, был дебаркадер Киевского (тогда Брянского) вокзала в Москве (1912—1917 гг., ширина пролета — 48 м, высота — 30 м, длина — 230 м) (рис. 121—131). Проект всего вокзального сооружения принадлежал Рербергу. Участие Шухова распознается в легкости конструкции трехшарнирных рам и в наличии некоторых конструктивных деталей (например, натянутых между ветровыми связями, поперек поверхности сводов затяжек). И здесь Шухов использовал исключительно рациональную технику монтажа: полурамы поднимались вверх с помощью двух простых деревянных башен и соединялись, после чего башни переставлялись к следующей раме. Весь процесс монтажа был зафиксирован в фотодокументации26). Аналогичный проект Шухова Для трехпролетного покрытия над путями и перекрытия пассажирского зала Казанского вокзала (арх. А. Щусев, 1913—1926 гг.) остался неосуществленным (рис. 132). В 1913 г. основатель фирмы Бари умер. Руководство фирмой перешло к его сыну. После революции 1917 г. положение в России кардинально изменилось. Наследники Бари эмигрировали в Америку. Фирма и завод были национализированы, рабочие избрали главного инженера Шухова руководителем фирмы. В возрасте 61 года Шухов оказался совершенно в новой ситуации (см. статью Ф. Шухова «Деятельность4 В. Г. Шухова после Октябрьской революции»). Строительная контора Бари была преобразована в организацию «Стальмост» (в настоящее время это научно- исследовательский проектный институт «ЦНИИПро- ектстальконструкция»). Завод паровых котлов Бари стал Государственным котельным заводом «Парост- рой» (ныне завод «Динамо»). Старые рекламные проспекты фирмы продолжали использоваться в сочетании с новыми названиями (рис. 12,13). Большие надежды возлагались на продолжение деловых связей, в том числе и с зарубежными странами. Для осуществления этих целей Шухову пришлось предпринять различные поездки за рубеж. В первые годы после революции, несмотря на все трудности, должны были быть проведены значительные ремонтно-восстановительные работы. С какой находчивостью, изобретательностью и самоотверженностью работал в это время Шухов, можно судить по немногим случайно сохранившимся документам. Еще во время гражданской войны (1918—1921 гг.) были начаты работы по восстановлению разрушенных железнодорожных мостов. Не было квалифицированных рабочих, отсутствовало самое необходимое оборудование. Нехватка металла в стране вынудила принять следующее решение: в труднейших условиях поднять обрушенные мостовые фермы и по возможности отремонтировать их. Из железнодорожных рельсов и стволов деревьев строились вспомогательные краны, целые фермы волоком передвигались по льду рек, чтобы заменить те, которые невозможно было восста- нс-вить (см. статью Р. Вагнер «Мостостроение»). Люди, которых Шухову удалось при этом обучить, и созданные под его руководством монтажные мастерские образовали впоследствии ядро государственной организации по восстановлению мостов27). Другим приме- ромфазносторонней деятельности Шухова в условиях того времени явилось строительство специально спроектированной системы водоснабжения по деревянным трубам для г. Москвы (1.18) (рис. 145, 146). Творчество Шухова после революции известно лишь в общих чертах и досконально пока не изучено (см. статью Ф. Шухова «Деятельность В. Г. Шухова после Октябрьской революции»). В 1928 г. Мосмаштрест выпустил плакат, содержащий впечатляющие показатели работы завода «Парострой» с 1917—1918 гг. (рис. 14)28). За этот период были построены и изготовлены различного рода резервуары, перекрытия, мостовые конструкции, буровые скважины и трубопроводы, гиперболоидные водонапорные башни, газгольдеры, опоры магистральных трубопроводов, краны и многое другое. Один из самых главных строительных заказов Шухов получил вскоре после образования Советской России: сооружение башни для радиостанции на Шаболовке в Москве (см. статью И. Петропавловской «Башня радиостанции на Шаболовке»). Уже в феврале 1919 г. Шухов представил первоначальный проект и поверочный расчет башни высотой 350 м. Однако для такой высокой конструкции в стране не было необходимого количества металла. В июле того же года Ленин подписал Постановление Совета рабоче-крестьянской обороны, в котором было предусмотрено строительство уменьшенного, 150-метрового варианта этой башни (рис. 15). Ленин позаботился о том, чтобы из запасов военного ведомства был выдан требуемый металл. Уже поздней осенью 1919 г. начались строительные работы. Башня явилась дальнейшей модификацией сетчатых гиперболоидных конструкций и состояла из шести блоков соответствующей формы. Из двух одинаковых блоков Шухов еще в 1911 г. соорудил водонапорную башню в Ярославле (3.8) (рис. 149,ж—и). Поставленные друг на друга гиперболоиды образовали изящную коническую башенную конструкцию. Этот тип конструк- 16
ции позволил осуществить строительство башни оригинальным, удивительно простым «телескопическим» методом монтажа. Внутри нижней опорной секции башни на земле монтировались элементы последующих блоков. С помощью пяти простых деревянных кранов, которые в процессе строительства башни всегда находились на верхней секции, блоки один за другим поднимались наверх. По-видимому, из-за дефекта материала в июне 1921 г. четвертая секция башни упала с 75-метровой высоты и разрушила пятую и шестую, которые уже были изготовлены и находились на земле. В середине марта 1922 г. башня радиостанции была сдана в эксплуатацию. Эта невероятно легкая, ажурная башня с деталями, подкупающими своей простотой и своеобразной формой, является образцом блестящей конструкции и верхом строительного искусства. Стоя у подножия взметнувшегося вверх сетчатого гиганта, можно представить себе, какое уникальное строительное сооружение получила бы Москва, если бы был осуществлен первоначальный проект высотой 350 м. Согласно расчетам Шухова, трех таких радиобашен (или двух 350-метровых и двух 275-метровых башен) хватило бы для обеспечения постоянной связи всей советской республики и приграничных областей29). Башня была возведена в период больших трудностей, переживаемых страной. Ее дорогостоящее сооружение не обошлось без критических замечаний (рис. 19). Однако вместе с тем это был и период подъема, и башня явилась как бы выражением настроения этого периода. В 1919 г. художник-конструктор В. Татлин получил заказ спроектировать монумент, посвященный III Интернационалу. Его знаменитый монумент в виде башни должен был подняться на высоту почти 400 м. Это оказалось впечатляющей, но технически не осуществимой архитектурной утопией. Монумент должен был превзойти по высоте Эйфелеву башню, сооруженную в Париже в 1889 г. по случаю 100-летия Французской революции, высота которой впервые достигла 300 м. С Эйфелевой башней, символом прогресса, конкурирует и тщательно проработанный и практически реальный проект Шухова (см. рис. 174). По сравнению с Эйфелевой башней, весившей 8850 т, башня Шухова была бы на 50 м выше при весе 2200 т. В то время, когда инженер планировал для Москвы новую башню, Маяковский приглашал Парижскую башню в Москву в своем стихотворении «Париж» («Разговорчики с Эйфелевой башней»): «...Башня — хотите возглавить восстание? Башня — мы вас выбираем вождем! Не вам — образцу машинного гения — здесь таять от апполлинеровских вирш. Для вас не место — место гниения — Идем в Москву! У нас в Москве простор...» 30) Сооружение башни Шухова вызывало всеобщий восторг. В год завершения строительства Владимир Кринский создал панно «Радиорупор революции», на котором, хотя и не вполне точно, воспроизведена конструкция башни (рис. 18). Алексей Толстой, вдохновленный строительством башни, создает роман Рис. 16 и 17. Сравнение высот Эйфелевой башни (1889 г.) и Шаболовской радиобашни (1919 г.) по первоначальному проекту (см. рис. 174).
Рис. 18. «Радиорупор Революции», картина Вл. Кринского в связи с окончанием в 1922 г. строительства Шаболовской радиобашни. (Музей архитектуры им. Щусева.) Рис. 19. «По волнам, по волнам». Карикатура К. Ротова в «Крокодиле» (1923, №6, с. 8) по поводу строительства Шаболовской радиобашни. Рис. 20. Шухов с сотрудниками перед построенной Шаболовской радиобашней, зима 1921 — 1922 гг. (Личный архив Ф. В. Шухова.) 18 «Гиперболоид инженера Гарина» (1926 г.;. «В синеву на полтораста метров, Откуда видны далекие пашни, До туч, гоняемых ветром, Выросла радиобашня. Сжималось кольцо блокады, Когда наши рабочие плечи Поднимали эту громаду Над Замоскворечьем.»30 Такими стихами откликнулся на победу строителей поэт Николай Кузнецов. Девять лет спустя Шухов, вероятно, даже превзошел эту башенную конструкцию, построив сетчатые многоярусные гиперболоидные опоры линий электропередачи, хотя их высота была лишь 69 и 128 м (см. статью И. Петропавловской «Ажурная башня Шухова и сетчатые сооружения гиперболоидного типа»). Хотя эти опоры должны выдерживать вес электрокабеля, их конструкция еще более легкая и элегантная, а ступенчатое изменение сетчатых структур снизу вверх следует определенным правилам. Этот значительный памятник технической мысли, сооруженный на р. Оке в стороне от главных магистралей, до сих пор остается без должного внимания исследователей. Известно, что опоры эксплуатируются и в настоящее время и по- прежнему продолжают служить делу энергоснабжения (рис. 204—206). В 1924 г. одна американская делегация, посетив Москву, нанесла визит Шухову. За несколько лет до этого визита американская фирма «Синклер Ойл» опротестовала единоличное право, присвоенное рокфеллеровским концерном «Страндарт Ойл», на открытие крекинга нефти. Она указывала на то, что используемый концерном «Стандарт Ойл» патент американского инженера Бартона является видоизмененным патентом Шухова. Делегация приехала, чтобы прове-
Рис. 21. Черное море. Аджиогольский маяк под Херсоном. (Фотоснимок В. Г. Шухова; личный архив Ф. В. Шухова.) рить это утверждение. Шухов доказал американцам, что метод Бартона в действительности есть лишь незначительно измененная модификация его патентов 1891 г. В связи с этим в Америке началась длинная цепь судебных процессов. В конце концов она закончилась заключением мирового соглашения между американскими фирмами, чтобы избежать необходимости покупать патент у молодого Советского государства32). В возрасте 79 лет Шухов стал свидетелем осуществления разработанного им еще в молодости проекта полной переработки нефти. В его присутствии в Баку в 1932 г. была пущена в эксплуатацию установка «советский крекинг». В первые недели ее работы Шухов сам следил за ходом производства. Впоследствии эта полузаводская установка подверглась различным доработкам. Авангардистский живописец и график Аристарх Лентулов изобразил некоторые из этих нефтеперерабатывающих заводов33). В эти годы Шухов принимал активное участие в научной и политической жизн.и советской республики. С 1918 г. он был членом Государственного комитета нефтяной промышленности, а в 1927 г. стал членом советского правительства. В 1928 г. Шухов был избран членом-корреспондентом Российской Академии наук, а в 1929 г. стал почетным членом АН СССР. В том же году он становится членом Московского городского совета. В последние годы жизни Владимир Григорьевич вел уединенный образ жизни и принимал только друзей и старых товарищей по работе. В феврале 1939 г. Шухов умер и был похоронен в Москве, на Новодевичьем кладбище. Последней работой Шухова в области строительной техники стало сохранение архитектурного памятника (см. статью Б. Гусева «Шухов — реставратор памятников архитектуры»). Ми*нарет знаменитого медресе в Самарканде, сооружение которого относится к XV в., накренился после землетрясения, так что создалась угроза его падения. В 1932 г. был объявлен конкурс проектов спасения башни. Шухов представил необычный проект и стал победителем конкурса. С его помощью башня на своеобразном коромысле конструкции Шухова была выправлена и выведена в состояние равновесия. Эта тяжелая работа была успешно выполнена не только по проекту Шухова, но и под его руководством. Остается лишь пожелать, чтобы сооружения этого выдающегося инженера восстанавливали и сохраняли с такой же тщательностью, с таким же умением. 31) Арнаутов Л.И., Карпов Я.К., Повесть о великом инженере. 2-е доп. изд. — М.: 1981, с. 238. На панно во Дворце пионеров в Москве, изображающем историческое развитие науки и техники, в 1936 г. Иван Леонидов изобразил Шаболовскую башню как сооружение, характеризующее эпоху наряду с такими техническими открытиями, как телефон, велосипед, цеппелин и самолет. (Gozak Α., Leonidov Α., Ivan Leonidov, London, 1988, s. 134, 135.) 32) Арнаутов Л.И., там же, с. 353. Карпов Я.К., 33) Аристарх Лентулов (1882—1943). Живопись, графика, театр. Каталог выставки произведений. М.: 1987, с. 86, 104, 106. 19
Воспоминания о моем дедушке Ф.В. Шухов Владимир Григорьевич Шухов (дома его называли «дедушка Шухов») — это серо-голубые, умные, добрые, чуть лукавые глаза, иногда веселые, а иногда очень усталые, с мешками на нижних веках. Он был не обычным дедушкой, а очень уважаемым главой большой семьи. Он не ласкал своих внуков, не дарил дорогих подарков, но умел говорить с нами по-взрослому, о важном для нашего возраста и, главное, разрешал сидеть на большом кожаном диване в своем кабинете и наблюдать за его работой и беседами с сотрудниками. Он как бы приобщал внуков к своей работе. В это время перед нами был очень значительный человек, решающий важные вопросы, пользующийся уважением и даже почтением собеседников. Говорил он всегда не повышая голоса, и только интонации определяли отношение к собеседнику и услышанному. Интонации от мягких и доброжелательных иногда переходили к жестким, почти приказывающим. Он мог требовать и отстаивать свою точку зрения. Возникало о Владимире Григорьевиче двойственное впечатление: добрый-дедушка и строгий руководитель. Такую двойственность детских впечатлений можно объяснить тем, что домашний и рабочий кабинеты были едины. Одна дверь кабинета вела в длиннющий коридор квартиры, вторая — в конструкторские помещения проектной конторы (Телеграфный пер., д. 13, кв. 1). Обе двери весь день были отперты, и вход был свободный. В послереволюционные годы Владимир Григорьевич жил в том же доме и на том же этаже, где была расположена контора, занимая четыре комнаты и теплую веранду, служившую столовой. Самым большим удовольствием было, придя от дедушки домой, рассказывать о виденном в кабинете. Там и большой письменный стол с красочными иностранными техническими журналами, и шкафы с книгами на разных языках в красивых переплетах, и модели башен и барж, и электрофонная машина на шкафу. Интересно было смотреть, как дедушка брал книги из шкафов и делал необходимые выписки. Когда в конструкторских помещениях не было проектантов, дедушка открывал дверь в контору и показывал чертежи на досках, расчетные таблицы, графики, как бы приоткрывая для нас, как он нас называл, «мальчиков», рабочий процесс проектирования. Удивляло количество арифмометров, весело звеневших, и логарифмических линеек. Высокий уровень вычислительных работ отличал стиль работы конторы. Обедать у дедушки было в высшей степени интересно. За большим обеденным столом собирались вся семья и гости из друзей, учеников, сотрудников. Здесь бывали академики, профессора МВТУ, Строительного института, практические работники промышленности. Владимир Григорьевич был прекрасным собеседником, умел и рассказывать, и слушать. Эрудиция его во всех областях жизни была огромна. Он прекрасно владел русскими словами и оборотами речи, очень точно прдбирая и расстанавливая слова в фразах. В построении его речи совмещались русская простота и ясность с французским изяществом. С годами из слышанного в кабинете и за обеденным столом у меня стал возникать обобщенный образ дедушки, крупного инженера и ученого, называемого иногда главой инженерного корпуса, участника многих крупных проектов. Работал Владимир Григорье- 20 вич много, по 10—12 часов в день, иногда вечером прерывал разговор с гостями, чтобы ненадолго пройти в конструкторские помещения, где в одиночестве проверял пришедшую в голову идею. Значимость дедушки в глазах внуков еще больше росла от того, что он мог свободно говорить по телефону с М.И. Калининым, А.И. Рыковым, бывшим в ту пору Председателем Совнаркома, И.В. Косиором, заместителем Председателя ВСНХ и другими крупными государственными деятелями. Мы всегда гордились тем, что башню на Шаболовке дедушка строил по указанию самого В.И. Ленина. Слава Владимира Григорьевича росла, он уже стал членом-корреспондентом Академии наук СССР, дважды Героем Труда. Отмечались его юбилеи, а он оставался таким же простым, доступным. По вечерам много гулял. Переулок, где он жил, выходил на Чистопрудный бульвар, и он проходил иногда почти полное бульварное кольцо, что составляло около шести километров. По воскресеньям выезжал гулять на Воробьевы горы, к смотровой площадке, или в Сокольники. В тридцатых годах дедушка переехал в новую квартиру, в дом на Зубовском бульваре. Новый кабинет, очень светлый, солнечный, и в нем — тот же стол, те же шкафы, тот же диван, те же модели, нет лишь двери в проектную контору. На работу, а их теперь стало две — Стальпроект и Гипронефть — нужно ездить, а сил стало меньше... И поток людей устремился в кабинет на Зубовском бульваре (Зубовский б-р, д. 16/20, кв. 64). Скольких ученых и инженеров перевидали стены кабинета... Внуки взрослели, и разговоры с дедушкой стали носить иной характер. Дедушка однажды спросил: «Кем ты хочешь быть, какая профессия тебе по душе?». Для меня вопрос был давно решен. Я ответил: «Хочу быть инженером, как дед и отец». Дедушка очень серьезно и, как мне показалось, несколько грустно посмотрел на меня и спросил: «А ты знаешь, что такое — быть инженером?». Когда я с юношеским энтузиазмом рассказал о профессии инженера, он заметил: «Ты не знаешь, как это трудно. Надо думать, все время думать, днем и ночью, и все время придумывать новое, иначе тебя жизнь отбросит. Кроме того, профессия инженера — это заводы, монтажные площадки, где тоже твое рабочее место, и есть рабочие коллективы, воплощающие инженерные идеи, о них тоже нужно думать. Как трудно работать клепальщикам, котельщикам, кузнецам». Все это было для меня откровением. Я понял, почему рабочие завода «Парострой» так любили Владимира Григорьевича и единодушно избрали его главным инженером. Подумав, он добавил: «Имей в виду, с техникой нужно быть очень честным. За обман она жестоко мстит, разрушается, ломается и не только губит твое доброе имя, но может погубить и людей». В другой раз, говоря о профессии инженера, он сказал: «Профессия инженера тем неблагодарна, что для понимания ее красоты нужно иметь знания, а красота произведений искусства воспринимается чувствами. Рекомендую тебе, прежде чем остановиться на профессии инженера, поработать на заводе рабочим, тем более что сейчас для поступления в институт требуется рабочий стаж». И еще раз дедушка преподал мне урок жизни. При сокращении численности вечернего отделения Москов-
Рис. 22. Шухов с сыновьями и внуком Федором. (Личный архив Ф. В. Шухова.) ского высшего технического училища отчислили самых молодых студентов, в том числе и меня. Я рассказал дедушке в надежде на помощь. Он подумал и сказал: «Это не так плохо. Поступай на дневное отделение на следующий год. Ты тем самым подтвердишь преданность избранной профессии, и, кроме того, неудача в начале жизненного пути закаливает характер». Конец 20-х — начало 30-х годов были временем напряженной работы как в области стальных конструкций, так и в области нефтяной промышленности, были новые замыслы и планы, но давало о себе знать здоровье. В рабочем дневнике наряду с перечнем совещаний и встреч появляются записи: «Очень устал», «Опять сердечный припадок», «Сегодня недомогание, трудно работать». Ему, привыкшему к самостоятельности и полной личной ответственности, претили бюрократические препоны, всякие проверки, ограничения, подбор кадров не по деловым качествам. Сколько раз я слышал от него: «Так мало осталось жить, жалко тратить зря силы». В последние годы Владимир Григорьевич отходит от активной работы. Ограниченное врачами рабочее время посвящает работе с учениками, консультациям, много читает, размышляет о судьбе отечественной техники. В эти годы его помощником и другом становится старшая дочь Ксения Владимировна Шухова, сохранившая многое из его творческого наследия. Вспоминая о дедушке, его творчестве, я думаю, что его успехи во многом объясняются его жизненной чистотой, нравственной строгостью, благожелательностью к людям и пренебрежением к материальным благам — качествами, присущими передовой русской интеллигенции конца XIX в. 21
Деятельность В. Г. Шухова после Октябрьской революции Второе десятилетие XX в. было для В. Г. Шухова периодом исканий, сомнений, определения жизненного пути. Ему минуло шестьдесят лет — по понятиям того времени преклонный возраст, пройден большой творческий путь. Первый инженер Российской империи, имеющий мировое имя, признанный авторитет в различных областях инженерной деятельности, казалось, В. Г. Шухов мог бы быть доволен собой, тем не менее он испытывает сомнения и разочарования. Предложенный процесс перегонки нефти при высокой температуре и большом давлении не получил должного признания. Одно из его любимых детищ, комплекс павильонов Всероссийской промышленной выставки в Нижнем Новгороде, опередило свое время, но не было надлежащим образом оценено, и эта «симфония стальных кружев», которая могла бы стать гордостью отечественной техники, была поштучно распродана и развезена по всей стране. Методы поточного строительства, унификации, стандартизации не были общеприняты. Всей своей предыдущей деятельностью В. Г. Шухов был подготовлен к участию в осуществлении крупномасштабных проектов, решению общегосударственных инженерных задач. Его дальнейшая творческая деятельность ограничивалась отсутствием заказов на крупные проекты, коммерческими интересами и производственными возможностями фирмы Бари. Участие в создании военной техники в период первой мировой войны не давало морального удовлетворения, как и в период русско-японской войны, поражение в которой В. Г. Шухов переживал весьма болезненно. Для развития инженерной деятельности, для нового творческого взлета требовались другие возможности, другой масштаб, необходимы были радикальные перемены. Подтверждалось это и знанием окружающей действительности, проистекающим из повседневного общения с коллективом строительной конторы, впечатлений от поездок по местам сооружения строительных объектов, бесед с представителями передовой русской интеллигенции. Не будет перемен — и может наступить застой, творческое угасание. Революционные перемены были приняты Владимиром Григорьевичем как должные. Отвергнув предложения об эмиграции, он отдает все силы служению делу обновленной Родины. Это стремление было высоко оценено правительством и коллективом завода. В 1918 г. Шухова единогласно выбрали главным инженером, а в 1919 г. Высший Совет Народного Хозяйства выдал ему мандат за подписью А. И. Рыкова о назначении его членом правления завода. Вместе с доверием приходят новые задания и новые работы, значимость и сложность которых непрерывно возрастают. В условиях дефицита металла и нехватки трудовых ресурсов идет восстановление промышленных объектов. Для этих целей Шухов широко применяет металлодеревянные конструкции, целесообразность которых была теоретически обоснована ранее. В частности, на Подольском паровозоремонтном заводе для возведения перекрытия с пролетом 32 м и подкрановыми балками на грузоподъемность 5 τ были применены такие конструкции, которые, по отзывам академика И. П. Бардина, сократили затраты труда и металла почти в два раза. В это же время Шухов разрабатывает теорию деревянных трубопроводов, определяет области их технической и экономической целесообразности и внедряет их в жизнь. Для постоянной и надежной связи с западными государствами и окраинами страны была необходима мощная радиостанция, и в 1919 г. по заданию главы государства В. И. Ленина Шухову как крупному специалисту и человеку, преданному делу молодого советского государства, было выдано задание на проектирование и строительство радиобашни-антенны, ставшей символом эпохи. Первоначальный проект башни высотой 350 м — уникальное, престижное сооружение. Однако, как всегда, у Шухова побеждают идеи технической и экономической целесообразности, и в дальнейшем ее высота определяется в 150 м. Но и при такой высоте башня поражает ажурностью, изяществом и даже в наши дни производит неизгладимое впечатление. Далее начинается поистине фантастический взлет в многосторонней инженерной деятельности Владимира Григорьевича. Все, что было им сделано в последующие годы, трудно перечислить, следует провести специальное исследование. Он участвует в проектировании и строительстве цехов металлургических заводов Верхнеисетского и Белореченского в двадцатые годы, металлургических комбинатов в Магнитогорске, Кузнецке, Запорожье в тридцатые годы, в строительстве Горьковского автозавода и в реконструкции Московского автозавода, решая задачи создания конструкций, несущих мостовые краны грузоподъемностью до 220 т. При реконструкции Московского автомобильного завода осуществляется переход к 6-метровому шагу колонн, что стало вехой в развитии металлических сооружений. Продолжается сооружение металлических мачт и башен, в том числе башен для четырехопорного перехода электрической линии через р. Оку, в котором одна из опор была аналогом Шаболовской башни высотой 128 м. Кроме того, в 1929 г. для специальных целей было построено несколько башен, близких по высоте. Широко развернулись работы по проектированию сооружений для нефтяной промышленности. Обретают новую жизнь прежние разработки магистральных нефтепроводов. Владимир Григорьевич участвует в двадцатые годы в разработке проектов и строительстве нефтепроводов Баку — Батуми длиной 822 км и Грозный — Туапсе, которые стали важным этапом в развитии нефтяной промышленности. Советская нефть получила возможность выхода на мировой рынок. Наконец, находит свое осуществление и крекинг- процесс перегонки нефти при высоких температурах и давлении. В1932 г. был введен в строй первый советский крекинг-завод, и в наше время являющийся образцом по простоте оборудования при высоком качестве получаемого бензина. Трудно себе представить, как мог Владимир Григорьевич в свои 76 лет успешно совмещать работу главного инженера «Стальмостпроекта» с проектированием сооружений для нефтяной промышленности и одновременно руководить проектными работами в Государственном проектном институте сооружений нефтяной промышленности. В то же время ему приходилось решать отдельные инженерные задачи, требующие интуиции и изобретательности, высокой технической эрудиции. Шухову было поручено сооружение эстака- 22
ды в Ленинградском порту, а также ангара, необходимого для строительства крупнейшего по тем временам самолета «Максим Горький». Пролет этого ангара составлял 45 м, конструкция ангара стала типовой. Кроме того, он выполнил проектирование резервуаров большой емкости, газгольдеров для завода «Дагестанские огни», консультировал при организации подъема судов, затонувших во время гражданской войны, и, наконец, организовал работы по выравниванию одного из минаретов медресе в г. Самарканде, что явилось образцом изящества инженерной мысли. При участии Шухова были проведены мероприятия по стандартизации металлических конструкций и паровых котлов. С 1926 по 1934 г. Шухов сделал столько же изобретений, сколько за двадцать лет до Октябрьской революции. Права на все свои патенты он безвозмездно передал Советскому государству. Труд В. Г. Шухова, направленный на благо Родины, получил высокую оценку народа и правительства. В 1928 г. его избрали членом-корреспондентом АН СССР, а позже он удостоился редкой чести — стал почетным членом АН СССР. ЕмУ дважды было присвоено звание Героя Труда (позднее переименованного в звание Героя Социалистического Труда). Он одним из первых был удостоен Ленинской премии. В 1927 г. Владимир Григорьевич был избран членом Всероссийского Центрального Исполнительного Комитета, а до этого дважды избирался членом Московского Совета. Так Родина оценила- его талант и верность своему народу. Рис. 23. «Главный инженер фирмы «Парострой» В. Г. Шухов рассказывает рабочим о проекте котла высокого давления». (Обложка журнала «Массовик», 1928, № 40.) 23
Об истоках новаторства Шухова Г. М. Щербо * 0 Виолле ле Дюк Э. Беседы об архитектуре. Т. 1. — М.. Академия архитектуры, 1937, с. 181. 2) Мельников Н.П. Предисловие к книге: Арнаутов Л.И., Карпов Я.К. Повесть о великом инженере. 2-е изд. — М.: Московский рабочий, 1981, с. 3. 3) Кант И. Сочинения. Т. 6. — М.: Мысль, 1966, с. 370. 4) Витвицкий Н. Керосиновое царство, в кн.: Живописная Россия. Иллюстрированный вестник отчизноведения. Т. 2. — СПб. — М.: 1902, с. 321—324, 340—346. Институт истории естествознания и техники РАН. «Священный огонь не загорается сам собой — чтобы он запылал, нужно собрать топливо, сложить его в очаг и раздувать...» — так характеризовал становление творческой личности известный французский зодчий XIX в., историк, теоретик и реставратор Виолле ле Дюк 1\ Применительно к феномену инженерной деятельности В. Г. Шухова не возникает вопрос, волновавший мыслителей со времен Древней Греции: что дает больше — хорошее природное дарование или неустанный труд познания, упражнения и целенаправленного творчества. На* основании личного общения с Владимиром Григорьевичем академик Н. П. Мельников отметил такие его незаурядные качества, как «самоотверженное трудолюбие, живость и острота мысли, скромность и искренность, интерес ко всему новому» 2). Как в учебных занятиях (начиная с гимназических лет), так и в инженерном творчестве он был образцом организованности и систематичности, умел четко выделять главные вопросы, но никогда не упускал никаких деталей. Говоря об инженерном и изобретательском творчестве вообще и о Шухове в частности, часто главный упор делают на здравый смысл как компас в работе. Это важное, конечно, требование, но недостаточное и даже в наиболее ответственных случаях не первичное. Тем не менее и сейчас приходится сталкиваться с попытками ориентировать творческий процесс, особенно в отсталых областях, на всесилие здравого смысла, основанного на личном опыте и логике. Но в этом случае многое может оказаться вне поля зрения, что не устроило бы инженера столь большого масштаба. Еще И. Кант сформулировал такое положение: «Чтобы судить о людях по их познавательной способности (по уму вообще), их делят на таких, за которыми следует признать здравый смысл — а это, конечно, не заурядный смысл, — и на людей науки» 3). Только на подлинно научной основе можно прийти к принципиально новому, к парадоксальным выводам и решениям. Сочетание качеств опытного практика и хорошего теоретика помогло В. Г. Шухову подходить к созданию новых конструкторских форм на основе научного анализа возможных технических решений в широком диапазоне, их обстоятельной математической обработки. Как показал непродолжительный, но весьма плодотворный период его работы на нефтепромыслах в Баку, условия становления отрасли с ее необычными производственно-техническими проблемами — самая благодатная почва для новаторского инженерного и изобретательского творчества4). Именно здесь сложился фундаментальный шуховский метод, основанный, во-первых, на поисках принципиально новых инженерных решений, во-вторых, на научно-аналитическом, а не имевшем тогда преимущественное распространение эмпирическом подходе, и, в-третьих, на целенаправленном, эффективном решении экономических задач. Это проявилось и в его нефтепроводе, и в круглых бесфундаментных резервуарах, и в аппарате для сжигания нефтяных остатков, и во множестве последующих проектных разработок и изобретений. Ценным качеством Шухова было умение быстро переключать свое внимание на решение новой технической задачи. Шаги в неизведанное он делал не только в молодые годы, но и во время первой мировой войны, Рис. 24. Семь* во время чаепития. (Фотоснимок В. Г. Шухова: личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 25. На качелях. (Фотоснимок В. Г. Шухова; личный архив Ф. В. Шухова.) 24
в своей послереволюционной деятельности. В этой связи можно вспомнить слова известного французского художника Э. Делакруа: «Гораздо удивительнее, когда смелость обнаруживают мастера на склоне своего творческого пути. Дерзать, когда рискуешь уже достигнутыми в прошлом завоеваниями, — бесспорно, признак большой силы» 5). Благоприятной основой для формирования прогрессивного инженерного мышления была организация учебного процесса в Техническом училище, не имевшая аналогов в других русских и зарубежных вузах. Удачное сочетание практического и теоретического обучения способствовало подготовке не только знающих, но и умеющих специалистов. Особенно хорошо было поставлено овладение производственным мастерством. Студенты обстоятельно обучались в токарных мастерских по дереву и металлу, в модельной, литейной,слесарной, сборочной,механической и кузнечной матерских, а также на монтажных работах и работах по эксплуатации котла и паровой машины. Они собственноручно изготавливали инструменты, детали приводов и даже небольшие паровые машины, которые поступали в продажу с клеймом мастерских института6). В годы учебы В. Г. Шухова (1871—1876) в училище большое внимание уделялось математической подготовке. Замечательный математик и педагог профессор А. В. Летников (1837—1888) обратил внимание на одаренного юношу и оказал влияние на его творческое развитие. Преподаватели и студенты следили за каждой новой работой основателя петербургской математической школы академика П. Ф. Чебышёва (1821—1894), особенно по теории механизмов, старались их практически использовать, поддерживать с прославленным автором контакты. Другой крупный ученый Η. Е. Жуковский (1847—1921) начал свою деятельность в училище в 1872 г. (когда Шухов перешел на второй курс) доцентом кафедры аналитической механики. Он также оценил своего ученика, который был моложе его всего на шесть лет. Об их многолетних связях свидетельствует хотя бы тот факт, что именно Жуковский в 1903 г. сделал представление Владимира Григорьевича для избрания почетным членом Политехнического общества, созданного при училище через год после окончания его Шуховым. Также в 1872 г. профессором кафедры практической механики стал приобретший хорошую репутацию на педагогической работе в Московском университете, неутомимый исследователь мирового технического опыта Φ. Е. Орлов (1843— 1892), с которым в дальнейшем сдружился Владимир Григорьевич 7). Для творческой личности всегда необходимо общение с достойными людьми, дающее пищу для ума. Весьма справедливы слова французского писателя Стендаля: «Только ум может долгое время питать другой ум, в одиночестве долго творить невозможно» 8). Из установленных в стенах родного вуза связей важнейшую роль сыграло развивавшееся долгие годы содружество с П. К. Худяковым, наглядно иллюстрирующее латинский тезис о возможности подлинной дружбы только между хорошими людьми. Петр Кондратьевич Худяков (1858—1935) был яркой личностью и человеком необыкновенной судьбы. Он в десять с половиной лет поступил в училище, сначала в подготовительные классы, а в девятнадцать с половиной лет (годом позже, чем Шухов) стал инженером-механиком. В год окончания училища был удостоен золотой медали за исследовательскую работу, оставлен для педагогической деятельности, а затем избран профессором. Характеризуя новаторские шуховские сетчатые конструкции, он отметил: «В существующих курсах инженерного и строительного искусства бесполезно было бы искать на этот счет каких-либо указаний... для этого нужна была особенная, неутолимая пытливость ума самостоятельного инженера»9). На начальном этапе инженерной деятельности Владимиру Григорьевичу посчастливилось познакомиться с великим русским ученым Д. И. Менделеевым (1834— 1907), общение с которым сыграло «немалую роль в воззрениях Шухова» 10). Круг творческих и организационных контактов Шухова с авторитетными деятелями науки, техники и производства постепенно стал весьма обширным. Его информационная активность требовала постоянного развития каналов связей. Широта контактов действовала не только как фактор активизации собственного творчества и его эффективности, но и успешно служила делу пропаганды и распространения полученных результатов, обеспечения новых заказов. Хорошим «плацдармом» для таких контактов и информационного обмена служило Политехническое общество при Техническом училище. Здесь собирались многие крупные ученые — механики, технологи, строители и представители ряда смежных областей науки и практики. Со второй половины 1890-х годов Шухов стал одним из наиболее активных членов инженерно-механического отдела Общества П), многократно делал значительные взносы в его капитал и фонды; например, в 1896—1902 гг. передал для продажи изданные им книги на сумму 1167 руб., а после избрания почетным членом Общества внес в его фонды 1600 руб. 12), крупную по тем временам сумму. В 1920-х годах, будучи профессором родного училища, Владимир Григорьевич сотрудничал с работавшими здесь крупнейшими деятелями строительной науки 13). Четыре столетия тому назад знаменитый Джордано Бруно заметил: «Особенностью живого ума является то, что ему нужно лишь немного услышать и увидеть для того, чтобы он мог потом долго размышлять и многое понять» 14). Обилие поучительной информации и впечатлений дала Владимиру Григорьевичу поездка в 1876—1877 гг. на Филадельфийскую всемирную выставку, в центр черной металлургии Питтсбург, на другие промышленные предприятия и объекты железнодорожного строительства США. Характерно, что уже тогда одаренного молодого специалиста быстро оценили и предлагали хорошо оплачиваемые должности. Много информации и личных контактов обеспечило участие в Парижской всемирной выставке 1890 г. уже в ранге прославленного новатора. Постоянным источником новой зарубежной информации для Шухова были прежде всего научно-технические журналы на английском, немецком и французском языках, которыми он владел. Для оценки условий формирования и масштаба творческого потенциала В. Г. Шухова важно учитывать гармоническую развитость личности, высокий уровень культуры, глубокий интерес не только к научно- 5) Мастера искусств об искусстве. Т. 1. — М.—Л.: 1933, с. 340. 6) Худяков П.К. Как я учился. — Советское студенчество, М., 1936, №7, с. 38—39. 7) Памяти Федора Евпловича Орлова. — М.: 1892, с. 20. 8) Стендаль. Собрание сочинений. Т. 15. — Л.: 1950, с. 614. 9) Худяков П.К. Новые типы металлических и деревянных покрытий для зданий по системе инженера Шухова. — Технический сборник и вестник промышленности, 1896, №5, с. 172. 10) Ковельман Г.М. Творчество Почетного академика и инженера Владимира Григорьевича Шухова. — М.: Госстройиздат, 1961, с. 15,18. И) Розанов П.П. Двадцатипятилетие Общества, состоящего при Императорском техническом училище. 1877—1902. — М.: 1903, с. 72. 12) Дом Политехнического общества, состоящего при Московском техническом училище. — М.: 1905, с. 56. 13) Обзор деятельности Московского высшего технического училища, изд-во МВТУ, 1926. М.: ) Джордано Бруно. Диалоги. - М.: 1949, с. 448. 25
Рис. 26. В строительной конторе Бари. (Фотоснимок В. Г. Шухова; личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 27. Траурная процессия. (Фотоснимок В. Г. Шухова; личный архив Ф. В. Шухова.) ,5) Журавский Д.И. Описание работ по возведению верхней части колокольни Петропавловского собора в С.-Петербургской крепости. — Журнал Главного управления путей сообщения, СПб., 1859, т. 30, кн. 4, с. 93—102. ,6) Щербо Г.М. ВТ. Шухов и его сетчатые конструкции. — Промышленное строительство, 1974, №5, с. 45-47. 17) Цирк, в кн.: Малая советская энциклопедия. — -М.: Советская энциклопедия, 1979, с. 370. ,8) Жандо Д. История мирового цирка: Перев. с нем. — М.: Искусство, 1984, с. 43—44, 49, 51, 72. техническим вопросам, но и к гуманитарным областям знаний. Известно, что он увлекался историей, «пристрастие к которой сохранил до последних дней своей долгой жизни» 10). На окружающие вещи внимательный и практичный человек смотрит через призму своих личностных качеств, профессиональных интересов и навыков. При этом технические идеи способны стремительно проникать в иную среду их претворения и качественно преобразовываться. Проследить ход мысли изобретателя далеко не всегда возможно. В отношении шухов- ских новаторских конструкций имеется лишь упоминание о случае с перевернутой и оказавшейся под нагрузкой плетеной корзиной, породившем идею гипер- болоидной башни. Но это могло послужить лишь нужным звеном в процессе размышлений о возможных конструктивных системах таких сооружений. Еще за четыре десятилетия до этого русский инженер и ученый Д. И. Журавский, решая аналогичную задачу при проектировании шпиля (высотой 56,4 м) для Петропавловского собора в Петербурге, рассмотрел семь вариантов 15). В их числе было смелое решение без стержней вдоль ребер восьмигранного сооружения, где каждая смежная пара колец соединяется лишь перекрестными раскосами, которые вписываются в поверхность гиперболоида вращения, своего для каждого яруса 16). Такая конструкция встречается в одном из проектов водонапорной башни, разработанной в годы деятельности Шухова. Но он делает принципиальный шаг вперед — создает сквозную гиперболоидную сетчатую систему. Рассуждая о техническом творчестве, Владимир Григорьевич однажды заметил, насколько важно черпать материал из опыта поколений, составляющего копилку выдумки и смекалки безвестных мастеров. О том, как он сам это делал, могут свидетельствовать соображения относительно прообразов некоторых его конструкций. Например, осматривая памятники русского зодчества XV—XVII веков, он не мог не обратить внимания на многочисленные кованые решетки оконных проемов, выполненные из вертикально установленных зигзагообразных элементов, соединенных между собой в местах соприкосновения. Владение основами кузнечного мастерства, конечно, способствовало проникновению в сущность этого решения. В шуховском цилиндрическом своде из гнутых полос или уголков мы видим туже идею, но в совершенно ином качестве. В этом контексте возникает один из центральных вопросов: что могло вдохновить В. Г. Шухова на создание висячих сетчатых покрытий? Их не случайно современники называли шатрами по аналогии с брезентовыми цирками-шапито. Известно, что первое одномачтовое шапито (диаметром 27,5 м) появилось в 1830 г. в США, вскоре соорудили цирковой шатер в Париже 17), а спустя примерно полтора десятилетия американцы создали конструкцию обширных сооружений этого типа, включающую дополнительные опоры между центральными мачтами. Из подобных цирков, получивших распространение в Европе, большую известность приобрел крупный немецкий цирк- шапито Кортти-Альтгофа, возникший в 1865 г. В последующие десятилетия стали сооружать гигантские шапито удлиненной формы, такие, как популярный американский цирк Барума и Бейли 18). Цирковые шат- 26
ры должны были привлечь внимание Владимира Григорьевича, в частности во время поездки в Америку. Сейчас принято все изобретения подразделять по значимости решаемых ими задач на пять уровней — от мелких усовершенствований известных технических систем до уровня, охватывающего техническое воплощение результатов новых открытий. Многие изобретения Шухова можно отнести к очень высокому четвертому уровню, содержащему крупные идеи в качестве основы для создания новых технических систем. Среди них все его сетчатые конструкции. Есть изобретения третьей группы, для которой характерно достижение результата путем полного изменения одного из элементов системы (например, форсунка, поршневой насос с гибкой штангой). Наиболее сложным и совершенным технологическим изобретением Владимира Григорьевича, ставшим хотя и не первым, но лучшим воплощением технологического открытия, была установка для крекинга нефти, которую академик А. П. Крылов назвал «венцом творческой деятельности Шухова в области технологии переработки нефти» 19). Масштаб, диапазон и глубина творческой активности этого неутомимого труженика не только впечатляют, но и служат ярким примером гармоничного и в высшей степени плодотворного сочетания природных качеств, практической и теоретической подготовки, воспитанной целеустремленности, последовательности и настойчивости, постоянного внимания ко всему новому и передовому, умения вкладывать весь творческий потенциал в решение каждой поставленной задачи. Все это явилось фундаментальной основой уникальных достижений русского инженера-новатора, во многом опередившего свое время. Рис. 28. Котельный завод Бари, здание мастерских с сетчатым покрытием (см. также рис. 76 и 77). (Фотоснимок В. Г. Шухова; личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 29. Строительство водонапорной башни в Ярославле. На переднем плане листы жести для водяного бака; 1911 г. (см. рис. 149, ж— и). (Фотоснимок В. Г. Шухова; личный архив Ф. В. Шухова.) ,9) Крылов А.П. Деятельность В.Г. Шухова в нефтяной промышленности, в кн.: В.Г. Шухов — выдающийся инженер и ученый. — М.: Наука, 1984, с. 82—87.
Сетчатые покрытия Р. Грефе * * Доктор философии, профессор, Институт легких несущих конструкций Штутгартского университета, Инсбрукский университет. В 1895 г. В. Г. Шухов сделал заявку на патент на изобретение «сетчатых систем» для покрытия зданий (см. с. 174). Формула изобретения этого патента со скупым текстом и простыми рисунками отмечает переломный пункт в историческом развитии металлических строительных конструкций. Основной идеей предложения являлось изготовление вместо обычных покрытий, состоящих из отдельных состыкованных плоских ферм, пространственных несущих конструкций из однотипных (одинаковых) частей. Линейные диагонально пересекающиеся элементы, соединенные в местах перекрещивания на заклепках или болтах, образуют сетку с ромбовидными ячейками. Эта сетка может применяться как висячая, растянутая или как сводчатая конструкция со сжатыми элементами. В обоих случаях поверхности могут быть образованы как с одинарной, так и с двоякой кривизной. Соответственно представляются возможными четыре формы покрытия, одно из них — висячее покрытие над прямоугольным планом — показано на фиг. 7 (рис. 30). Его сетчатая поверхнооть с одинарной кривизной натянута между одной коньковой и продольными контурными балками. Контурные балки, работающие на изгиб, раскреплялись в основание при помощи наклонных стоек. Висячее покрытие с двоякой (отрицательной) кривизной над круглым в плане зданием показано на фиг. 1 и 3 (рис. 30). Закручивающиеся в две стороны (направо и налево) элементы, работающие на растяжение, подвешены между наружным сжатым и внутренним растянутым кольцами и образуют сетку с увеличивающимися к наружному краю ячейками. Для покрытия центра этого круглого здания были предложены два варианта: сетчатое покрытие двоякой (положительной) кривизны со сжатыми элементами и сетчатый купол, арочные элементы которого в плане имели такое же расположение, как и растянутые элементы наружной части. Второй вариант купола с пересекающимися под прямым углом элементами в плане представлял собой сеть с одинаковыми квадратными ячейками (фиг. 2 на рис. 30). Фиг. 8—11 на рис. 30 показывают разнообразные сетчатые своды со сжатыми элементами из первоначальных описаний патентов. Окончательно на патентование был заявлен первый вариант (фиг. 8, 9 на рис. 30; см. с. 176). Преимуществами сетчатых конструкций являются заметное уменьшение веса по сравнению с обычными конструкциями покрытия; работа элементов только на одноосное напряжение (растяжение или сжатие); высокая несущая способность сетчатой поверхности и в случае сосредоточенных нагрузок; значительное упрощение изготовления и монтажа благодаря наличию одинаковых конструктивных элементов. Для описанных сетчатых конструкций речь идет по существу о двух типах несущих систем. Они всегда состоят из одинаковых элементов, которые в соответствии с действующими напряжениями должны быть по- разному скомпонованы. Для висячих покрытий растянутые элементы представляют собой металлические полосы, широкая плоскость которых совпадает с поверхностью покрытия и которые под действием собственного веса провисают и принимают форму цепной линии °. Сводчатые сетчатые покрытия, или сетчатые своды, состоят из жестких, поставленных на ребро металлических полос или из уголков. Кривизна этих покрытий получается не сама собой, а достигается при изготовлении элементов (или путем изгиба всей сетчатой поверхности при монтаже). Для соединения поставленных на ребро стальных полос требуются специальные элементы (верхняя деталь в правой ча- Рис. 30. Сетчатое покрытие здания, первоначальный вариант описания патента 1894—1895 гг. (синька 92 χ 57 см), см. рисунки на с. 175 и 176. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-48.)
Рис. 31 Висячее покрытие и сетчатый купол для здания мастерских котельного завода Бари в Москве. Чертеж с планом и разрезом, 1894 г. (99,5 χ 73 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-2-4, № 29.) сти рис. 30). Особая форма сетки создается из зигзагообразных стальных полос, которые склепаны между собой в вершинах изгиба (см. с. 176). Перед составлением заявок на получение патента Шухов опробовал конструкции предлагаемого им нового типа покрытий на практике. В 1890 г. он постороил две сводчатые сетчатые оболочки для покрытия нефтеперекачивающей станции в г. Грозном (рис. 55). Они были составлены из изогнутых по форме эллипса Z-образ- ных профилей 2). Распор воспринимался горизонтальными затяжками. Позже Шухов для подобных зданий в некоторых вариантах повторил легкие подкосные и шпренгельные системы для крайних балок и разветвляющиеся стойки стен. Свое первое висячее покрытие 3) Шухов возвел в 1894 г. в Москве над круглым в плане цехом (диаметром 44 м) котельного завода Бари. Этот редкий памятник строительных конструкций и архитектуры существовал еще в семидесятые годы 4). Однако впоследствии это сооружение, к сожалению, было разобрано, тем не менее, пользуясь немногочисленными уцелевшими документами, эту конструкцию можно себе представить. Единственный сохранившийся чертеж упомянутого сооружения с видом сверху и разрезом (рис. 31) показывает покрытие с комбинацией внутреннего сетчатого купола и внешнего висячего покрытия, схожего с конструкцией покрытия, описанной в патенте на покрытие круглого здания. Сейчас можно установить, что чертеж перед началом строительства был частично изменен, а отдельные участки не были возведены, благодаря этому мы имеем редкую возможность проследить конструктивные размышления Шухова на двух этапах проектирования. В соответствии с представленным чертежом сетчатое висячее покрытие с пролетом 11м должно было быть подвешено между наружной кольцевой стеной и внутренним кольцом, опирающимся на решетчатые стойки. Внутреннее кольцо несет также сетчатый купол, перекрывающий центральную часть здания. Он составлен из трех концентрических, соединенных кольцами жесткости сетчатых поверхностей, стержневые элементы которых представляют собой радиально расположенные, набегающие друг на друга прогоны. Схематично элементы сетчатой поверхности на плане показаны в виде системы линий. Более четко конструкция покрытия приведена на чертеже разреза, который воспроизведен с оригинала (рис. 32). Линия а на левой стороне чертежа представляет меридиональное сечение поверхности покрытия, линия b (без искажения в перспективе) — кривизну и действительную длину стальной полосы, расположенной под острым углом к плоскости сечения. Таким же образом на правой стороне линии d, с2, с3 представляют сечение по куполу, в то время как линии du d2, d3 отражают кривизну и действительную длину элементов сетки. Элементы имеют форму круговых сегментов, радиусы которых соответственно приведены у линий du d2, с/з- Вследствие того что сегментные элементы расположены под углом, сечения образованной ими сетчатой поверхности имеют эллиптическую форму. Таким образом, сетчатый купол в плане представляет собой выпуклую корзину, сплетенную из элементов эллиптической формы. Разрезы наружной и центральной частей поверхностей покрытия воспроизведены на рис. 32 только отдельными линиями, но более подробно, чем на виде сверху. Так, здесь показаны поперечные сечения колец купола и фонаря в виде тавров и гнутых профилей. Обе части покрытия выполнены из плашмя уложенных стальных полос и имеют соответственно незначительную толщину. Итак, идея на этой стадии проектирования состояла в том, чтобы для висячих и купольных покрытий изготавливать одинаковые сетчатые конструкции. В статическом смысле купола из стальных полос, имеющих малую жесткость из своей плоскости, менее желательны и при пологом очертании могли перекрывать до 22 м. Жесткость против выпучивания элементов сетки в направлении из поверхности вверх обеспечивалась сквозными тавровыми профилями (которые дополнительно создавали неизменяемые треугольные ячейки), однако в направлении к основанию купола жесткость оставалась низкой. Очевидно, Шухов не был доволен этой купольной конструкцией, поэтому она и не была реализована. Однако в данном неосуществленном проекте интересна сама постановка цели, лежащая в его основе,— разработать тип сетчатой конструкции, подходящей для покрытий, работающих Рис. 32. Разрез конструкции покрытия, показанного на рис. 31; размеры даны в метрах. (Перечерчено Г. У. Эслингером.) 29
как на растяжение, так и на сжатие. В описание патента, составленное в следующем году, эта конструкция не была включена. На фотоснимке строительных работ, сделанном в 1894 г., показана филигранная, широко раскинутая сетчатая поверхность, которая уже смонтирована по кругу, но еще не накрыта (рис. 33). По сравнению с чертежом сетка имеет большее число ячеек (каждый элемент сетки имеет в действительности 28 пересечений вместо 22, показанных на чертеже). Это означает, что либо была изменена сетчатая структура, либо был увеличен пролет, возможно, с целью уменьшения пролета перекрываемой внутренней части. Какая конструкция была применена вместо сетчатого купола, можно только предполагать. На помещенном здесь фотоснимке, сделанном В. Г. Шуховым внутри здания (рис. 34), она неразличима. Невозможно установить внешнюю форму и по рисунку, дающему панораму с птичьего полета всего комплекса зданий котельного завода Бари в Москве (рис. 35)5). В центре можно видеть два круглых здания: слева находится интересующее нас здание цеха, а справа расположено здание кузницы, которое было построено примерно в то же время. Его шатровое покрытие выполнено в дереве и имело конструкцию того же типа, который Шухов применял для перекрытия нефтяных резервуаров (см. статью М. Гаппоева «Деревянные конструкции Шухова»). Покрытие также состояло из наружной и внутренней частей, которые одновременно покоились внутри на кольцеобразных деревянных опорных конструкциях. На фотоснимке строящегося покрытия из радиаль- но поставленных на ребро балок (рис. 143) показано сжатое кольцо в центре внутренней шатровой части; открытый проем размером - 5 м в свету еще не закрыт. Как следует из рис. 35, здесь были поставлены фонари из стекла. Над производственным зданием слева можно видеть покрытие такой же формы с таким же фонарем. Были ли это такие же деревянные конструкции или аналогичные металлические, понять нельзя. Быстрота, с которой последовали изготовление и патентование этих новых конструкций в последующие годы, вызывала удивление, и уже в следующем году была построена целая группа висячих покрытий. В 1896 г. в Нижнем Новгороде была организована Всероссийская выставка — показательный смотр достижений России в ремесленном производстве и промышленности. Как указывалось выше, Шухов получил великолепную возможность продемонстрировать специалистам всего мира свои новые сетчатые строительные конструкции. Впечатляющий ряд сооружений, которые полностью были изготовлены фирмой Бари, состоял из четырех павильонов с висячими покрытиями, перекрывающими общую площадь порядка 10 160 м2, а также из четырех павильонов с сетчатыми (выпуклыми) оболочками с общей перекрываемой площадью 16 910 м2 6). Этот ряд завершался сетчатой конструкцией новейшего типа — водонапорной башней в виде гиперболоида. Заявку на получение патента на конструкцию этой башни Шухов подал в январе того же года (см. статью И. Петропавловской «Ажурная башня Шухова и сетчатые сооружения гиперболоидно- го типа»). Другую возможность применения сетчатых конструкций можно было бы продемонстрировать на мостах, проезжую часть которых предполагалось выполнить в виде сетчатых сводов. По всей видимости, такой мост не был построен (см. статью Р. Вагнер «Мостостроение»). Висячие покрытия были у трех зданий строительного и инженерного отдела: выставочного павильона с круглым планом и двух продольных зданий с прямоугольным планом (рис. 36—46), и, кроме того, у четвертого павильона с овальным планом — здания, завершающего заводско-ремесленный отдел (рис. 47—53). Эти четыре павильона, как свидетельствуют различные отчеты 7), были'наиболее выразительными среди выставочных павильонов. На это указывается и в путеводителе по выставке, который был издан на четырех языках. Остальные большие выставочные павильоны были, как сказано в путеводителе, «обычного выставочного типа, так называемые промышленные павильоны последних международных выставок»8). Шуховские висячие покрытия выгодно от них отличались. «Ротонда и прилегающие прямоугольные здания могут по праву рассматриваться как самостоятельные экспонаты. Они построены из металла инженером Бари по системе инженера-механика Шухова. Оригинальность этих конструкций состоит в том, что их покрытия образованы без прогонов сильно натянутой, висячей, образованной из листовой стали сети. Вследствие этого покрытие в разрезе образует форму цепной линии» 9). Перекрытие ротонды (диаметр 68,3 м, высота 15 м) состояло из двух висячих покрытий. Между жестким кольцом, опиравшимся на 16 опор, и одним сжатым кольцом, лежащим на наружной стене, была натянута сеть из 640 клепаных стальных полос (50,8 χ 4,76 мм, пролет сети 21,50 м). К внутреннему кольцу диаметром 25 м была подвешена мембрана из листа в форме плоского (пологого) колпака (стрела провиса 1,50 м). Напряжения растяжения во внутреннем кольце, возникающие от внешней висячей сети, частично компенсировались благодаря наличию внутренней висячей мембраны. Сетчатый купол, который не был возведен над круглым зданием мастерских котельного завода Бари, здесь как будто перевернут. Возможно, вначале было запланировано изготовить висячую оболочку полностью из одинаковых сетчатых конструкций 10). Дождевая вода отводилась на нижнюю сторону при помощи двух труб (рис. 43). По сравнению с висячими сетчатыми покрытиями листовые покрытия имели практический недостаток — необходимость устройства вспомогательных деревянных лесов для выполнения клепки и монтажа, что было относительно дорого. В то же время преимуществом листовых покрытий являлось то, что их использование позволяло сделать последний шаг к унификации всех частей. Конструкция такого покрытия могла быть заимствована у конструкций нижних висячих резервуаров водонапорных башен, которые строились начиная с шестидесятых годов во Франции, а позже в Германии. Идея выполнения днища 'цилиндрических резервуаров в виде растянутых оболочек из листовой стали принадлежит Ж. Дюпюи. В восьмидесятых годах такие висячие днища достигали пролета 18 м П). Днища резервуаров такого типа из листов толщиной не менее 8 мм подходили для оболочек, работающих на растяжение. Шухов применил подобный метод строительства в 1911 г. при возведении водонапорной баш- 30
Рис. 33. Висячее покрытие мастерских завода Бари во время строительства. Исторический фотоснимок, 1894 г. (Личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 34. Внутренний вид мастерских завода Бари. Стереофотоснимок В. Г. Шухова. (Личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 35. Котельный завод Бари в Москве (фрагмент проспекта, см. рис. 12). Постройки Шухова (слева направо): здание мастерских с сетчатыми сводами, круглое здание цеха, далее водонапорная башня, круглое здание кузницы с деревянным покрытием (слева от нее небольшой резервуар для нефти — на рисунке не виден), здание кузницы с сетчатыми сводами. 31
Рис. 36. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Ротонда и прямоугольные здания строительного и инженерного отдела с деревянными покрытиями. Чертеж с фасадами и планами (69,6 χ 103 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-1-69, №12.) Рис. 37. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Ротонда с висячим покрытием, разрез. (Альбом «Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде», 1897 г., с. 56.) Рис. 38. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Прямоугольный выставочный павильон с висячим покрытием, разрез. (Альбом «Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде», 1897 г., с. 55.) Рис. 39. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Ротонда и прямоугольный выставочный павильон в период строительства. Исторический фотоснимок, 1895 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, № 10.) 32
Рис. 40. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Строительство ротонды. Исторический фотоснимок, 1895 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №11.) Рис. 41. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Строительство ротонды. Исторический фотоснимок, 1895 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-2-37, лист 41.) Рис. 42. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Конструкция покрытия ротонды во время строительства. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №2.) Рис. 43. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Интерьер ротонды с висячим мембранным покрытием в середине и сетчатым висячим покрытием. Исторический фотоснимок, 1895—1896 гг. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №1.) 33
Рис. 44 Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Прямоугольный выставочный павильон во время строительства. Исторический фотоснимок, 1895 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-2-36, лист 31.) Рис. 45. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Прямоугольный выставочный павильон, внешний вид. Исторический фотоснимок, 1896 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №12.) Рис. 46. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Прямоугольный выставочный павильон, интерьер. Исторический фотоснимок, 1895—1896 гг. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №7.) 34
ни в г. Ярославле (рис. 149, ж-и). Легкие чашечки днищ этих резервуаров составлялись из листов толщиной всего 1,58 мм (обычная толщина кровельной стали I мм), которые при ветровом отсосе работали как купол и должны были воспринимать сжимающие силы. Как при этом удалось Шухову обеспечить устойчивость оболочки и предотвратить ее выпучивание без устройства дополнительных элементов жесткости или других средств, нам не известно. Похожее висячее покрытие построил в 1937 г. Б. Лафай в форме низкого конуса из листовой стали с повернутой вниз вершиной (пролет 30 м, толщина листа 2 мм). Для компенсации ветровой нагрузки при отсосе он был при- гружен центральным фонарем 12). В ротонде были выставлены локомотивы и железнодорожные транспортные средства. В центре находился вращающийся круг диаметром 18 м, от которого отходило 18 путей. Два пути вели в соседний прямоугольный, павильон (длина 68 м, ширина 30 м и высота II м) с висячим покрытием (рис. 36). Это покрытие в виде сети с одинаковыми ячейками (из таких же стальных полос, как и при покрытии ротонды) образовывало четырехскатную крышу. Легкая решетчатая коньковая балка опиралась на девять опор. По ребрам, как и в местах пересечения продольных и торцевых скатов, устанавливались несущие элементы из более толстых полос (20 χ 6 мм), которые натягивались от концов коньковых балок к углам. Сеть торцевых сторон имела ячейки, вытянутые поперек (по-другому, чем у продольных сторон), и передавала главные усилия в поперечном направлении в нижнюю зону через пролет, больший, чем при других видах кровли. Для уменьшения провисания сети последняя была подкреплена в середине двумя другими, натянутыми от конькового бруса к контуру, стальными полосами (30 χ 6 мм), которые одновременно служили оттяжками для стоек (рис. 44, 46). Прямые контурные элементы, работающие яа изгиб, были раскреплены через анкеры в основание при помощи наклонных стоек трубчатого поперечного сечения. Контурные элементы укладывались на вертикальных стенах, которые с некоторым шагом подпирались наклонными стойками. Таким образом, висячее сетчатое покрытие зримо простиралось только до наружного контура кровли, который представлял собой выдвинутый деревянный козырек (карниз). Растянутые металлические профили, которые связывали контурные балки со стойками, служили одновременно прогонами этого козырька (рис. 38, 45). Все сетчатые покрытия накрыты, как обычно в России, оцинкованным железом, которое крепилось по ячейкам непосредственно к сетке. Такая кровля, прежде всего для покрытий прямоугольных павильонов, способствовала повышению устойчивости. В то время как устойчивость покрытия ротонды достигалась за счет двоякой кривизны его поверхности, в случае прямоугольного плана при одинарной кривизне и относительно легких сетях (максимальный вес 20 кг/м2) можно было опасаться деформаций при неравномерно распределенной нагрузке (снег) или ветровом отсосе. Очевидно, благодаря кровельному покрытию из листа были образованы жесткие на сдвиг поверхности. Изготовление и монтаж павильонов были подготовлены и жестко распланированы по времени инженером фирмы Бари Ф. Г. Фарбштейном. В отличие от покрытий обычных выставочных павильонов, которые поставлялись в виде предварительно заготовленных частей, полосовая сталь для висячих покрытий нарезалась по шаблону на строительной площадке на элементы, которые потом монтировались в определенной, постоянно повторяющейся последовательности, что не требовало ни квалифицированных рабочих, ни дорогостоящих приспособлений. Таким образом, процесс возведения продемонстрировал дополнительно преимущества такого типа построек. «1 мая 1895 г. начались строительные работы. Согласно договору, круглое здание 1 июля и оба прямоугольных здания 1 августа 1895 г. должны быть сданы вчерне, без окончательной отделки, что и было соблюдено» 13). Перекрытие овального здания является комбинацией обеих форм висячих покрытий. Над узкими сторонами, которые имели в плане полукруглую форму, подвешивались сети в форме поверхности двоякой кривизны, а между прямыми сторонами находились две прямоугольные сети с одинарной кривизной (рис. 47, 49). Внутренние опорные конструкции (70 м длиной, 51 м шириной) состояли из двух решетчатых стоек (высотой 15 м) и одной коньковой шпренгельной балки. Верхнюю часть этой коньковой конструкции шириной 2 м, перекрытую досками, преполагалось использовать как смотровую площадку, на которую должна была вести винтовая лестница (не была возведена) в одной из двух опор 14). Прямоугольные контурные балки в средней части продольной стороны, как и у прямоугольных павильонов, были подперты снаружи двумя трубами, контурные балки в торцах загибались по окружности и образовывали сжатые полукольца. Средние поверхности покрытия одинарной кривизны имели такую же конструкцию сетки, как и в случае покрытия прямоугольных зданий. Для поверхностей двоякой кривизны обеих узких сторон должна была быть применена сетка особой формы, так как висячее покрытие перекрывало общий внутренний объем по-другому, нежели у ротонды. Хотя полосы сети ближе к середине тесно сближаются друг с другом, так что вблизи мачты образуют почти закрытую поверхность, к наружной кромке здания на удалении 23,5 м Ъни должны были бы подходить с шагом 124 см. Чтобы уменьшить получающиеся в результате этого ячейки в наружной части покрытия, исходящие из центра полосы (76,2 χ 4,76 мм) разветвляются примерно на полпути на две более тонкие полосы (50,8 χ 4,76 мм), которые образуют сеть с меньшими ячейками. Соединения элементов покрытия с поверхностями одинарной и двоякой кривизны представляют конструктивную проблему из-за различных форм ячеек на обеих сторонах, которые имеют примерно соответствующую друг другу форму поперечного сечения, но разную деформативность под действием внешних нагрузок. Шухов решил эту проблему просто, применив соединительные части в виде стальной полосы (150 χ 6 мм) (рис. 49,51). Вопрос относительно того, как достигается достаточная жесткость в поперечном направлении и как препятствует листовое кровельное покрытие скручиванию оболочки в переходнрй зоне под нагрузкой, остартся открытым. 35
. ςζο ϋ *+j^- д ч---+----1-----Ь---^ ,s- λ W 1.1 м м -Л Рис. 47. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Овальное здание заводско- ремесленного отдела с висячим покрытием; фасады, продольный разрез и план, 1896 г. (Альбом «Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде», 1897 г., с. 59.) Рис. 48. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Овальный выставочный павильон; план с расчетами, выполненными Шуховым. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-47, №60, фрагмент оборотной стороны.) г^т- /~-~у/ '^7 Tj^"- 317 -г/— ~м~: -а. ^А-__ -I 1- -+.-*-' .А' Рис. 49. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Овальный выставочный павильон с висячим покрытием; чертеж с продольным разрезом, вид сверху, детали стен и план (синька, 78 χ 63 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-48, №5.) 36
Рис. 50. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г Овальный выставочный павильон; внешний вид. Исторический* фотоснимок, 1896 г. (Альбом «Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде», 1897 г., с. 25.) Рис. 51. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Висячее покрытие овального выставочного павильона; рабочие чертежи, 1895 г. (синька 125 χ 70 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-48, №2.)
Рис 52. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Овальный выставочный павильон; интерьер во время покрытия сетки кровлей. Исторический фотоснимок, 1895 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-2-37, № 47.) Рис. 54. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Овальный выставочный павильон; деталь разветвления элемента сетки, эскиз рукописных расчетов Шухова. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-47, №60.) Рис. 53. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Овальный выставочный павильон; интерьер во время покрытия сетки кровлей, 1895 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №2.) 38
Обратимся теперь к сводчатым сетчатым покрытиям других четырех выставочных павильонов. Здание, завершающее машинный отдел (рис. 59—63), имело покрытие из трех параллельных сводов, опирающихся в середине на два ряда стоек и перекрывающих площадь -4550 м2 (пролет внешних сводов 15 м, внутреннего 23,5 м, длина здания 85 м). Здание заводско- ремесленного отдела (рис. 64—67) имело длину 222 м и площадь 10 009 м2, большая часть помещения была перекрыта над средним главным проходом тремя поставленными поперек к продольной оси сводами (с пролетами наружных сводов 15 м и внутреннего 28 м) и над обеими боковыми флигелями с такими же продольными сводами (с пролетами наружных сводов 13 м и внутренних 15 м). Внутренний объем был разделен рядом предельно гибких колонн. Павильон государственной железной дороги был перекрыт одним сводом (пролет 32 м, длина 58 м) (рис. 68—70) так же, как и относительно маленькое здание котельной машинного отдела (-15 χ 34 м) (рис. 72). Форма и метод возведения сетчатых оболочек, начиная с деталей, были всегда одинаковыми. Пересекающиеся, изогнутые по эллипсу стержневые элементы решетки образовывали своды с поперечным сечением в виде кругового сегмента. Они выполнялись из нерав- нобоких стальных уголков, широкие стороны которых ставились на ребро, а узкие располагались в плоскости решетки, что позволяло без затруднений соединять их на заклепках в местах пересечения с арочными элементами. В зависимости от пролета применялись уголки различного поперечного сечения (например, при пролете 13 м сечение уголков составляло 80 χ 40 χ χ 4,5 мм; при пролете 28 м — 100 χ 50 χ 7, 5 мм). Концы верхних арочных ребер выступали под наклоном через наружные стены и несли свес кровли. Распор свода воспринимался установленными поперек здания затяжками, которые для уменьшения напряжений изгиба в контурной балке в концах разветвлялись. При сооружении здания, завершающего машинный отдел, Шухов впервые предпринял попытку применить в сетчатых конструкциях поверхности двоякой кривизны. На одном из двух сохранившихся ранних проектов (рис. 58) над центральной частью здания показан купол в форме шляпы (пролет 25,6 м, стрела подъема 10,3 м). К сожалению, конструкция этого сетчатого купола больше нигде не приводится. Однако, исходя из размеров 16 расположенных по окружности гибких стоек и легких подкосных конструкций, которыми завершались эти стойки, можно сделать вывод, что вес этого купола был незначительный. По-видимому, не было найдено удовлетворительного конструктивного решения, так как в окончательном проекте над средней частью здания вместо купола возвышается свод с большей кривизной (рис. 61). Его оба стеклянных торца, выходящие над уровнем более пологих сводов, образовывали большие серповидные световые про- Рис. 55. Насосная нефтеперегонная станция с сетчатыми сводами в г. Грозном, 1890 г. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-2-59, №22.) Рис. 56. Схематическое изображение деформации сетчатых оболочек; слева внизу: деталь соединения, карандашные наброски Шухова (21,1 χ 19,7 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-47, №25.) Рис. 57. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде. Сетчатые своды. (Худяков П. К., Новые типы металлических и деревянных покрытий для зданий по системе инженера Шухова. 1896 г.) 39
Рис. 58. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Здание машинного отдела; чертеж с планом, разрезом и передним фасадом. Первоначальный проект с центральным куполом, ориентировочно 1894 г. (53 χ 40,7 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-1-69, №11.) Рис. 59. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Здание машинного отдела. Исполнительный чертеж с боковым фасадом, разрезом, планом и передним фасадом, ориентировочно 1894 г. (98 χ 63 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-1-69, №2.)
Рис. 60. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Здание машинного отдела, возведение сетчатых сводов. На заднем плане водонапорная башня Шухова и большой машинный зал. Исторический фотоснимок, 1895 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, № 16.) Рис. 61. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Здание машинного отдела, внешний вид. Исторический фотоснимок, 1896 г. (Альбом «Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде», 1897 г., с. 20.) Рис. 62. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Здание машинного отдела, интерьер. Исторический фотоснимок, 1896 г. (Альбом «Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде», 1897 г., с. 19.) Рис. 63. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Здание машинного отдела. Исторический фотоснимок, 1895 г. (в центре на* переднем плане В. Г. Шухов). (Архив Российской Академии наук, 1508-2-36, №37.) 41
Рис. 64. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Здание заводско- ремесленного отдела. Исполнительный чертеж с передним фасадом, боковым фасадом, поперечный разрез центральной части и план, 1894—1895 гг. (105 χ 68,5 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-1-69, №10.) Рис. 65. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Здание заводско- ремесленного отдела; интерьер, центральный неф. Исторический фотоснимок, 1895 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №9.)
емы — простой метод воздействия, создающий впечатление приподнятого центра помещения (рис. 63). Решающее значение для обеспечения несущей способности тонких, плоских несущих конструкций имеет их форма. Шухов доказал, что наиболее выгодной формой арки является парабола 15). То, что все его без исключения сетчатые своды имели поперечное сечение в форме кругового сегмента, лишь кажущееся противоречие: круговые сегменты намеренно делались так полого (стрела подъема 1/4—1/6 пролета), что их ось практически совпадала или была близка с осью плоской параболы 16). Что касается общей формы сетки сводчатых поверхностей с одинарной кривизной, более простых в изготовлении, то им свойствен тот недостаток, что они имеют меньшую несущую способность, чем конструкции с поверхностью двоякой кривизны 17). Они были относительно «мягки». Это не относится к случаю «крыш без стропил», как называли висячие покрытия. Сетчатые своды обладали достаточной жесткостью в первую очередь благодаря разработанным Шуховым дополнительным элементам конструкций с минимальными затратами материала, которые можно было бы назвать «растянутыми стропилами». От опор с регулярным шагом диагонально натягивались в три-четыре точки свода тяги (рис. 65). Действие этих едва различимых наклонных затяжек рассмотрено в статье М. Гаппоева «Арочные конструкции с системой гибких затяжек». Оно состоит в том, что загруженные части арки или свода не подпирались (с помощью сжатых элементов), а прогиб арки предотвращался путем соединения ее противоположных частей (с помощью растянутых элементов). Эти затяжки Шухов применил раньше для придания жесткости плоским аркам, в том числе при покрытии Петровского пассажа и ГУМа в Москве. Своды из стекла этих сооружений (пролет -15 м, длина 250 м) среди многочисленных пассажей XIX в., несомненно, можно отнести к самым легким конструкциям (рис. 101—105). Они были построены в 1890 г. петербургским партнером фирмы Бари, заводом металлоконструкций (архитектор А. Померанцев). В Нижнем Новгороде А. Померанцев с указанной петербургской фирмой возвел машинный зал (рис. 93, 94), внушительные стеклянные своды которого (пролет 36 м, длина 180 м) опирались на металлические арки с такими же наклонными затяжками 18). Позже Шухов применял такого типа раскрепления не столько для плоских арок, сколько для сетчатых оболочек; при этом он использовал достаточно сложные системы (рис. 98). Для сетчатых сводов в Нижнем Новгороде наклонные тяги из круглой стали устанавливались с шагом 180 см. Их разветвленные концы крепились в местах пересечения элементов сетки. Для главного свода самого большого зала, элементы сетки которого выполнялись из трех поставленных на ребро стальных полос, разветвления затяжек делали из двух более тонких круглых стержней (рис. 65). Устойчивость сетчатых сводов математически доказывается в техническом отчете П. К. Худякова — друга и соратника Шухова. Он учитывает, что снег собирается на свод только с подветренной стороны, причем во впадинах между соседними сводами образуются вертикальные стены (снеговые мешки) высотой в рост человека. Проверка деформаций покрытия под Рис. 66. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Здание заводско- ремесленного отдела. Рабочий чертеж центрального пролета, 1894—1895 гг. (86,5 χ 70,5 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-1-69, №9.) Рис. 67. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Здание заводско- ремесленного отдела. Вид из центральной части на боковые пролетные строения, 1895 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №6.) 43
Рис. 68. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Павильон государственной железной дороги, продольный и поперечный разрезы. (Альбом «Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде», 1897, с. 58.) Рис. 69. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Павильон государственной железной дороги. Исторический фотоснимок, 1896 г. (Альбом «Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде», 1897 г., с. 46.) действием этой односторонней снеговой нагрузки дала «блестящие результаты» 19). Для неотапливаемых помещений сетчатые своды так же, как и в случае висячих покрытий, покрывались оцинкованной жестью по продольным прогонам кровли без устройства теплоизоляции. Только свод павильона государственной железной дороги имел под жестью жесткое деревянное покрытие системы Шухова20). Под этим подразумевается, по-видимому, новый тип деревянных сводов, примененных Шуховым для двух выставочных зданий в Нижнем Новгороде, более подробными данными о которых мы не располагаем (см. статью М. Гап- поева «Деревянные конструкции Шухова»). Это деревянное покрытие было предназначено для дополнительного увеличения жесткости сетчатого свода павильона государственной железной дороги с самым большим пролетом 32 м. Архитектором всего комплекса павильонов является, по всей видимости, В. Косов 21). Он отказался, очевидно после согласования с Шуховым, от всякой декорации или облицовки конструкции внутри здания. За это решение позже вся ответственность должна была лечь на Шухова, так как посетители выставки были поражены необычными строительными формами и не смогли воспринять эстетическое качество павильонов (см. статью Н. Смуровой «Роль Шухова в формировании новой эстетики в архитектуре России конца XIX — начала XX вв.». Внешний вид построек по сравнению с принятым в то время напыщенным стилем обычной выставочной архитектуры был очень простой. С помощью декоративных вентиляционных решеток и других украшений Косов пытался сгладить впечатление от конструктивного характера вогнутых висячих и пологих сводчатых покрытий. Лучше всего в этом смысле им решены формы оконных проемов в кровле. Для больших сводов это были большие прямоугольные проемы, перед которыми, если смотреть изнутри, находилась сетка покрытия в виде решетки с маленькими ячейками. Для висячих покрытий можно было выбрать шестиугольные окна, исходя прежде всего из формы и расположения ячеек сетки, применив для новых конструктивных форм соответствующий язык формы. Однако из выполненных окон ни одно не совпадает по форме с ячейками сетки, находящейся внизу поверхности (см. левую часть рис. 71), хотя можно было бы найти более подходящее решение (см. правую часть рис. 71). Возможно, Косов неправильно понял предложение Шухова, поскольку в 1897 г. для кузнечного цеха завода Бари в Москве Шухов предусмотрел шестиугольные окна, совпадающие по форме с ячейками сетчатой оболочки (рис. 71, нижний ряд справа и рис. 75)22). Обратимся теперь к поздним постройкам Шухова. Хотя сетчатые выпуклые оболочки из Нижнего Новгорода в путеводителе по выставке и в специальной литературе отражены значительно меньше, чем висячие покрытия, именно они определили коммерческий успех фирмы Бари. До 1904 г. Шухов перекрыл этими конструкциями, насколько было установлено до сих пор, минимум тридцать зданий, среди которых и упомянутая кузница в Москве пролетом 25 м. Обзор всех сооружений с сетчатыми оболочками и анализ степени их сохранности до сих пор отсутствуют. Остановимся бо- 44
лее подробно на двух сооружениях такого типа. Здание цеха котельного завода Бари (рис. 76) в 1896 г. было перекрыто совокупностью поставленных поперек продольной оси цеха сетчатых сводов (70 χ 24 м). Элементы сетки свода были выполнены из Z-образных профилей (60,5 χ 45,6 мм) и раскреплены наклонными тягами. Более толстые, горизонтальные затяжки проходили через два или более свода. На примере трех- шарнирных решетчатых рам можно видеть удивительную проработку деталей: вертикальные опорные элементы рам совмещены с наружными стенами и раскреплены в середине для предотвращения потери устойчивости из плоскости рамы (рис. 77). Благодаря тому что полусводы устанавливались наклонно, поднимаясь с обеих сторон к коньку, они поддерживали друг друга, стремясь в конечном счете к более жесткой пространственной конструкции покрытия. Здание не сохранилось. Подобное покрытие из пяти поперечных сводов по решетчатым рамам было построено в следующем году (1897 г.) для цеха металлургического завода в г. Выксе (73 χ 38,4 м, пролет сводов 14,6 м) (рис. 78—85). Благодаря простому искусственному приему, с помощью которого удалось придать верхней кромке решетчатых рам форму пологого сегмента, получились своды, вспарушенные и в продольном направлении, или образовались оболочки двоякой кривизны. Для облочки такой формы должны были хорошо подходить изогнутые по эллипсу элементы сетки из Z-образных профилей. В сечении в продольном и поперечном направлениях эти своды образовывали круговые сегменты со стрелой выгиба, равной 1/6 пролета. Кровельное покрытие крепилось к прогонам кровли, которые благодаря незначительной криьИЗне свода укладывались в продольном направлении. Таким образом, Шухов осуществил прорыв к пространственным выпуклым конструкциям, схожим с висячими сетчатыми конструкциями, но с элементами, работающими на сжатие. Значительно увеличенная несущая способность, которая была достигнута благодаря приданию такой формы, должна была бы сделать ненужной установку наклонных тяг. На чертеже (рис. 78) и в разных схематических изображениях (например, в черновиках Шухова) наклонные затяжки отсутствуют. Кроме того, чтобы полностью освободить внутреннее помещение от растянутых элементов, вместо горизонтальных затяжек по стенам коротких сторон здания устанавливались пилоны. То, что в результате были поставлены все же наклонные тяги с большим шагом, может быть объяснено как мера предосторожности для нового типа сооружений. Цех в Выксе сохранился до настоящего времени, так что мы имеем особо счастливый случай, позволяющий судить о мастерстве Шухова. Скромный, в прошлом тщательно оформленный внешний вид этого здания целевого назначения с четким членением большими окнами полностью изменен. Однако конструкции покрытия еще находятся в довольно хорошем состоянии (см. статью И. Казуся «О сохранении сооружений Шухова»). В качестве еще одного примера можно упомянуть о куполе над вестибюлем трубного завода в г. Самаре. Когда был разработан этот проект (рис. 86) и был ли он реализован, не известно. Два небольших остекленных Рис. 71. Оконные проемы на сетке покрытия, левая часть: окна в висячем покрытии в Нижнем Новгороде; правая часть: другие возможные формы окон, образованные из форм ячеек; йижний ряд справа: окна в сетчатом своде здания кузнечного цеха котельного завода Бари. (Чертеж Г. У. Эслингера.) Рис. 70. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Павильон государственной железной дороги во время строительства. Исторический фотоснимок, 1895 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №3.) Рис. 72. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г. Котельная машинного отдела. (Архив Российской Академии наук, 1508-1.) 45
Рис. 73. Сетчатые своды, которые возводились после 1896 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-62, №6.) Рис. 74. Сетчатые своды, построенные после 1896 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-62, №4.) Рис. 75. Котельный завод Бари в Москве, сетчатые оболочки прямоугольного здания кузницы. Рабочий чертеж 1897 г. (83,5 χ 54 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-2-4, № 20.) Рис. 76. Котельный завод Бари в Москве, прямоугольное здание мастерских. Чертеж с поперечным и продольными разрезами, 1896 г. (36,4 χ 22,7 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-65, №29.) Рис. 77. Котельный завод Бари в Москве, прямоугольное здание мастерских. Рабочий чертеж, 1896 г. (92 χ 70 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-2-4, № 23.)
купола над планом в форме эллипса (5 χ 3,6 м; стрела подъема 1,35 м) наглядно показывают принцип симметричности выпуклых оболочек и висячих конструкций: под стоящим верхним куполом висит точно такой же, но более плоский перевернутый купол. В связи с этим была получена возможность применения одинаковых стержневых элементов сводов. Жесткость и неизменяемость обоих куполов обеспечивались за счет колец и треугольных ячеек. , После построек в Нижнем Новгороде Шухов спроектировал и другие висячие покрытия, но не построил их. Один из таких проектов возник при замене вышеупомянутого шатрового покрытия над кузницей котельного завода Бари (рис. 143). Шухов заменил его в 1902 г. на покрытие такого же внешнего вида из металлических ферм. Эта конструкция сохранилась до настоящего времени (рис. 109—111). Однако первоначально, как следует из чертежа размещения стоек в здании кузницы (рис. 87), было предусмотрено другое покрытие. Из верхней части решетчатой стойки, показанной на виде сбоку, по обе стороны металлической кольцевой конструкции отходят две линии. На левой линии написано слово «чаша», на правой — «сетчатое покрытие». Таким образом, здесь было предусмотрено такое покрытие, как и покрытие ротонды в Нижнем Новгороде, с подвесной сетью над внешней частью и висячей вогнутой оболочкой из листа над внутренней частью. Сделанные неизвестной рукой в карандаше чертежи, заимствованные у Шухова, показывают Московский Художественный театр. Над зрительным залом (диаметр 60 м, 3000 мест) в первом проекте было предусмотрено (рис. 88, 89) покрытие в форме усеченного конуса. Оно выполнялось из прямых, расположенных радиально стальных балок, нижние концы которых упирались в растянутое кольцо на внешней стене, а верхние — во внутреннее сжатое кольцо. К сжатому кольцу с диаметром в свету 21,5 м была подвешена чаша из листовой стали с фонарем, расположенным в центре. Все покрытие представляет собой комбинацию из двух прежних видов конструкций. Внешнее металлическое конусообразное покрытие является увеличенным вариантом внутренней части деревянной крыши кузницы завода Бари (рис. 143), внутреннее висячее покрытие представляет собой чашу из листовой стали с такими же размерами, которая была описана в проекте того же здания. Второй проект покрытия, который был сначала тонкими линиями эскизно нанесен на первый, а потом представлен на отдельном чертеже (рис. 90,91), предусматривал в центре огромную висячую чашу из листовой стали с впечатляющим пролетом 40 м. Московский Художественный театр был построен не по этому проекту, а по проекту архитектора Ф. О. Шехтеля. Шухов выполнил конструкцию покрытия сцены, а позже (1907 г.) сконструировал вращающуюся сцену. Историческое значение висячих покрытий и сетчатых оболочек Шухова было оценено и детально рассмотрено разными авторами 23). В развитии строительных конструкций можно лишь обнаружить единичные проекты и постройки, где были достигнуты или найдены сравнимые решения. Так, в 1824 г. чешский инженер Ф. Шнирх изобрел висячее покрытие (патент 1826 г.). Его конструкция состояла из параллельных цепей, которые, как прогоны, были подвешены между коньком и наружными стенами. Что касается немногих висячих покрытий, которые были построены в последующее время, то здесь можно говорить скорее о традиционных конструкциях, которые висели на цепях или тросах. Идея применить сетчатую систему для сводчатых металлических конструкций покрытия по- Рис. 78. Прокатный цех металлургического завода в г. Выксе. Чертеж с продольным разрезом, планом и поперечным разрезом, 1897 г. (синька, -70 χ 65 см). (Краеведческий музей, г. Выкса.) 47
Рис. 79. Прокатный цех металлургического завода в г. Выксе во время строительства, 1897 г.; старые здания мастерских сзади были снесены после завершения строительства цеха. Исторический фотоснимок. (Личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 80. Прокатный цех металлургического завода в г. Выксе во время строительства, 1897 г. Исторический фотоснимок. (Личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 81. Металлургический завод в г. Выксе, литография -1900 г. (фрагмент с цехом, покрытие для которого выполнено Шуховым) (99,5 χ 70,5 см). (Краеведческий музей, г. Выкса.) 48
Рис. 82. Прокатный цех металлургического завода в г. Выксе, 1897 г. Сетчатая оболочка после вскрытия кровли. (Фотоснимок И А. Казуся, 1989 г.) Рис. 83. Прокатный цех металлургического завода, г. Выкса, 1897 г. Вид на кровлю. (Фотоснимок И. А. Казуся, 1989 г.) Рис. 84. Прокатный цех металлургического завода, г. Выкса, 1897 г. Вид снизу на сетчатые оболочки. (Фотоснимок И. А. Казуся, 1989 г.) Рис. 85. Прокатный цех металлургического завода, г. Выкса, 1897 г. Интерьер (Фотоснимок И. А. Казуся, 1989 г.) 49
Рис. 87. Котельный завод Бари в Москве. Расположение колонн в кузнечном здании. Чертеж висячего покрытия, 1901 г. (69,8 χ 37 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-2-4, №9.) Рис. 86. Трубный завод в Самаре. Чертеж купола над вестибюлем (синька 67,7 χ 54 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-2-2, № 24.) явилась впервые в «Учении о конструкциях» Г. Молле- ра в 1828 г. Прототипом послужили постройки поздней готики, у которых «... все длинные линии соединены через короткие промежутки в неподвижных точках или узлах в виде сетки...» 24). Купол из кованого железа над восточным средокрестием собора в Майнце, построенный Моллером (1828 г.), был первым металлическим сетчатым куполом вообще. Его поверхность была усилена пространственной подкосной системой. Металлические куполы, при которых все элементы находились в одной поверхности (тонкостенные), строил с 1863 г. И. В. Шведлер. Они состояли из радиальных, изогнутых прогонов, горизонтальных колец и пересекающихся растянутых элементов. Конструкция Шведлера должна была быть известна Шухову. Мы не знаем, сколь хорошо он был информирован о более ранних разработках. Значительное число публикаций в этой области вряд ли были ему доступны. В своих статьях Шухов ограничивался обычно изложением своих методов расчета. Его суждения по конструкциям других авторов были редкими. Относительно собственных работ Шухов воздерживался от дальнейших письменных комментариев. Некоторые из его немногих высказываний дошли до нас лишь через его давнишних сотрудников и друзей. От него самого
Рис. 88 и 89. Московский Художественный театр. Первый проект с центральным висячим (мембранным) листовым покрытием. Продольный разрез и боковой фасад, карандашный чертеж, 1901 г. (37,1 χ 23,1 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-56, №4, об. сторона.) едва ли можно было узнать что-либо о его подходе к проектированию и возникновению конструкций покрытия, способах их изготовления, монтажа или о представлении эстетических аспектов этих конструкций. Поэтому на многие вопросы можно ответить лишь предположительно, а на некоторые ответить вообще невозможно. Например, допускают, что при разработке шуховских сетчатых покрытий имели место испытания на моделях, однако это предположение никак не подтверждено. Так, с некоторой достоверностью можно объяснить предпочтение, отдаваемое Шуховым покрытиям над зданиями с круглым планом не столько с точки зрения конструктивных преимуществ, сколько тем, что его ранние конструкции покрытий возникли при строительстве цилиндрических резервуаров и он и дальше применял удавшийся тогда опыт. Многие новые сведения могут быть раскрыты путем продолжения исследований в архивах. «Крыши без стропил» Шухова позволили впервые перейти в металлических строительных конструкциях к пространственным (тонкостенным) несущим конструкциям из одинаковых элементов. Шухов предвосхитил конструктивные решения, которые получили дальнейшее развитие и широкое применение только в середине нашего столетия. Рис. 90 и 91. Московский Художественный театр. Второй проект с центральным висячим (мембранным) покрытием большого пролета. Поперечный разрез и главный фасад, карандашный чертеж, 1901 г (22,6 χ 18,4 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-57, №159, об. сторона)
Рис. 92. Висячие покрытия зданий с круглым планом. Проекты и сооружения. (Чертежи выполнены С. Шанцем и X. Фойгтом.) 1. Здание мастерских котельного завода Бари, проект 1894 г. 2. То же здание мастерских котельного завода Бари, построенное покрытие, 1894 г. 3. Ротонда в Нижнем Новгороде, построена в 1895 г. 4. Здание кузницы котельного завода Бари, проект (неосуществленный), 1901 г. 5. Московский Художественный театр, первый проект, 1901 г. 6. Московский Художественный театр, второй проект (неосуществленный), 1901 г.
Примечания !) Для висячих покрытий над прямоугольным планом кроме стальных полос ошибочно предполагалось использовать стальные уголки. Вообще на некоторые ошибки указывает то обстоятельство, что перед подачей заявки на патент в описания вносились значительные изменения. 2) Ковельман Г.М. В.Г. Шухов. Том 2: Металлические конструкции (машинописная рукопись). — М.: 1953. (Архив Российской Академии наук, 1508-2-37, лист 71.) 3) Петропавловская И.А. Легкие строительные конструкции русского инженера В.Г. Шухова. Доклады на I Международной конференции, SFB-230, Штутгарт, 1989, с. 283. (Указывается, что В.Г. Шухов для одной насосной станции в Майкопе уже в 1890 г. построил висячее покрытие. Источник этой информации автору неизвестен.) 4) Щербо Г.М. В.Г. Шухов и его сетчатые конструкции. — Промышленное строительство, Москва, 1974, № 5, с. 45—47. 5) Эта гравюра выполнена по литографии. Ее сильно уменьшенное изображение находится на географической карте, выпущенной фирмой «Бари», на которой указаны все построенные объекты (рис. 307). Литография выполнена издательством Eckert & Pflug (Лейпциг). 6) Все последующие размерности взяты из строительных чертежей или из расчетов Шухова, приведенных на с. 178—183. 7) Отчет о промышленной и художественной выставке в Нижнем Новгороде; см. с. 12, прим. 16—18, и с. 186, прим. 51—52. 8) Всероссийская выставка 1896 г. в Нижнем Новгороде. Путеводитель город — ярмарка — выставка. — С.-Петербург, 1896, с. 114. 9)Там же, с. 179. ,0) Висячая чаша была начерчена в первоначальном варианте чертежа в описании патента для висячих покрытий для круглых зданий (рис. 30, фиг. 1). В соответствии с описанием патента там должна была быть сетчатая висячая конструкция. n)Werth J., Ursachen und technische Voraussetzungen fur die Entwicklung der Wasserhochbehalter, in.: B. und H. Becher, Die Architektur der Forder- und Wasserturme, Munchen, 1971, s. 349, 352ff. 12) Frei O., Das hangende Dach, Berlin, 1954, s. 25f. 13) Худяков П.К., см. с. 12, прим. 16. ,4)См. с. 141, прим. 8 ,5) Шухов В.Г. Стропила (1.9). ,6) Парабола получается под действием равномерной нагрузки, цепная линия — под действием собственного веса арки, в которой нет изгибающих напряжений. При отношении стрелы подъема к пролету 1 :5 окружность, парабола и цепная линия практически совпадают. (Dazu beispielsweise: Schleyer F.-K., Berechnung von Seilen, Seilnetzen und Seilwerken, in: F. Otto, F.-K. Schleyer, Zugbeanspruchte Konstruktionen. Bd. 2, Berlin u. a., 1966, s. 102; Graefe R. Zur Formgebung von Bogen und Gewolben, in: Architectura, 1/1986, s. 50—67.) ,7) Vgl. Isler H., Zur Korrelation von Formgebung und Stabilitat bei dunnen Schalentragwerken, in: Weitgespannte Flachentragwerke, Kolloquium Mai 1979, 2. Berichtshelft, Sonderforschungsbereich 64 der Universitat Stuttgart, 1979, s. 175ff. 18) Бертольд Буркхард обратил мое внимание на один отчет (VDI 40, 1896, с. 731), согласно которому немецкий инженер Крелль будто бы претендует на авторство изобретения арочных систем с наклонными тягами. Крелль был руководителем металлургического завода в Санкт-Петербурге (партнер фирмы Бари).В докладе он сообщил о строительстве его заводом Пассажа и Верхних торговых рядов (ГУМа), а также большого машинного зала в Нижнем Новгороде. При этом он упомянул и о висячих покрытиях Шухова. Возможно, неназванный автор отчета неправильно понял высказывания инженера Крелля. Во всяком случае, Шухов провел расчеты всех конструкций, и только он применял их в дальнейшем, так что не подлежит сомнению, что автором изобретения является он. 19) Худяков П.К. Новые типы металлических и деревянных покрытий для зданий по системе инженера Шухова. — Технический сборник и вестник промышленности, 1896. 20)Там же. 21) В путеводителе по Нижегородской выставке Косов указан как архитектор только здания заводско- ремесленного отдела. 22) В доме К.С. Мельникова в Москве (постройка конца 20-х годов) наружные кирпичные стены были выполнены в виде сетчатой конструкции с шестиугольными проемами, в которых располагались окна такой же формы. Толчком для этого могли послужить шуховские покрытия павильонов. Мельников построил в Москве в 1927—1929 гг. вместе с Шуховым два гаража (рис. 133—140); Хан-Магомедов СО. Кривоарбатский переулок, 10. — М.: 1984. 23) Шедлих X., докторская диссертация, 1967, Веймар, с. 103ff и 110ff; Ковельман Г.М. Крупнейший русский инженер — Владимир Григорьевич Шухов (1853—1939). — Труды по истории техники, 1954, 8, с. 64—88; Graefe R., Hangedacher des 19, Jahrhunderts, in: R. Graefe (hrsg.), Zur Geschichte des Konstruierens, Stuttgart, 1989, s. 168—187. 24) Ritgen H., BeitrSge zur Wurdigung des Antheils der Lehre von den Constructionen in Holz und Eisen..., Leipzig, 1835, s. 4. 53
Арочные конструкции с системой гибких затяжек Μ. М. Гаппоев * !) Рабинович Н.М. Вопросы теории статического расчета сооружений с односторонними связями. — М.: 1975. 2) Худяков П. Новые типы металлических и деревянных покрытий для зданий по системе инженера Шухова. — Технический сборник и вестник промышленности, М, 1896, №5, с. 169—172; Ковельман Г.М. Творчество почетного академика и инженера Владимира Григорьевича Шухова. — М.: 1961, с. 168—185. 3) Pevsner H.F., Lexikon der Weltarchitektur, MUnchen, 1971, Stichwort "Freyssinet"; Burkhardt В., Osswald Α., Luftschiffhallen, in: R. Graefe (hrsg.), Zur Geschichte des Konstruierens, Stuttgart, 1989, s. 195. 4) Ковельман Г.М. Творчество почетного академика и инженера Владимира Григорьевича Шухова. — М.: 1961, с. 168—185. * Канд. техн. наук, МИСИ им. В.В. Куйбышева. Все, сказанное о В. Г. Шухове как об инженере с безукоризненным чувством работы конструкции и способности находить самые простые и экономичные решения, проявляется и в его арочных конструкциях. Чтобы избежать двусмысленности в терминологии, будем придерживаться системы понятий, которой пользовался сам В. Г. Шухов. Основные положения конструирования и расчета арочных конструкций он изложил в монографии «Стропила» (1.9). В данном случае под «арочными конструкциями» подразумеваются как плоские конструкции в виде арок, усиленных системой стержневых элементов-тяг, так и пространственные конструкции в виде сводов с аналогичной системой тяг. Известно, что расчет сводчатых конструкций выполняют аналогично расчету арок. Поэтому общий принцип работы арочных конструкций с системой гибких затяжек можно рассмотреть на примере арок с подобной системой затяжек или арочных ферм. В своей основе арочные фермы В. Г. Шухова имели жесткий верхний пояс — арку, который изготавливали из стали или древесины. Для увеличения изгиб- ной жесткости верхний пояс часто выполняли в виде сквозной арки. Такое решение, например, было применено в покрытии выставочного павильона в Нижнем Новгороде (рис. 93, 94). Арка верхнего пояса была выполнена из двух ветвей уголкового профиля, соединенных между собой треугольной решеткой. Арка имела полуциркульную форму, а точнее — форму ломаной линии, вписанной в окружность; каждая арка состояла из четырнадцати монтажных секций. Здание выставочного павильона было трехпролетное. Все три пролета здания имели арочные покрытия с системой гибких затяжек. Использование сквозного верхнего пояса арочной фермы позволило создать большую изгибную жесткость и сохранить легкость конструкции. Для покрытия Нижегородского выставочного павильона были применены арочные фермы с четырьмя наклонными растянутыми стержневыми элементами — тягами. Эти гибкие тяги, или затяжки, были выполнены из круглой стали и крепились к нижней ветви арки при помощи листовых фасонок. Применение горизонтальных затяжек в арочных конструкциях для восприятия горизонтальных распирающих усилий, или распора, в арках общеизвестно. Отличительной особенностью предложенных В. Г. Шуховым конструкций арочных ферм было применение наклонных тяг, которые увеличивали жесткость арок. Тяги работали и рассчитывались только на растяжение, имели вследствие этого небольшое поперечное сечение и не утяжеляли конструкции. Работа предложенных арочных ферм совершенно отличается от работы аналогичных ферм с применением жесткой решетки. Дело в том, что в разработанных Шуховым арочных конструкциях наклонные тяги, выполненные из гибких стальных стержней, могли воспринимать только усилия растяжения. При возникновении в них сжимающих усилий они должны терять устойчивость или выпучиться, другими словами, выключиться из работы конструкции. По существу, намного опередив свое время, В. Г. Шухов применил новый тип конструкций, который впоследствии получил название «системы с односторонними выключающимися связями» °. Эти конструкции имеют ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с традиционными и в настоящее время рассматриваются как один из типов наиболее перспективных конструкций. Глубокие исследования, проводимые в области систем с односторонними выключающимися связями, показывают их эффективность и целесообразность применения для широкого класса сооружений. Эти исследования приводят к реализации целого ряда идей формообразования современных легких конструкций. Известными представителями конструкций, имеющих в своей основе системы с односторонними выключающимися связями, являются вантовые или комбинированные мосты. Эти конструкции уже имеют историк) своего развития и применения и насчитывают множество реализованных примеров. В значительно меньшей степени разработаны конструктивные формы и теория расчета комбинированных стержневантовых, а также сводчатых или арочных конструкций с гибкими связями. Предложенные В. Г. Шуховым арочные фермы с тягами являются первыми арочными конструкциями покрытия с односторонними выключающимися связями. Они предшествовали появлению целого ряда сводчатых и арочных конструкций легких покрытий. Принципы расчета и проектирования арочных конструкций с системой гибких затяжек В. Г. Шухов изложил в своей теории расчета арочных ферм (1.9). При проектировании стропильных покрытий главные задачи связаны с решением вопросов об использовании той или другой системы ферм, выборе числа ее узлов или панелей, расположении прогонов и, наконец, об определении расстояний между фермами. Все эти вопросы были рассмотрены В. Г. Шуховым, включая и вопрос выбора очертания верхнего пояса в случае арочных ферм с гибкими тягами. С решением этого комплекса вопросов выполнялась основная задача проектировщиков по снижению материалоемкости или минимизации веса покрытия. Прежде всего на примере наиболее простого случая — арочной фермы с тремя тягами (рис. 95) — В. Г. Шухов разработал методы определения усилий в ее элементах, включая определение моментов в верхнем поясе. При определении продольных усилий было сделано допущение, что в места прикрепления растянутых тяг врезаны шарниры. После этого задача была решена в общем виде для арочных ферм с произвольным числом растянутых элементов — тяг. Как работает арочная система Шухова, наглядно представлено на рис. 96. Последуем рассуждениям В. Г. Шухова при решении этой задачи. Допустим, что в предложенных арочных конструкциях все односторонние связи являются двусторонними, т. е. элементами, способными воспринимать как растяжение, так и сжатие. В этом случае рассматриваемые арочные фермы независимо от количества гибких тяг будут являться один раз статически неопределимыми системами. Вследствие этого из обычных условий статики можно составить уравнения моментов, число которых на одно меньше количества тяг. Говоря по-другому, число уравнений должно быть меньше, чем количество неизвестных усилий. Для того чтобы определить усилия в элементах арочных ферм, необходимо наличие еще одного условия. 54
Рис. 93. Всероссийская выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г.; большой машинный зал. Архитектор А. Н. Померанцев. Конструкция завода металлоконструкций в Петербурге, чертеж покрытия. (Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде, С.Петербург, 1897, с. 5.) Рис. 94 Всероссийская выставка в Нижнем Новгороде, 1896 г.; большой машинный зал; внешний вид. Исторический фотоснимок 1896 г. (слева находится водонапорная башня Шухова). 5U-o- -А. '> Рис. 95. Арка, усиленная затяжками. Эскиз из черновиков Шухова. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-59, №4.) Рис. 96. Характер работы затяжек в арочных конструкциях Шухова. (Эскизы выполнили Г. У. Эслингер и Й. Томлов.) .-—-И 55
Рис 97. Возведенные решетчатые своды с гибкими затяжками, 1896—1904 гг. Наброски ν, записной книжки Шухова со следующими данными заказчик, пролет, длина здания, перекрываемая площадь, шаги ферм, вес элементов конструкций, общий вес/см2. (Архив РАН, 1508-1-57, №69, 70, 73) Однако при реальной работе предложенной В. Г. Шуховым конструкции арочной фермы, как уже отмечалось выше, гибкая тяга не может работать на сжатие. Поэтому при реальных загружениях фермы, в одной из тяг возникает сжатие, и она выпучивается. Таким образом, одна из связей выключается из работы конструкции. В этот момент рассматриваемая система становится статически определимой, и ее дальнейший расчет значительно упрощается, так как число неизвестных и число уравнений статики одинаково. Определение места выключения связей в таких системах является наиболее важным и ответственным моментом расчета конструкций с односторонними связями. При современных способах расчета конструкций с односторонними выключающимися связями на ЭВМ производится перебор всех возможных вариантов загружения с поочередным исключением из работы связей, в которых возникают усилия сжатия. В результате этого находят систему, в которой все гибкие связи работают на растяжение. В. Г. Шухов предложил определить места выключения связей, исходя из простого геометрического рассмотрения системы при различных загружениях и в зависимости от местоположения примыканий наклонных тяг к арке. В результате этого рассмотрения из системы исключались лишние связи. Затем для определения растягивающих усилий в тягах можно также на основе геометрических пропорций составить уравнения моментов в количестве, равном числу оставшихся растянутых связей или количеству неизвестных. Получение таким образом во всех тягах растягивающих усилий является подтверждением правильности определения места выключения связей. После определения усилий в тягах можно вычислить момент в произвольном сечении верхнего пояса, составив уравнение моментов относительно этого сечения. Предложенный В. Г. Шуховым геометрический способ определения усилий в арочных конструкциях, по мнению последующих исследователей 2), выгодно отличается простотой и достаточной точностью и может применяться в практических расчетах и в настоящее время. Анализируя очертания верхнего пояса арочных ферм, В. Г. Шухов наряду с прямолинейными элементами рассматривал арки кругового и параболического очертания. Исходя из критерия получения минимальных напряжений в верхнем поясе арочной фермы или в конечном счете из минимальных абсолютных величин изгибающих моментов, были определены и рекомендованы оптимальные места прикрепления наклонных растянутых элементов к арке. При этом была показана эффективность установки наклонных тяг. Так, в случае параболической арки с тремя тягами, расположенными наивыгоднейшим образом, абсолютное значение изгибающего момента почти в три раза меньше, чем в арках, имеющих только одну горизонтальную затяжку. Предварительно аналитически было доказано, что места оптимального прикрепления наклонных тяг для арок с тремя затяжками расположены примерно в третях пролета арки. Результаты анализа работы ферм В. Г. Шухов систематизировал (рис. 97) и изложил в виде рекомендаций по применению арок с произвольным числом тяг в зависимости от пролета ферм. С целью упрощения расчета для каждого типа арочных ферм в табличной форме 56
приводились значения усилий в тягах и изгибающих моментов в верхнем поясе — арке. Завершая рассмотрение комплекса вопросов по проектированию сводов и арочных конструкций с системой гибких затяжек, В. Г. Шухов провел оптимизацию всего покрытия с их применением, исходя из критерия минимального расхода материала, или минимизацию веса покрытия. Он оперировал комбинацией трех факторов — расстоянием между фермами, или шагом ферм, шагом элементов обрешетки и расстоянием между узлами верхнего пояса, т. е. длиной панелей верхнего пояса арочной фермы. В результате оптимизации аналитически доказано, что, во-первых, вес покрытия на единицу площади уменьшается пропорционально уменьшению длины панелей верхнего пояса и расстоянию между фермами; во-вторых, минимальный вес покрытия достигается при равенстве всех трех параметров, т. е. равенстве длины панелей верхнего пояса шагу ферм и шагу элементов обрешетки. Отсюда вытекает, что идеальным в отношении минимального расхода материала является случай, когда обрешетки нет, а расстояние между фермами таково, что на них можно непосредственно устанавливать элементы кровли. При этом верхний пояс фермы должен быть разбит на панели, длина которых равна шагу ферм. В случаях когда обрешетка или сплошной настил выполнены из дерева, для уменьшения веса покрытия В. Г. Шухов предложил разбивать верхний пояс фермы на большое число панелей и сводить до минимума расстояние между фермами. Минимизация веса покрытия привела к логическому выводу о целесообразности применения в покрытиях пространственных сетчатых сводов. Первые из этих конструкций были реализованы для покрытия зданий Нижегородской выставки. При исследовании арочных конструкций с системой гибких затяжек следует обратить внимание на решение отдельных деталей и сопряжений. В первую очередь речь пойдет о растянутых^лементах — тягах. Их присоединение обычно осуществлялось при помощи болта или заклепки к полке металлического профиля арки или посредством промежуточного элемента — фасонки из листовой стали. В случае применения древесины для верхнего пояса арочной фермы или при использовании дощатых сводов предусматривались дополнительные мероприятия, предотвращающие местные разрушения древесины от смятия в местах присоединения тяг. При сетчатом решении покрытия тяги прикреплялись в узлах сетки. Для обеспечения необходимого натяжения и предотвращения провисания тяги были снабжены стяжными муфтами (рис. 65). Однако часто в реализованных арочных конструкциях Шухова, например в покрытии ГУМа в Москве (рис. 104), стяжные муфты отсутствуют. В то же время тяги имеют необходимое равновесное натяжение. Для объяснения причины такого явления недостаточно сослаться на точность изготовления элемента и монтажа конструкции. Можно с достаточной точностью предположить, что В. Г. Шухов использовал возможность натяжения всех наклонных тяг путем предварительного напряжения, которое создается благодаря податливости опор арок и изменения вследствие этого длины горизонтальной затяжки. Ь-е'-Ч *ΜΙ£χλλλ wpexbAtx*/>KQ>\*\* Рис. 98. Решетчатая оболочка Гружевского сахарного завода, 1904 г.; расположение растянутых элементов. (Архив РАН, 1508-2-87, лист 83.) Рис. 99. Свод из нескольких слоев досок, пролет 21 м. План и поперечный разрез, продольный разрез и общий вид, 1896 г. (Худяков П., 1896, см. с. 12, №16.) Рис. 100. Сводчатое покрытие из нескольких слоев досок. Конструкция затяжки. (Худяков П., 1896, см. с. 12, № 16.) 57
Рис. 101. ГУМ в г. Москве (бывшие верхние торговые ряды), 1889—1893 гг. Центральная линия. Архитектор А. Н. Померанцев, инженеры A. Ф. Лолейт (железобетонные мосты) и B. Г. Шухов (покрытие пассажей). (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 102. ГУМ в г. Москве, 1889- 1893 гг. Вид сверху на покрытие пассажа (справа Красная площадь с собором Василия Блаженного). (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 103. ГУМ в г. Москве, 1889— 1893 гг. Вид снизу центрального купола. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) 58
Позже эти арочные конструкции Шухова были применены и развиты другими инженерами и архитекторами. В 1916 г. при строительстве ангара из железобетона французский архитектор Фрезине 3) использовал для опалубки арки параболического очертания, которые были усилены при помощи гибких тяг (рис. 106). Чтобы избежать выпучивания арки в начале бетонирования из-за большой нагрузки, в нижней части было предусмотрено большее количество затяжек. Согласно монографии Ковельмана4), посвященной теории арочных ферм, в те годы, когда В. Г. Шухов начал применять арочные конструкции, еще не были найдены элементарные способы расчета стержневых систем подобного типа. Это, на наш взгляд, лишь подчеркивает значимость проведенных Шуховым исследований. Разработанный им метод расчета, как указывалось выше, имел некоторые допущения, в частности принятие шарниров в местах прикрепления наклонных тяг. Однако принятое допущение приводило к получению несколько завышенных значений изгибающих моментов в арке и в конечном счете к небольшому запасу прочности. Разработанные В. Г. Шуховым арочные конструкции, как и метод их расчета, могут быть широко использованы в современной практике проектирования и строительства зданий и сооружений, а также служить основой для развития заложенных в них идей. Рис. 104. ГУМ в г. Москве, 1889— 1893 гг. Конструкция покрытия центрального пассажа, арки с наклонными тягами. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 105. ГУМ в г. Москве, 1889— 1893 гг. Деталь конструкции арки. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 106. Ангар из железобетона. О. Фрезине, 1916 г. Опалубка, усиленная наклонными тягами. (Graefe R., Zur Geschichte des Konstruierens, Stuttgart, 1989, s. 195.) 59
Плоские несущие системы инженера Шухова Е. И. Беленя*, В. А. Путято** В многообразной деятельности В. Г. Шухова важное место занимали системы покрытий, состоящие из плоских конструкций. Архивные материалы свидетельствуют, что на протяжении своей жизни все наиболее важные расчеты и конструкторские разработки В. Г. Шухов выполнял сам (рис. 107). Он непосредственно занимался проектированием, изготовлением металлоконструкций и их монтажом. Определенный интерес представляет его метод работы. По воспоминаниям сотрудников конторы К. Купалова, К. Муханова, проектирование каждого сооружения начиналось как бы с нуля. Рабочий стол В. Г. Шухова был всегда чист, его сотрудникам разрешалось иметь при себе лишь сортамент. При необходимости какой-либо формулы или математического выражения они выводились заново. На Всероссийской выставке в 1896 г. в Нижнем Новгороде всеобщее внимание привлекли оригинальные и экономичные металлические конструкции четырех павильонов Шухова. Коллеги Шухова того времени говорили об исключительно удачном решении, о «случайной» находке. Между тем шуховская идея сетчатых конструкций меньше всего обязана своим рождением простой случайности. «Изыскание вида такой поверхности, — говорил о сетчатых покрытиях профессор П. К. Худяков, — явилось у изобретателя результатом самостоятельного математического анализа...». Основной темой большой аналитической работы, которую вел Шухов задолго до открытия Всероссийской выставки, было рациональное проектирование стропил. Исследования, проведенные уже на первом этапе исследований, показали невозможность значительного уменьшения веса металла даже в таких хорошо известных конструкциях, как фермы Полонсо. В 1897 г. теоретические исследования Шухова в обла- сти строительной механики плоских покрытий были обобщены и опубликованы им в книге «Стропила», в которой практически впервые поставлены и решены задачи оптимизации массы. * Проф., д-р техн. наук, МИСИ им. В.В. Куйбышева. ** Канд. техн. наук, МИСИ им. В.В. Куйбышева. Сам автор пишет об этом так: «... предложен выработанный мною аналитический расчет стропильных ферм, который дает ответ на вопросы об определении усилий, воспринимаемых на себя различными частями фермы, об определении веса этих частей и о назначении в проекте наивыгоднейшего геометрического расположения всех частей фермы, при котором вес употребленного на устройство фермы материала был бы наименьший» (1.9). Конструктивные формы плоских систем, примененных км в то время для производственных зданий и сооружений, представляют интерес и в наше время благодаря многообразию рассмотренных решений, архитектурной выразительности и легкости конструкций. Пролеты, для перекрытия которых использовались плоские системы стропил, находятся в пределах от 5 до 40 м, хотя наиболее распространенная длина пролета 12—13 м. Для перекрытия указанных пролетов В. Шухов применял множество различных конструктивных форм стропил. Преимущественное использование получили треугольные фермы, что объясняется типом применяемой кровли, и компональные фермы, характерные для перекрытия больших пролетов, так как очертание ферм соответствует эпюре изгибающих моментов (в этом случае достигается значительная экономия стали). В плоских конструкциях В. Шухова встречаются практически все известные системы решеток ферм: от простой треугольной и раскосной до шпренгельных. Можно с уверенностью сказать, что в данном случае параллельно с выполнением заказов по проектированию производственных зданий велся поиск наиболее оптимальных конструкций. Применение решетчатых (сквозных) систем даже при перекрытии малых пролетов объясняется отсутствием сварки в то время и сложностью изготовления балок составного сечения. Наряду с проектированием традиционных для того времени ферм треугольного очертания при разнооб- Рис. 107. Плоские сквозные конструкции покрытия, 1902—1903 гг. Схематические чертежи из сводного перечня В. Г. Шухова (выборочно) со следующими данными: заказчик, пролет, длина, площадь перекрытия, шаг ригелей, вес элементов конструкций, общий вес. (Черновики Шухова, архив Российской Академии наук, 1508-1-57, №47, 50, 56.) 60
Рис. 108. Здание в Лысьве, 1898 г., пролет сквозных распорных систем 37 м, площадь перекрытия 2960 м2. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №1.) разной системе решетки Шухов широко применяет кру- жально-арочный тип покрытия (рис. 132). Арочные перекрытия общественных зданий в дореволюционной России были представлены довольно бедно; кроме небольших рынков (в Петербурге и Киеве) можно отметить перекрытия вокзалов Октябрьской железной дороги с небольшими пролетами (22 м). В. Шухов при разработке арочных систем опережает всех и создает последнее сооружение дореволюционной России — дебаркадер Киевского вокзала в Москве (рис. 121—131) с пролетом 47,9 м, что приближается к размерам основных западноевропейских вокзалов. Перекрытие вокзала выполнено в виде трехшарнир- ной арки с вертикальной частью над опорами. Такие арки по очертанию и характеру работы приближаются к рамным системам. По затрате материала они менее выгодны вследствие значительных изгибающих моментов в углах. Но такая форма позволяет более удачно решить вопрос о проемах. Кроме того, сооружение приобретает более выразительный внешний вид, и пространство под арками около опор используется полнее. Сечение арки представляет собой пространственную конструкцию прямоугольного очертания (рис. 121), переменного по длине арки. Пояса арки и стойки решетки выполнены из уголков, а крестовая решетка — из полосовой стали. Все соединения элементов решены традиционно для того времени на заклепках. Шарнирные узлы арок выполнены в виде цилиндрических опор, которые в наибольшей степени отвечают расчетной схеме и характерны для немецкой школы проектирования, распространенной в то время в России. Определенный интерес представляет монтаж арочных конструкций, который осуществлялся с помощью двух вспомогательных передвижных башен, показанных на рис. 123—127. Используя монтажные башни, с помощью лебедки, системы блоков и расчалок производился подъем полуарок в проектное положение. Затем выполнялись сборка фермы, монтаж связей и прогонов, после чего монтажные башни передвигались по железнодорожной колее в следующий пролет. Шухов постоянно продолжал работу по совершенствованию конструктивной формы различных сооружений. К этому периоду относится серия проектов перекрытий зданий, в которых не только прослеживается стремление к минимизации массы, архитектурной выразительности конструкций, но и в определенной степени намечены пути унификации и типизации конструкций, которые получили дальнейшее развитие в советской школе проектирования. 61
Рис. 109. Котельный завод Бари в Москве, круглое здание кузницы. Чертеж металлических конструкций покрытия, поперечный и продольный разрезы, 1902 г. (53,5 χ 33,5 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-2-4, № 10.) Рис. 110. Котельный завод Бари в Москве, круглое здание кузницы. Вид снизу на конструкции покрытия. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 111. Котельный завод Бари в Москве, круглое здание кузницы. Внешний вид покрытия. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.)
Рис. 112. Московское училище живописи, ваяния и зодчества. Конструкции В. Г. Шухова. Чертежи продольного и поперечного разрезов, план, 1900 г. (65,5 χ 56 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-2-12, №7.) Рис. 113. Московское училище живописи, ваяния и зодчества. Конструкции В. Г. Шухова. Чертеж металлической винтовой лестницы (88 χ 68 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-2-12, №8.) Рис. 114. Московское училище живописи, ваяния и зодчества. Конструкции В. Г. Шухова. Вид сверху на стеклянное покрытие (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.)
Рис. 115. Московский Главпочтамт. Архитекторы О Р. Мунц и Д. И. Новиков при участии братьев Весниных. Вид сверху и стеклянное покрытие операционного зала. Синька с продольным разрезом, 1912 г. (Архив Музея архитектуры им. А. В. Щусева в Москве.) Рис. 117. Московский Главпочтамт. Вид снизу на остекленное покрытие. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 118 Московский Главпочтамт Вид на уровне пространственной фермы стеклянного покрытия. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 116. Московский Главпочтамт. Синька с поперечным разрезом, 1912 г. (Архив Музея архитектуры им. А. В. Щусева в Москве.) 64
Рис. 119 и 120. Трамвайное депо на углу улиц Шаболовка и Донская г. Москвы. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) 65
Рис. 121. Дебаркадер Киевского (Брянского) вокзала в Москве. Архитектор И И Рерберг, инженер В. Г. Шухов, 1912-1917 гг. Рис. 122. Дебаркадер Киевского (Брянского) вокзала в Москве. Архитектор И И. Рерберг, инженер В Г. Шухов, 1912—1917 гг Исторический фотоснимок в период строительства; полуарки покрытия подготовлены к монтажу (21 декабря 1914 г., 11ч 35 мин) (Архив Российской Академии наук, 1508-1-60, №2.) На переднем плане лежащие полуарки, сзади полуарки перед подъемом и две деревянные башни с лебедками (19 февраля 1915 г., 10 ч 30 мин). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-60, №4.) Рис. 123. Дебаркадер Киевского (Брянского) вокзала в Москве. Архитектор И. И. Рерберг, инженер В. Г. Шухов, 1912—1917 гг. Установка одной полуарки (19 февраля 1915 г., 12 ч 20 мин). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-60, №6.) Рис. 124. Дебаркадер Киевского (Брянского) вокзала в Москве. Архитектор И. И. Рерберг, инженер В. Г. Шухов, 1912—1917 гг. Установка другой полуарки (19 февраля 1915 г., 17 ч 40 мин). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-60, №8.) 66
Рис. 126. Дебаркадер Киевского (Брянского) вокзала в Москве Архитектор И. И Рерберг, инженер В Г. Шухов, 1912—1917 гг Первая установленная арка (19 февраля 1915 г, 18 ч 15 мин). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-60, №9.) Рис 125. Дебаркадер Киевского (Брянского) вокзала в Москве. Архитектор И И Рерберг, инженер В Г Шухов, 1912—1917 гг Вверху: чертеж фасада и продольного разреза, внизу: покрытие перронов (не построено), 1912 г. (85 χ 62,5 см) (Архив Российской Академи! 1508-1-73, №1 ) Рис 127 Дебаркадер Киевского (Брянского) вокзала в Москве. Архитектор И. И. Рерберг, инженер В. Г Шухов, 1912—1917 гг Продолжение процесса монтажа (19 апреля 1915 г). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-60, №10)
Рис. 128. Дебаркадер Киевского (Брянского) вокзала в Москве. Архитектор И И. Рерберг, инженер В. Г.Шухов, 1912—1917 гг. (Здание после завершения монтажа арок и покрытия.) (Личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 129. Дебаркадер Киевского (Брянского) вокзала в Москве. Архитектор И. И. Рерберг, инженер В. Г. Шухов, 1912—1917 гг. Фотоснимок А. М. Родченко. (Увеличение с негатива оригинала, архив семьи Родченко.)
Рис. 130. Киевский (Брянский) вокзал в Москве. Архитектор И. И. Рерберг, инженер В. Г. Шухов, 1912—1917 гг. Вид всего комплекса с Москвы-реки. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 131. Дебаркадер Киевского (Брянского) вокзала в Москве. Архитектор И И. Рерберг, инженер В. Г. Шухов, 1912—1917 гг. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) 69
Рис 132 Казанский вокзал в Москве, 1913—1926 гг Архитектор А В Щусев, инженеры В Г Шухов и А Ф. Лолейт Чертеж с разрезом непостроенного дебаркадера (А В Щусев) (Архив Музея архитектуры им А В Щусева) 70
71
Рис 133 Гараж для грузовых машин на Новорязанской улице в Москве. Архитектор К С Мельников, конструкции покрытия В Г. Шухова Фасад и перспективное изображение, чертеж К С Мельникова, 1926— 1927 гг (Архив Музея архитектуры им А В Щусева) Рис 135 Гараж для грузовых машин на Новорязанской улице в Москве Чертеж с разрезом (К С Мельников), 1926— 1927 гг (Архив Музея архитектуры им А В Щусева) Рис. 134 Гараж для грузовых машин на Новорязанской улице в Москве Архитектор К С Мельников, конструкции покрытия В. Г. Шухова, 1927—1929 гг. Внешний вид (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г) Рис. 136 Гараж для грузовых машин на Новорязанской улице в Москве. Архитектор К. С. Мельников, конструкции покрытия В. Г Шухова, 1927—1929 гг Вид снизу на конструкции покрытия. (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г) 72
Рис. 137. Бахметьевский автобусный парк в Москве. Архитектор К. С. Мельников, конструкции покрытия В. Г. Шухова, 1928 г Первый гараж для автобусов в Москве, фасад Фотоснимок Α. Μ Родченко (Увеличение с негатива оригинала, архив семьи Родченко) Рис. 139. Бахметьевский автобусный парк в Москве. Архитектор К. С Мельников, конструкции покрытия В. Г. Шухова, 1928 г Фотоснимок во время строительства. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-70, №3.) Рис. 138 Бахметьевский автобусный парк в Москве. Архитектор К С. Мельников, конструкции покрытия В Г Шухова, 1928 г. Фотоснимок обратной стороны (Архив Российской Академии наук, 1508-1-70, № 10.) Рис. 140 Бахметьевский автобусный парк в Москве Архитектор К С Мельников, конструктор В Г. Шухов, 1928 г (Архив Российской Академии наук, 1508-1-70, №12)
Деревянные конструкции Шухова М. М. Гаппоев* п Ковельман Г.М. Творчество почетного академика и инженера В.Г Шухова. — М.. Госстройиздат, 1961 2) Слицкоухов Ю В., Буданов В.Д., Гаппоев Μ Μ. Конструкции из дерева и пластмасс. — М.: Стройиздат, 1986 г * Канд. техн. наук, МИСИ им. В.В. Куйбышева. В период деятельности В. Г. Шухова древесина являлась одним из наиболее широко применяемых конструкционных строительных материалов, и, конечно, она нашла место в его сооружениях. Исследователи творчества В. Г. Шухова 1) справедливо указывали на то, что практически все строительные конструкции В. Г. Шухова, осуществленные в металле, и идеи, заложенные в них, могут быть реализованы в дереве. Наиболее ярко это можно продемонстрировать на примере строительства деревянных башен-градирен системы Шухова, которые нашли широкое применение при строительстве теплоэлектростанций в СССР. В своей основе эти башни имели конструкцию сетчатой гиперболической башни, которая многократно реали- зовывалась В. Г. Шуховым в металле для различных сооружений, — от водонапорных башен до Шаболовской радиомачты в г. Москве. Деревянные башни- градирни системы Шухова отличались большой экономичностью и функциональной целесообразностью. Кроме того, применение древесины в условиях эксплуатации градирен, т. е. в условиях переменного тем- пературно-влажностного режима, давало этим башням преимущества по долговечности по сравнению с аналогичными из стали и железобетона. Однако в тех случаях, когда сам В. Г. Шухов задумывал сооружения в дереве, он учитывал специфику этого материала, максимально использовал положительные свойства древесины и старался свести до минимума влияние ее отрицательных свойств. Среди деревянных конструкций В. Г. Шухова в первую очередь следует назвать тонкостенные дощатые своды. Они представляли собой многослойную конструкцию из тонких, уложенных плашмя и изогнутых по дуге досок. Доски каждого слоя располагались под углом к доскам предыдущего слоя. На рис. 99 и 100 показан поперечный разрез свода построенного в Нижнем Новгороде покрытия здания пролетом 21,3 м. По толщине свод состоял из четырех слоев тонких досок толщиной 12—13 мм. Доски каждого слоя располагались под углом друг к другу, образующая свода являлась биссектрисой этого угла. Изгиб досок осуществлялся по дуге окружности, хотя общеизвестно, что наиболее целесообразным очертанием является парабола. Это доказал В. Г. Шухов и на примере сквозных балочных конструкций. Однако по технологическим соображениям деревянные своды имели очертание окружности. Поперечное сечение свода представляло собой сегмент с соотношением высоты подъема к пролету 1 :5. Непосредственно изготовление сводов осуществлялось в следующей последовательности: справа выставлялись по поддерживающим лесам шаблоны с кривизной, соответствующей поверхности будущего свода. По шаблонам укладывались доски первого слоя и временно крепились. Далее укладывались доски следующих слоев и' прибивались гвоздями к доскам предыдущих слоев. Такая технология позволяла применять для сводов кроткие доски со стыковкой по длине вразбежку. Из соображений возможности изгиба досок во время изготовления свода использовали доски малой толщины. Благодаря этому надежность конструкции значительно возрастала из-за уменьшения отрицательного влияния природных пороков древесины (сучков, косослоя и т. д.). Таким образом, в дощатых сводах, используя многослойную конструкцию, В. Г. Шухову удалось задолго до появления подобных слоистых, например клееных, деревянных конструкций эффективно использовать древесину и до предела снизить отрицательное влияние таких свойств, как анизотропность, неоднородность и др. Более того, при изготовлении таких сводов допускается применение влажной древесины. При этом значительно облегчается гнутье досок и снижается опасность появления больших внутренних остаточных напряжений. Что касается содержания влаги в древесине, то она удаляется в процессе сушки конструкции во время ее дальнейшей эксплуатации. Для восприятия горизонтального усилия-распора, возникающего в своде, устанавливались горизонтальные затяжки из круглой стали. Затяжки выполнялись с определенным шагом по длине свода. Изгибная жесткость свода могла изменяться в зависимости от толщины досок свода и их количества. Кроме того, при относительно больших пролетах дощатые своды Шухова усиливались наклонными стальными стержнями- тягами, располагаемыми с тем же шагом, что и горизонтальные затяжки в плоскости поперечного сечения свода. Подбор поперечных сечений-тяг и их необходимого количества производился при помощи разработанной В. Г. Шуховым теории арочных ферм с произвольным числом наклонных тяг (1.9). Позже для увеличения жесткости дощатого свода Шухова немецкий инженер Брод предложил прокладывать между слоями досок продольные прогоны-ребра. Вследствие этого за счет увеличения высоты сечения свода увеличивалась его жесткость и, кроме того, продольные прогоны могли также воспринять распор, возникающий в указанном направлении. Из-за увеличения высоты поперечного сечения появилась возможность укладывать утеплитель внутри свода между его наружными слоями. Наличие в толще свода свободных пространств-продухов, конечно, увеличивало пожарную опасность конструкции. Тем не менее благодаря повышенной жесткости и относительно большим перекрываемым пролетам покрытия такого типа нашли широкое применение, получив название сводов Шухова—Брода. Дощатые своды Шухова наряду с конструкционными и экономическими достоинствами, связанными главным образом с пространственной работой конструкции и принципом совмещения несущих и ограждающих функций покрытий, имеют и неоспоримые технологические качества. Во-первых, дощатые своды В. Г. Шухова являются простыми в изготовлении, так что не требуется ни громоздкое заводское оборудование, ни высококвалифицированный труд. Во-вторых, для изготовления упомянутых конструкций достаточно больших пролетов могут быть использованы доски небольшой толщины и ограниченной длины. В. Г. Шухов со свойственной ему конкретностью выражения дал четкую методику расчета предложенной конструкции сводов на основе разработанной им теории арочных ферм. Эту методику с достаточной для практики точностью можно применять в современных инженерных расчетах, а в необходимых случаях она может быть дополнена элементами современной теории устойчивости оболочек. Кроме вышеописанных сводов В. Г. Шухов широко при- 74
Рис. 141. Шатровое деревянное покрытие резервуара для хранения нефти. План и детали, 1880 г. (95,5 χ 65,5 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-1-64, №15.) Рис. 142. Шатровое деревянное покрытие резервуара для хранения нефти. Чертеж центрального кольца с вытяжной шахтой и Примыкание ребер к нижнему контуру (слева внизу), около 1890 г. (55 χ 52 см). (Центральный государственный исторический архив, 1209-1-46, №23.)
Рис. 143 Котельный завод Бари в Москве, круглое здание кузницы. Строительство шатрового деревянного покрытия. (Сравните с общим видом на рис. 35.) (Личный архив Ф. В. Шухова.) менял купольные деревянные покрытия. Так, первые покрытия нефтяных резервуаров выполнялись в виде шатра из досок, поставленных на ребро. На рис. 69 показаны фотографии, сделанные во время монтажа перекрытия круглого резервуара большого диаметра. Радиально расположенные стропильные «ноги» поддерживаются центральной колонной, стенками резервуара и промежуточными ригелями, образующими правильный восьмиугольник; ригели в свою очередь опираются на колонны. И в настоящее время существует деревянное шатровое покрытие над небольшим резервуаром на территории завода Бари в Москве (рис. 248). До сегодняшнего дня сохранились конструкции покрытий нефтяных резервуаров в г. Батуми (рис. 249). Характерно расположение досок настила не по кольцу, а произвольным образом под углом к лучевидным дощатым ребрам шатра. Такое расположение досок упрощало сборку и, кроме того, увеличивало жесткость конструкции. Аналогичные покрытия были осуществлены над резервуарами, построенными на железнодорожной станции Нижний Новгород (рис. 238). В случае необходимости деревянные шатровые купола могли быть усилены путем устройства нижнего пояса и решетки ферменного типа, элементы которых устанавливались радиально, как и элементы шатра. На рис. 141 показаны отдельные детали деревянных шатровых куполов. Верхние концы деревянных элементов зачастую опирались в металлическое кольцо, образуя одновременно вентиляционное отверстие. Осуществляя постоянный поиск, В. Г. Шухов выполнил шатровое деревянное покрытие над круглым зданием на территории завода Бари в г. Москве. Вертикально установленные доски-ребра шатра нижними концами упирались в опорное растянутое кольцо, верхние — в сжатое кольцо диаметром ~5 м. Нижнее опорное кольцо было выполнено из брусьев и покоилось на деревянных стойках с подкосами. В свою очередь на это же кольцо устанавливались деревянные балки- покрытия примыкающей части круглого здания. В дальнейшем покрытие этого здания было перестроено с использованием металлических конструкций (рис. 246). Лучевидно расположенные прогоны покрытия укладывались на центральную стойку системы резервуара и на промежуточную опору в виде восьмиугольника, которая в свою очередь крепилась на внутренних стойках. В. Г. Шухов является одним из пионеров применения металлодеревянных конструкций. Начиная с дощатых сводов с металлическими затяжками арочных ферм с растянутыми металлическими стержнями, он разработал и широко применял обычные плоские конструкции, в которых древесина в растянутых элементах заменялась на металл. Тем самым повышалась несущая способность конструкции без увеличения веса и, кроме того, уменьшался расход высококачественной древесины, необходимой для изготовления растянутых элементов. Металлодеревянные конструкции используются до настоящего времени для покрытия промышленных цехов и других сооружений, что способствует значительному уменьшению расхода стали. На рис. 144 показан пример применения металлодеревянных конструкций В. Г. Шуховым для устройства подмостей при монтаже бункера для торфа пятой ленинградской электростанции (1929 г.). Рассматривая деревянные конструкции Шухова, нельзя не упомянуть о поддерживающих лесах из дерева, используемых при строительстве железнодорожных мостов. Внешне эти леса не столь примечательны. Однако условия их изготовления, эксплуатации и разборки особые. Зачастую леса устанавливались на поверхность льда замерзшей реки, и все работы должны 76
были быть выполнены в короткие сроки. Шухов в связи с этим продумывал все этапы работ со свойственной ему оригинальностью. Завершая этот беглый обзор деревянных конструкций В. Г. Шухова и подчеркивая еще раз многогранность его творческой деятельности, следует отметить и его систему деревянных водопроводных труб, примененных для водоснабжения г. Москвы. Анализируя работу трубопроводов, В. Г. Шухов пришел к выводу, что толщина металлических труб при увеличении их диаметра может быть уменьшена. Он доказал целесообразность применения деревянных труб, стянутых металлическими обручами (1.18). На рис. 145 и 146 показаны детали конструкции этого трубопровода. Диаметр трубы в чистоте был равен 21". Доски укладывались вдоль оси трубы и образовывали ее кольцевое сечение. Для стягивания досок применялись специальные хомуты из мягкой круглой стали 02" с нарезкой и натяжными гайками на концах. Для предотвращения сильного обмятия древесины под хомутами они устанавливались на металлические подкладки. В. Г. Шухов использовал природное свойство древесины увеличиваться в объеме при насыщении водой. Благодаря этому свойству создавалась хорошая плотность швов между досками и обеспечивалась требуемая герметичность трубопровода. Кроме того, древесина в насыщенном водой состоянии, как в данном случае, не подвержена процессам гниения и имеет длительный срок службы. Этот трубопровод сыграл в свое время большую роль в обеспечении г. Москвы водой при незначительном расходе металла. Влияние идей В. Г. Шухова прослеживается на дальнейшем развитии деревянных конструкций. В качестве примера можно назвать кружально-сетчатые своды С. И. Песельника или аналогичные своды на болтах системы Цольбау. В Центральном архиве г. Москвы сохранилось заключение В. Г. Шухова по сетчатым системам, сделанное им по запросу отдела проектирования Моссовета в 1938 г. В этом заключении Шухов дал сравнительную оценку кружально- сетчатых систем С. И. Песельника и Цольбау с точки зрения статики, подробно остановился на вопросах передачи усилий, рассмотрел функционирование узлов, вопросы изготовления и области применения этих конструкций 2). Идеи В. Г. Шухова и сегодня (учитывая современные технологические возможности и материалы) далеко не исчерпаны и могут быть реализованы в самых различных областях техники и строительства. Рис. 144. Пятая ленинградская электростанция «Красный Октябрь». Вспомогательные леса при строительстве торфяного бункера. Шпренгельные металлодеревянные конструкции. Исторический фотоснимок, 1929 г. (Ковельман Г. М., 1961, с 197, рис. 95.) Рис. 145. Москва, деревянный водопровод, чертеж металлического хомута, 1922 г. (61,5 χ 41 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-35, №2.) Рис. 146 Москва, строительство деревянного водопровода. Исторический фотоснимок, 1922 г (Архив Российской Академии наук, 1508-1-36, №1 ) 77
Ажурная башня Шухова и сетчатые сооружения гиперболоидного типа И. А. Петропавловская* * Канд. техн. наук, Институт истории естествознания и техники РАН, ученый секретарь Комиссии по увековечиванию памяти почетного академика инженера-механика В. Г. Шухова. Для 16-й Всероссийской художественной и промышленной выставки в Нижнем Новгороде инженер В. Г. Шухов спроектировал (1894 г.) и построил (1896 г.) железную гиперболоидную водонапорную башню (высота 25,6 м, емкость резервуара 123 000 л). Напорная башня служила для водоснабжения и была одновременно инженерным экспонатом фирмы Бари (рис. 153, 154). Архитектурная выразительность ажурной конструкции гиперболоидной башни из взаимно пересекающихся стержней привлекла всеобщее внимание в России υ. Об экспонатах Шухова появились сообщения в зарубежных технических журналах 2). Прекрасное зрительное впечатление создавал «эффект муара» стоек башни, вызывая живописные «рефлексы света и тени» 3). В путеводителе по Нижегородской выставке отмечалось, что башня, построенная Шуховым, стала своего рода «гвоздем» выставки. На Парижской выставке (1889 г.) была построена «башня Эйфеля», на Нижегородской — «башня Бари», хотя точнее было бы назвать ее «башней Шухова»4). С 1880 г. Шухов разрабатывал в конторе Бари проекты железных водонапорных башен различного типа. Существующие тогда конструкции не удовлетворяли его как проектировщика по ряду технических и экономических показателей. Резервуары большой емкости конструктивных форм, а также напорные башни «американского» типа (с увеличенным количеством опорных ферм) были неэкономичны. Поиску новых инженерных решений способствовало и то, что в XIX в. при благоустройстве городов эти производственные конструкции строились с учетом их оригинальности, как уникальные архитектурные сооружения. В низкоэтажных городах России высотные напорные башни, мачты, маяки должны были стать своеобразным украшением города. Для воссоздания истории появления гиперболоидных башен системы инженера Шухова следует привести его воспоминания (в записи Г. М. Ковельмана):«... о гиперболоиде я думал давно. Шла какая-то, видимо, глубинная, немного подсознательная работа, но все как-то вплотную к нему я не приступал» 5). Возможно, что, как он отмечал, корзина для бумаг в его кабинете из ивовых веток в форме гиперболоида стала первичным образом, эмпирической моделью для разработки технического принципа построения гиперболоидной конструктивной формы. Однако при высокой изобретательской смекалке, которая была характерна для Шухова, представить аналитическую модель конструкции можно было, лишь обладая широкими знаниями и инженерной эрудицией. Он отмечал, что в годы учебы «...на лекциях по аналитической геометрии о гиперболоидах вращения рассказывали, конечно, для тренировки ума, но уж никак не для практического использования» 6). При замысле проектирования гиперболоидной башни его геометрические познания об образовании однополостного гиперболоида вращения из взаимно пересекающихся образующих прямых в момент творческого «озарения» должны были увязаться со взглядом на такую поверхность как на функционирующую инженерную структуру. Шухов как инженер должен был увидеть, что направляющие гиперболоида могут рационально осуществлять в сооружении несущие функции, как сжатые стойки. В первоначальном варианте текста заявки на «Ажурную башню» (патент № 1896, выдан 12 марта 1899 г.) в описании (от 3 ноября 1895 г.) Шухов предложил применение сетчатых поверхностей для «ажурных башен» и «...к устройству резервуаров из кирпича, дерева и железа». В качестве предмета изобретения здесь были предложены «...сетчатые поверхности, образуемые взаимовстречающимися спиралями, для противодействия внутренним давлениям на стены резервуара» 7). Официальная заявка на получение патента была подана Шуховым через три месяца (от 11 января 1896 г.) и включала только описание применения сетчатых поверхностей к устройству ажурных башен (см. с. 177). Первый вариант заявки на это изобретение проливает определенный свет на то, что идея построения сетки из полосового металла возникла у Шухова еще в 80-х годах XIX в. в период деятельности по строительству нефтяных резервуаров 8). В описании патента на «Ажурную башню» в качестве предмета изобретения было предложено использовать две системы прямолинейных «стержней из уголкового железа и труб». В местах пересечений направляющих стоек башен уголки склепывали друг с другом. Для достижения необходимой связности к ним с внутренней стороны остова прикрепляли горизонтальные кольца. Полученная таким образом поверхность представляет собой вполне жесткую систему. При проектировании ажурных башен в целях полного использования прочности материала Шухов задался целью отыскать схему решетки по функциям восприятия усилий, поскольку направляющие гиперболоидной конструкции работают на одноосные напряжения при почти одинаковой величине напряжения материала во всех ее точках. В 1895 г. Шухов построил во дворе завода Бари (ныне завод «Динамо», Москва) небольшую железную водонапорную башню (емкость 1500 л) гиперболоидной конструктивной формы (сооружение и расчеты не сохранились). Ее можно рассматривать как экспериментальную масштабную модель сетчатых башен. Первой промышленной конструкцией сетчатого гиперболоидного одноярусного сооружения Шухова стала водонапорная башня на Всероссийской выставке 1896 г.3). Остов гиперболоида башни составлен из 80 стоек (уголковый профиль), связанных десятью поперечными кольцами (диаметр основания 11 м, высота 4,3 м). Для создания эффективной криволинейной формы поверхности башни ее прямые стержни не требовали трудоемкого гнутья. Основная причина быстрого распространения в России башен системы Шухова заключалась в их низкой стоимости по сравнению с другими типами по критерию экономичности т 9), легкости и устойчивости Ι0)· П). Практически башни Шухова оказались вдвое дешевле аналогичных сооружений для водоснабжения. Это открывало широкие перспективы для их использования в промышленном строительстве. В период промышленного подъема, особенно с 1900 г., в связи со строительством промышленных предприятий и большими потребностями городов и железных дорог в водоснабжении было построено множество одноярусных башен Шухова в качестве водонапорных башен, а также 78
Рис. 147. Водонапорные башни, проектные чертежи (размер по высоте без учета резервуара). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-81 и -82.) а) Нижний Новгород, 1896 г., высота 25,6 м, 114 000 л; б) высота 35 м, 600 000 л; в) высота 36,6 м; г) высота 32 м, 120 000 л; д) высота 27 м, 1 200 000 л; е) Николаев, 1906 г., высота 25,6 м, 600 000 л; ж) Лисичанск, завод по производству соды, Любимов и Сольве, 1896 г., высота 22 м, 27 000 л; з) Ефремов, городская водонапорная станция, 1902 г., высота 17,6 м, 120 000 л; и) высота 35 м, 251 600 л; к) Москва. Симоново, Центральное электрическое общество, 1899 г., высота 25 м, 27 600 л; л) Ярославль, 1911 г., высота 39,4 м (нижняя секция 19,2 м, верхняя секция 20,2 м), 96 000 л (внизу) и 192 000 л; м) высота 17 м.
Рис. 148 Водонапорные башни, исторические фотоснимки. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-78 и -80.) Николаев, 1906 г., высота 25,6 м, 600 000 л (сохранилась); Коломна, 1902 г., высота 36,5 м, 120 000 л (предположительно снесена); Москва, Комиссаровское техническое училище, 1914 г, высота 34 м, 120 000 л (снесена); г) Загири (Закавказье), завод Вогау, 1912 г., высота 20 м, 58 000 л; д) Москва, завод В. А. Гивартовского, 1910 г., высота 17 м, 120 000 л; ё) станция Джебел (Среднеазиатская железная дорога), высота 15 м, 386 000 л; Тамбов, 1915 г., высота 21,3 м, 738 000 л (предположительно снесена); Ярославль, 1913 г, высота 9,6 м, 60 000 л (снесена); Андижан, 1910 г., высота 17 м, 120 000 л
Рис. 149 Водонапорные башни, исторические фотоснимки (Архив Российской Академии наук, 1508-1-80.) Харьков, 1912 г, высота 33,5 м, 720 000 л (в настоящее время перенесена в Полтаву, не функционирует, ср с рис. 163), Ярославль, 1904 г., высота 17 м, 120 000 л (не функционирует, сохранилась; ср с рис 161, 162); Самара (Среднеазиатская железная дорога), 1912 г., высота 15 м, 386 000 л, г) Царицын, 1899 г , высота 15 м, 49 000 л, д) Прилуки, 1914 г , высота 19 м, 160 000 л, ё) Выкса, предположительно 1897 г, высота 40 м (фотоснимок А. В. Косицына, 1976 г.; резервуар в настоящее время снят); -и) Ярославль, 1911 г., высота 39,4 м, 96 000 л (внизу) и 192 000 л, монтаж башни и построенное сооружение (снесена).
маяков, дозорных и дроболитейных башен. К 1910 г. в различных местностях было установлено 45 башен, в том числе 13 башен с резервуарами емкостью 370 000— 740 000 л воды и два маяка в г. Херсоне (высота 26,8 и 68 м, 1911 г.). Несущие возможности этих конструкций значительно возросли (емкость резервуаров до 1 230 000 л). Таким образом, к февралю 1917 г. благодаря строительству 33 башен Шухова На протяжении двух десятилетий емкость резервуаров повысилась в 10 раз 12). В зависимости от различных практических условий применения этих систем башни различаются по высоте (9,1 — 39,5 м) и количеству стержней (25—80 штук). К 1901 г. Шухов произвел расчеты по определению длин стержней несущей сетки и величин сечения различных элементов башен. Он стандартизовал элементы фундамента, предложил определенный порядок разбивки остова кольцами и рассчитал количество уголков для направляющих остова в зависимости от двух параметров: величины емкости резервуара (123, 369, 738 и 1230 м3) и высоты башни 13). По существу Шухов разработал типовые проекты башен. Он постоянно искал новые соотношения внешних параметров для совершенствования одноярусной конструкции башен 14). В одной из модификаций башен (Москва, Симоново, 1904 г., емкость резервуара 28,3 м3) гиперболоид башни под уравнительный резервуар значительно (почти вдвое) суживался по высоте (диаметр нижнего основания 10,4 м, верхнего — 2,4 м). Этим достигалась архитектурная выразительность формы сооружения. В других модификациях одноярусная конструкция башен имела форму с четко выраженным перехватом либо представляла собой усеченный гиперболоид. Значения соотношения AT = Ρ/ρ отражают характер качественных изменений внешней формы одноярусных гиперболоидных сооружений при диаметре нижнего кольца остова башни Ρ и верхнего кольца ρ 15). Гиперболоид башни (высота 16 м), построенной на станции Среднеазиатской железной дороги в 1912 г., усечен на перехвате, который составляет вершину конструкции, что обеспечивает большую устойчивость системы. Усеченные гиперболоиды башен этого вида отличаются большой высотой (до 21 м) и значительным объемом резервуаров (до 738 м3). Две такие напорные башни были построены в г. Тамбове (рис. 148, ж). Для одноярусного маяка высотой 68 м Шухов предложил принципиально новое конструктивное решение гиперболоидной системы с установкой по центру железной трубы (диаметр 2 м)16), связанной с остовом радиальными тягами в плоскости колец (через 10 м). Выбор.конструктивной формы двух гиперболоидных маяков в г. Херсоне (высота 68 и 28 м, 1911 г.) был глубоко продуман Шуховым (рис. 150—152). Для башен большой высоты Шухов предложил конструкцию многоярусных башен. Впервые для напорной башни железнодорожной станции г. Ярославля (1911 г.), чтобы избежать возникновения неустойчивости стержней в башне большой высоты (39,5 м), Шухов предложил гиперболоидную систему нового архитектурного облика в виде двухъярусной конструкции (проект 1910 г.) для установки двух резервуаров: верхнего резервуара высокого напора и нижнего резервуара, находящегося у среднего кольца остова, предназначенных для снабжения водой курьерских поездов <рис. 149, ж—и). Вместе с изменениями внешней формы гиперболоидных сооружений совершенствовалась и форма их отдельных элементов, изменялись параметры используемых элементов. С целью снижения веса конструкции при проектировании башен Шухов сделал попытку перейти от использования прокатного профиля на трубчатые стержни, предусмотренные патентом № 1896 (2.8), в первоначальном варианте проекта башни в г. Тюмени (1906 г.). Однако применение для стоек специальных соединений швейцарской марки gfll) и дорогая сборка сделали это рациональное техническое решение экономически невыгодным. Сборка гиперболоидных конструкций из труб (диаметр которых постепенно уменьшается от 6 до 3") нашла применение для наблюдательных сетчатых мачт на военных кораблях в США, и России в связи с высокими требованиями, предъявленными к легкости конструкции. Для большей устойчивости в отдельных случаях гиперболоидная система собиралась из швеллерных стержней (Шаболовская башня, г. Москва, 1922 г. — см. рис. 175 и 184). До 1905 г. в напорных башнях для крепления стержней и колец применялись болты. При строительстве Николаевского водопровода (1907 г.) башня до установки резервуара была собрана на болтах, и только затем болтовые соединения заменялись заклепочными. Впоследствии основным техническим решением соединения элементов остова башен и резервуара использование клепки стало традиционным. С развитием и применением сварки ее стали использовать (с 1930 г.) для элементов как резервуара, так и высотного узла башни. Новое техническое решение в форме проектирования групповых комплексов башен было предложено Шуховым при постройке водопровода в г. Тамбове (1915 г.) с использованием двух рядом стоящих башен (высота 21,3 м, 738 м3 каждая) (рис. 148, ж). К1917 г. предполагалось увеличение общей емкости группового комплекса до 2000 м3 как единой системы функционирования 18). С 1935 г. началось строительство гиперболоидных деревянных градирен по системе Шухова вначале для Орской ТЭЦ (высота 36 м, площадь орошения 2400 м2, 1937—1938 гг.), а затем для ТЭЦ в Москве и Харькове на основе патента Шухова 19). Сооружение шуховских сетчатых водонапорных башен, почти прекратившееся во время гражданской войны, впоследствии возобновилось, и уже в 1928 г. тоннаж изготовления башен превысил соответствующий тоннаж 1913 г. За период с 1924 по 1929 г. было построено более 40 водонапорных башен 20). В 1930 г. был утвержден типовой проект стандартных напорных башен Шухова21), издан атлас водонапорных сооружений (1949 г.), которые включали в себя и башни системы Шухова. С развитием электрификации в стране особое значение приобрело строительство опор линий электропередач (ЛЭП), линий освещения и связи. 1 марта 1922 г. была сдана в эксплуатацию Шаболовская радиостанция им. Коминтерна мощностью 100 кВт, установленная на ажурной башне системы Шухова (высота 150 м), состоящей из шести гиперболоидных блоков 22). В 1930 г. по проекту В. Г. Шухова в соответствии с пла- 82
ном ГОЭЛРО были построены (и эксплуатируются в настоящее время) сетчатые многоярусные гиперболо- идные опоры линии электропередачи (НИГРЭС) через р. Оку (рис. 185—206). Две силовые линии электропередачи дли Нижегородской районной электростанции мощностью 115 кВт были установлены на трехъярусных опорах на левом берегу реки (высота 69 м) и на пятиярусных опорах на правом берегу (высота 128 м)23). Конструкции типа опор ЛЭП являются по сравнению с другими гиперболоидными сооружениями наиболее рациональными, поскольку осуществляют поддерживающие функции при доминирующем действии на них больших горизонтальных усилий от ветровых нагрузок, веса и натяжения проводов, а в зимних условиях — от наледи на линии 24). Однако позднее использование уникальных сооружений гиперболоидного типа при строительстве ЛЭП стало экономически нецелесообразным 25). После 1930 г. массовое строительство гиперболоид- ных сооружений по системе Шухова фактически прекратилось. Одной из главных причин этого явилось повсеместное использование железобетонных конструкций. Определенную роль в этом сыграло также повреждение одной из башен при ее возведении (г. Днепродзержинск, 1930 г.), расцененное учеными как следствие значительно пониженной величины запаса прочности. Точность используемых методов расчета на основе статики сооружений и принимаемые коэффициенты запаса уже не соответствовали нормам, принятым в начале XX в.26) Рис. 150. Маяк Станиславского под Херсоном, высота 28,5 м. Исторический фотоснимок, 1911 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-2-38, № 72.) 'Здания и сооружения Всероссийской выставки 1896 г. в Нижнем Новгороде. Составитель Г.В. Барановский. — Санкт- Петербург: 1897, 146 с; Общий указатель Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 г. в Нижнем Новгороде. — М.: 543 с; Худяков П., 1896, см. с. 12, прим. 16, с. 172. 2)The Nijni Novgorod exhibition, in: The Engineer, London, 83 (1897), 22.1, s. 80; The Great Nijni Novgorod exhibition, in: The Engineer, London, 82 (1896), 10.7, s. 43—44; Nijni-Novgorod- exhibition. — Water tower, in: . The Engineer, London, 83 (1897), 19.3, s. 292-294; Otto Ф. Висячие покрытия. Их форЪлы и конструкции: Пер. с нем. — М.: 1960. 3) Смурова Н.А. Эволюция инженерной формы гиперболоида вращения в творчестве В.Г. Шухова. — Проблемы истории советской архитектуры, 1976, № 2, с. 15. 4) Общий указатель, см. выше. 5) Ковельман Г.М. В.Г. Шухов. Том 3: Металлические башни и мачты (машинописная рукопись). — М.: 1953, с. 3, 4. 6) Ковельман Г.М., там же. 7) Архив Российской Академии наук, 1508-1-53, листы t и 2. 8) Петропавловская И.А. Гиперболоидные конструкции в строительной механике. — М.: Наука, 1988 9) В 1905 г. для системы водопровода в г. Николаеве среди проектов водонапорных башен из кирпича, железобетона и стали предпочтение было отдано системе Шухова, поскольку она оказалась наиболее экономичной (построена в 1907 г., емкость резервуара 615 000 л). |0) Коэффициент устойчивости Шаболовской радиобашни равен, согласно проекту ее укрепления (1947 г.), с учетом дополнительных нагрузок 7 = 1,937; при у = 1,08 башня обладает достаточной устойчивостью. 10 Петров Д.М. Железные водонапорные башни, их назначение, конструкции и расчеты. — Николаев: 1911, 132 с; Петропавловская И.А., см. выше. |2) Ковельман Г.М., с. 9, прим. 5. 1961, см. ,3) Ковельман Г.М. В.Г. Шухов. Том 9: Даты жизни и творчества. — 1953. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-82, лист 1: Проектные таблицы шуховских водонапорных башен; 1508-1-79, лист 2: Водонапорные башни, построенные в 1915 г.) ,4) Петропавловская И.А. Развитие гиперболоидной конструктивной формы по системе В.Г. Шухова, в кн.: В.Г. Шухов — выдающийся инженер и ученый. — М.: 1984, с. 55—69; Петропавловская И.А. Из истории гиперболоидных сооружений. — Вопросы истории естествознания и техники, М., 1975, 51, №2, с. 95—97. ,5) Ковельман Г.М., 1961, см. с. 9, прим. 5. ,6) Архив Российской Академии наук, 1508-1-77, листы 1, 2, 6. Маяки Херсонского порта; 1508-1-58, листы 1-1; Расчеты маяков, башен и стропил, 1909—1910; (3.10). ,7) Katalog der Jauris Fischer- GieBerei AG, Schaffhausen, 1908. ,8) Петров Д.М., Железные водонапорные башни, их назначение, конструкции и расчеты. — Феодосия, 1917, 2-е изд. 19) Большаков В.В. Деревянные и металлодеревянные конструкции В.Г. Шухова, в кн.: В.Г. Шухов — выдающийся инженер и ученый. — М.: 1984, с. 51-55. 20) Ковельман Г.М., 1961, см. с. 9, прим. 5; Архив Российской Академии наук, 1508-1-91, листы 3, 4: Перечень шуховских водонапорных башен. 2,) Американские водонапорные башни были стандартизированы лишь в 1931 г. 22) Архив Российской Академии наук, 1508-1-61, лист 28, об. сторона — лист 30, об. сторона. 23) Ковельман Г.М, 1953, см. с. 16, прим. 28, лист 47. 24) В 1966 г. наряду с другими предложениями для мачт линий электропередачи через р. Обь 220 В/500 кВт на участке Усть-Балык-Сургут были предложены в качестве проекта и многоярусные гиперболоидные мачты Шухова. 25) В 50-е годы трехъярусная конструкция маяка высотой 12 м по системе Шухова была выставлена с целью демонстрации в павильоне рыбного хозяйства на ВДНХ в г. Москве. 26) Петропавловская И.А, 1984, см. прим. 14. 83
Рис. 151. Аджиогольский маяк под Херсоном, высота 68 м (с верхушкой 71,6 м). Проект с фасадом и планом, 1908 г (Слева первоначальный проект, синька, 111,5 χ 61,5 см; архив Российской Академии наук, 1508-1-83, №36) Рис. 152. Аджиогольский маяк под Херсоном. Исторический фотоснимок, 1911 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-2-38, №11.) 84
Рис. 153. Всероссийская выставка 1896 г. в Нижнем Новгороде, строительство водонапорной башни (Архив Российской Академии наук, 1508-1-80 №2.) Рис. 154. Всероссийская выставка 1896 г. в Нижнем Новгороде, водонапорная башня Высота 25,6 м, резервуар на 10 000 л Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №8) 85
Рис. 155. Рис. 156. Водонапорная башня в Водонапорная башня в Нижнем Новгороде, Полибино, винтовая перенесена в Полибино (под лестница внутри башни. Липецком), с новой винтовой (Фотоснимок Р. Грефе, лестницей (в настоящее 1989 г) время не функционирует) (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г) Рис 157. Водонапорная башня в Полибино, выложенный кирпичом круглый фундамент и место соединения с конструкцией башни (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г)
Рис. 158. Водонапорная башня в Полибино, вид внутри башни (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г) Рис. 159. Водонапорная башня в Полибино. (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г.) Рис 160. Водонапорная башня в Полибино, вид внутри башни В центре, в резервуаре, цилиндрическое отверстие для подъема по лестнице (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г.) 87
Рис. 161. Водонапорная башня (прежде принадлежала товариществу Оловянишникова) в Ярославле, 1904 г. Высота башни 16,8 м, емкость резервуара 123 000 л (не функционирует) (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 162. Водонапорная башня в Ярославле, 1904 г. Подъемно- опускная труба с винтовой лестницей. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис 163. Водонапорная башня, построенная в Харькове в 1912 г, в 50-е годы перенесена в Полтаву. Высота башни 33,6 м (не функционирует). (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.)
Рис. 164. Водонапорная башня на станции Луговая (Сухарево, Московская обл.; функционирует). (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис 165 Водонапорная башня на станции Луговая (Сухарево, Московская обл.). (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис 166. Водонапорная башня на станции Луговая (Сухарево, Московская обл.) Вид сверху внутри башни. Винтовая лестница свободно спускается вокруг труб и раскрепляется к сетке башни при помощи растяжек из металлических полос. (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г) Рис 167. Водонапорная башня на станции Луговая (Сухарево, Московская обл.) Вид на несущую конструкцию резервуара. (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г.) 89
Рис. 168. Рис. 169. Водонапорная башня в Водонапорная башня в Краснодаре. Исторический Краснодаре в настоящее фотоснимок. (Городской время. (Фотоснимок Р. Грефе, архив г. Краснодара.) 1989 г.) Рис. 170. Рис. 171. Водонапорная башня в Водонапорная башня в Краснодаре, основание Краснодаре, элементы башни. (Фотоснимок соединения с кольцом Р. Грефе, 1989 г.) жесткости (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г) 90
Рис. 172. Водонапорная башня в Кинешме, 1929 г. Высота башни 25,8 м (снесена в 1989 г.). Исторический фотоснимок. (Краеведческий музей Кинешмы.) Рис. 173. Остатки водонапорной башни в Кинешме, снесенной в 1989 г. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) 91
Башня радиостанции на Шаболовке И. А. Петропавловская* Канд техн наук, Институт истории естествознания и техники РАН, ученый секретарь Комиссии по увековечению памяти почетного академика, инженера-механика В Г Шухова Силуэт знаменитой гиперболоидной шуховской сетчатой радиобашни для станции на Шаболовке в г. Москве являлся символом советского радиовещания в течение нескольких десятилетий. 30 июля 1919 г. было издано Постановление Совета рабоче-крестьянской обороны, подписанное В. И. Лениным. Народному комиссариату почт и телеграфов было поручено для обеспечения надежной и постоянной связи центра республики с западными государствами и окраинами «установить... в чрезвычайно срочном порядке в г. Москве радиостанцию», оборудованную наиболее совершенными приборами и машинами (рис. 19). Еще в феврале 1919 г. В. Г. Шухов предложил первоначальный проект и поверочный расчет многоярусной гиперболоидной радиобашни в Москве высотой 350 м, состоящей из девяти секций, постепенно уменьшающихся в диаметре 1) (рис. 174). Доклад В. Г. Шухова о проекте башни и способе ее монтажа был заслушан на заседании строительной комиссии в Народном комиссариате почт и телеграфов. Учитывая нехватку в стране металла в эти годы, было решено установить радиобашню высотой 150 м. В своей рабочей тетради с пометкой от 28 февраля 1919 г. (по заданию Государственных объединенных радиотелеграфных заводов) В. Г. Шухов сделал поверочный расчет для шестиярусной башни беспроволочного телеграфа из гиперболо- идных блоков по 25—30 м, массой до 50 τ 2). Работы по изготовлению элементов и сборке первого нижнего блока башни начались поздней осенью 1919 г. Выяснилось, что, хотя на башню требовалось всего 240 τ металла, в Москве его найти не могли. Комиссар строительства радиостанции и радиобашни Ф. П. Коваль рассказывал, что председатель правительственной строительной комиссии Народного комиссариата почт и телеграфов А. М. Николаев обратился к В. И. Ленину с просьбой разрешить использовать железо из запасов военного ведомства в г. Смоленске. Вопрос о строительстве радиобашни поставили на заседании Совнаркома, и по предложению В. И. Ленина было принято решение выдать необходимый металл. 1 марта 1922 г. была сдана в эксплуатацию радиостанция мощностью 100 кВт незатухающих колебаний с дуговым генератором, установленная на ажурной башне системы Шухова. 19 марта 1922 г. начал действовать телеграфный радиопередатчик Шаболовской (Шуховской) башни. Передачи принимались на окраине страны и за рубежом. Шуховская башня много лет была наиболее высоким сооружением в стране (высота колокольни Ивана Великого в Московском Кремле 80 м, Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге и башни церкви Петера в Риге 120 м). В конструкции башни из взаимно пересекающихся прямых стержней каждый стержень выполнен из двух швеллеров № 14. Стержни башни в месте пересечения соединяются заклепками с примыкающими к ним полками швеллеров встречного стержня, четыре широко расставленные заклепки жестко соединяют стержни в каждом узле. Все стержни одного направления непосредственно примыкают к промежуточным кольцам жесткости, выполненным из швеллера № 10. Стержни встречного направления оказываются удаленными от этих колец и соединяются с ними посредством полос, изогнутых в виде кованых уголков. Прокладка между этими уголками образована отрезками трубы, внутри которой проходит стержень заклепки. Нижнее опорное кольцо из двух уголков 100 χ 100 χ 6 мм прикреплено к фундаменту анкерными болтами, расположенными по обе стороны узловых опорных фасонок. Наиболее сложным является узел взаимного сопряжения гиперболоидов смежных ярусов. Расположенные в этих местах кольца составлены из двух раздвинутых уголков 100 χ 100 χ 10 мм, связанных снизу легкой решеткой. Такая конструкция дает возможность пропустить внутри кольца фасонки, которые соединяют наклоненные под разными углами швеллеры, стержни смежных гиперболоидов (рис. 175). Такие конструктивные решения для столь сложного пространственного сооружения оптимально просты. При возведении башни Шухов осуществил «телескопический» метод монтажа крупными блоками путем последовательного подъема каждой очередной гиперболоидной секции внутри одной или нескольких предыдущих. Сначала монтировалась нижняя опорная секция; на верхнем ее кольце устанавливались А-образные деревянные опоры, оснащенные полиспастами, необходимыми для подъема следующей секции. Внутри опорной секции монтировалась вторая секция. Наверху второй секции закреплялись, пока секция еще находилась на земле, кольцевые леса и А-образные двуноги, необходимые для подъема третьей секции; затем с помощью полиспастов первой секции вторую секцию поднимали в проектное положение, закрепляли и т. д. Для «телескопического выдвижения» каждой последующей пустотелой секции В. Г. Шухов впервые предложил временное упругое уменьшение нижнего диаметра поднимаемой секции специальными стяжками, необходимыми только для процесса монтажа. Подняв секцию, т. е. пропустив ее через верхнее кольцо нижестоящей секции, стяжки ослаблялись, нижнее кольцо поднимаемой секции принимало проектное положение, что позволяло сомкнуть верх нижней и низ верхней секций. Встретив первоначально возражения специалистов, В. Г. Шухов доказал, что наиболее приемлемо поднимать каждую секцию не за три, а за пять точек, расположенных у низа поднимаемой секции. Организовать крепление верхних блоков выше конечного проектного положения центра тяжести поднимаемой секции практически невозможно, поскольку эти блоки не могли быть вынесены вверх над уже смонтированной секцией. Он доказал также, что при подъеме за три точки при наличии трех и четырех полиспастов отставание одного или двух из них вызовет резкий перекос секции внутри смонтированной уже конструкции и может привести к аварии. Если же применять пять полиспастов, отставание одного или даже двух из них не вызовет поворота секции, поскольку она будет опираться по крайней мере на три точки, при этом проекция центра тяжести поднимаемой секции остается внутри треугольника опирания. В 1947 г. с увеличением эксплуатационной нагрузки от антенны турникетного типа и рефлекторной антенны проводилось обследование двухсот узлов и башни. Несмотря на 25-летнюю эксплуатацию, коррозия металла в узловых соединениях составляла лишь 5% от толщины 3). Проект усиления башни предусматривал уста- 92
новку 17 дополнительных колец сечением 100 χ 100 χ χ 10 мм во II, III и IV секциях. &1970 г. в связи с установкой на Шаболовской телебашне новой антенны рупорного излучателя, а также подъемника производился расчет ее стержней при коррозии 10% от толщины по машинной программе для ЭВМ «Парадокс-71»4). В 1973 г. был выполнен соответствующий расчету проект усиления Шаболовской телебашни. Кольца жесткости были предусмотрены в III и V секциях. Для характеристики экономической эффективности интересно сопоставить это сооружение с другими типами конструкций высотных сооружений — башней Эйфеля в Париже и телевизионной башней в Токио. По первоначальному проектному варианту башни (1919 г., 350 м) предполагаемый вес составлял 2,2 тыс. т, в то время как вес башни Эйфеля (305 м) — 8,85 тыс. т, телевизионной башни в Токио (330 м) — 4 тыс. τ (для этой башни ' применялись высокосортные стали)5). При сравнении этих показателей для трех наиболее высоких в мире сооружений подобного назначения следует отметить экономичность башни Шухова. Высокие эксплуатационные достоинства башни во многом определялись использованием высокопрочных немецких рурских сталей для ее элементов. Остроумное инженерное решение конструкции этого сооружения не сгладится со временем даже при развитии новых методов строительства высотных конструкций. " Первоначальный проект башни Шухова высотой 350 м для радиостанции на Шаболовке (Архив РАН, 1508-1-84, лист 2.) 2) Архив РАН, 1508-1-61, лист 28, об. стороны листов 28-30. Х) Ковельман Г.М Творчество почетного академика и инженера Владимира Григорьевича Шухова. — М.. Госстройиздат, 1961, 363 с. 4) Петропавловская И.А. Гиперболоидные конструкции в строительной механике. — М. Наука, 1988 с 172, 173. ^ Мельников Н.П. ВТ. Шухов — основоположник отечественной конструкторской школы, в кн . ВТ. Шухов — выдающийся инженер и ученый. — М.. Наука, 1984, с. 12—19. Рис 174 Шаболовская радиобашня в Москве Первоначальный проект, 1919 г, высота 350 м (Синька, 93,5 χ 60,2 см, архив Российской Академии наук 1508-1-84, №1 ) 93
Рис 175. Шаболовская радиобашня в Москве, рабочий чертеж с общим видом и деталями конструкций, 1919 г, высота 150 м (Синька 88 χ 66,5 см, архив Российской Академии наук, 1508-1-85) Рис. 176 и 177. Фотоснимок в память о завершении строительства Шаболовской радиобашни, 1922 г. (фотомонтаж). Башня с опалубкой двух нижних секций и карабкающимися по сетке рабочими- монтажниками. (Фотоснимок 28,5 χ 15,8 см с паспарту, личный архив Φ В Шухова) 94
Рис. 178. Шаболовская радиобашня в Москве, 1919—1922 гг. (Архив Музея архитектуры им. А. В. Щусева.) Рис. 179. Шаболовская радиобашня со смонтированной позднее лестницей (справа) и установленными в 1973 г. кольцами жесткости в третьей секции. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 180. Шаболовская башня. Вид на первую и вторую секции. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) 95
Рис. 181. Шаболовская башня, внутренний вид. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 182. Шаболовская башня, соединительное кольцо между первой и второй секциями. Соединения стержней обеих секций образуют изгибы с внешней стороны кольца. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) 96
Рис. 183. Шаболовская башня сегодня. (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г.) Рис. 184. Шаболовская башня, внешний вид. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) 97
Рис. 185. Трехсекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на р. Оке. Высота 69,5 м, предварительный проект, предположительно 1927 г. (Синька, 46,5 χ 33,5 см, архив Российской Академии наук, 1508-1-88, №21.) Рис 186. Трехсекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на р. Оке. Высота 69,5 м (исполнительный чертеж выполнен примерно в 1927 г.) (Синька, 46,5 χ 33,5 см; архив Российской Академии наук, 1508-1-88, №22) Рис 187. Трехсекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на р. Оке, строительство первой секции. Две вспомогательные деревянные башни на трех опорных точках могут передвигаться вдоль внутренней поверхности гиперболоида и служат рабочими лесами Исторический фотоснимок 1927-1929 гг (Архив Российской Академии наук. 1508-1-86, №5.) Рис. 188. Трехсекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на р. Оке, строительство второй секции. Рабочая площадка- платформа между первой и второй секциями — поддерживается деревянной башней, установленной по центру. Одна из двух вспомогательных деревянных башен поднята на площадку с помощью лебедки, другая осталась в нижней секции и служит лестницей. Исторический фотоснимок 1927—1929 гг. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, №5.) Рис. 189 Трехсекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на ρ Оке, строительство третьей секции. Вспомогательная деревянная башня поднята на балочную клетку поверх второй секции. Вследствие малого диаметра третьей секции вспомогательная башня не должна больше сдвигаться Натянутый трос, как и прежде, удерживает конструкцию основной и вспомогательной башен Исторический фотоснимок 1927—1929 гг (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, №6) Рис. 191 Смонтированная трехсекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на р. Оке. Исторический фотоснимок 1927—1929 гг (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, №22) '98 Рис 190 Трехсекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на ρ Оке с готовой третьей секцией Рабочая площадка снята Исторический фотоснимок 1927—1929 гг (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, №15)
Рис 192 Пятисекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на ρ Оке (высота 128 м). Строительство первой секции на круглом ленточном фундаменте Справа — деревянные вспомогательные башни с рабочими. Исторический фотоснимок 1927-1929 гг (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, №1.) Рис. 193. Пятисекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на р. Оке. Монтаж так называемым телескопическим методом (ранее применялся при строительстве Шаболовской радиобашни). Сборка третьей секции внутри первой секции на земле. Исторический фотоснимок 1927—1929 гг. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, №8.) Рис. 194. Пятисекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на р. Оке. Монтаж четвертой секции. Исторический фотоснимок 1927—1929 гг. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, №11.) Рис. 195. Пятисекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на ρ Оке. Подъем четвертой секции. Исторический фотоснимок 1927—1929 гг. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, № 13.) Рис. 196. Пятисе· онная опора ВЫСОК01 ПыНОЙ линии электропередачи НИГРЭС на р. Оке Монтаж пятой секции. Исторический фотоснимок 1927—1929 гг. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, № 14.) Рис 197. Пятисекционная опора высоковольтной линии . электропередачи НИГРЭС на р. Оке. Подъем пятой секции. Исторической фотоснимок 1927—1929 гг (Архив Ф. В. Шухова)
Рис. 198. Пятисекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на ρ Оке. Монтаж третьей секции внутри опоры. Исторический фотоснимок 1927—1929 гг. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-86, №6.) Рис. 199. Пятисекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на р. Оке. Подъем четвертой секции. Вид на вспомогательную деревянную конструкцию с пятиугольным планом. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-86, №9.) Рис 200. Пятисекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на р. Оке. Подготовка к подъему. Диаметр секции опоры внизу уменьшен с тем, чтобы она проходила через верхнее кольцо предыдущей секции. Для этого поверхность сетки стягивается и натягивается на внутренний деревянный каркас. После окончания подъема натяжное устройство ослабляется и согнутая поверхность выпрямляется. Нижние концы стержней поднятой секции соединяются с кольцом жесткости. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, №2.) Рис. 201. Одна из пяти опор вспомогательной деревянной конструкции с блоком полиспаста. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, №19.) Рис 202. Смонтированная вторая секция внутри первой. На верхнем краю первой секции пять деревянных крановых козел с лебедкой для подъема второй секции. На ней пять таких же кранов для следующего подъема (Архив Российской Академии наук, 1508-1-90, №4.) Рис 203. Та же фаза строительства, что и на рис. 202. Лампы на внешних кранах служат для работы в темное время суток. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-86, №7)
Рис. 204. Опоры высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС. Вид с р. Оки. (Фотоснимок И. Казуся, 1989 г.) 101
Рис. 205 Опоры высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС на ρ Оке (на переднем плане трехсекционные, на заднем плане пятисекционные). (Фотоснимок И Казуся, 1989 г.) 102
Рис. 206. Пятисекционная опора высоковольтной линии электропередачи НИГРЭС. Вид изнутри. К стержням сетки башни изнутри прикреплены новая лестница (слева вверху) и первоначальная лестница (ниже). Подвешенные металлические люльки служат местами отдыха.. (Фотоснимок И. Казуся, 1989 г.) 103
Сетчатые мачты русских и американских линкоров К. Бах n Bach К., Torpedoschutznetze, Sperrnetze und U-Bootnetze, in. Mitteilungen d. Instituts fur leichte Flachentragwerke, Nr. 8, Netze in Natur und Technick, Stuttgart, 1975, s 150—161. 2) Friedman Ν , Battleship, Design and Development 1905—1945, Greenwich, 1978, ρ 99. " Preston A , Battle Ships of World War I, London, 1972, ρ 204, 213 41 Breyer S , Schlachtschiffe und Schlachtkreuzer 1905-1970, Munchen, 1970, s. 416 5) Письмо от 5.5 1909 г Военного министерства отделу компасов указывает на наличие слабых магнитных свойств у стальных трубок и на их нежелательное воздействие на работу компаса Документ 421-1-1848, №58, 58а 6) Данные приводятся согласно И Черникову, который любезно предоставил мне свою неопубликованную рукопись «Мачты системы Шухова», по документам из Государственного центрального архива Военно- Морского флота СССР, 876-5-39 7) Ковельман Г Μ , см. прим 5 на с 9, с 163—165 8) Franz, Flottenhandbuch, Preston, Breyer. 9) The Naval Annual 1913, Ed by V. Hythe, Portsmouth, 1913, Reprint, Newton Abbot 1970, Tafel 60 l(,) Breyer, там же, с 417—422. И) Черников И И., там же, 417-1-3178, лист 38. |2) Breyer, там же, с. 416. П) Preston, там же, с. 224 |4) Ссылка приводится проф И. Ровером, руководителем Исторической библиотеки г Штутгарта. * Доктор-инженер, Институт легких несущих конструкций Штутгартского университета. С похожими на динозавров линкорами, почти вымершим видом кораблей, некогда символом угрозы, мощи и надменности, обычно связывают скорее тяжелые, покрытые непробиваемой броней громады, чем легкие, филигранные конструкции. Тем не менее исключительно легкие сооружения, являясь частью корабельной архитектуры, главным образом в Военно-Морском Флоте США, хорошо зарекомендовали себя в течение добрых трех десятилетий. Две технические разработки довольно продолжительное время оказывали воздействие на характер конструирования военных кораблей в начале XX в. Прежде всего это торпеды, которые постоянно совершенствовались. Упомянутое сравнительно дешевое оружие угрожало дорогостоящим линкорам, вынуждало проводить мероприятия конструктивного (вначале торпедные заграждения0, позднее более эффективное внутреннее разделение корпуса корабля) и тактического характера (повышенное наблюдение, прожектора, скорострельные легкие орудия) (рис. 208). Однако более серьезные последствия имело появление после 1905 г. корабля с тяжелой артиллерией лишь одного калибра. Начинателями этого явились британские военно-морские силы. Их первый корабль указанного класса носил угрожающее название «Дредноут» — так в скором времени стали называть все аналогичные новые корабли военно-морских флотов других стран. Военные корабли, которые стали массивнее, быстрее и более дорогостоящими, имели свои опознавательные знаки в виде (доходящих до семи штук) тяжелых сдвоенных (или строенных) орудийных башен. По сравнению с кораблями «додредноутных» времен, кроме бронированных боевых рубок, высоких труб и мачт, не было никаких других палубных надстроек. С появлением дредноутов не только изменилась прежняя тактика ведения боя, но все палубные надстройки предшествующего поколения кораблей оказались бессмысленными; это привело к началу беспримерной гонки вооружений. Высокую дальнобойность тяжелой артиллерии, вскоре начавшей действовать уже на большие расстояния, чем угрожающие кораблям торпеды, можно было использовать лишь при одновременном улучшении возможностей наблюдения. Как известно, радиус видимости находится в простой геометрической зависимости от высоты места, с которого ведется наблюдение. Для визирной трубы, корректирующей стрельбу артиллерии и находящейся на высоте не более 10 м над поверхностью воды, корабль на расстоянии 13,5 м скрывается за горизонтом. С капитанского мостика видимость практически такая же. Если же наблюдатель находится на высоте 27 м, то радиус видимости на море возрастает в 1,7 раза, а дальность наблюдения составляет 23 км2). Высота корабельных труб доходила в то время до 20 м. Черные, горячие и удушающие клубы дыма, к которым добавлялись раскаленные частицы шлака, вырывавшиеся из котлов, работавших вначале исключительно на угле, не позволяли находиться на наблюдательном пункте, так что наблюдение, да и измерения были практически невозможны. Ударные волны и пороховой дым тяжелых орудий мешали не меньше. Поэтому площадка для проведения измерений (марс) располагалась как можно дальше от орудий и перед корабельными трубами. При повреждении передней площадки (фор-'марс) и при кормовом ветре вторая площадка (грот-марс) становилась главной. Требовались остойчивые и вместе с тем легкие конструкции, чтобы обеспечить место для необходимого количества наблюдателей. В те годы, когда компьютеров не было, все задачи по измерению и передаче результатов распределялись на множество исполнителей. На платформе должны были размещаться оптические приборы: подзорные трубы, указатель направления, визирная труба, а позднее и дальномер. При этом не должно было возникать проблем ни с весом площадки (на линкорах во избежание постоянной перегрузки экономится каждая тонна), ни — что еще важнее — с ее остойчивостью. Речь шла о том, чтобы совместить по сути дела противоречивые требования: большую высоту при малом весе (топ-дифферент); отсутствие вибрации (работающие на больших оборотах паровые машины, а затем заменившие их турбины с приводом создают повышенную вибрацию); видимость без помех (копоть, дрожание нагретого воздуха, пороховой дым); остойчивость (ослабление таких воздействий, как волнение моря, ветер, ударная волна при стрельбе орудий); надежность при обстреле и бомбардировке. Тот, кто, находясь в машине, двигающейся с высокой скоростью, попытается рассмотреть какой-либо объект с помощью бинокля, легко поймет вышеперечисленные проблемы. Технические и конструктивные решения этих проблем были различными. По силуэту корабля ясно видно, каким образом происходило разделение управления.судном в капитанской рубке (немного поднятой над верхней палубой) и руководства ведением артиллерийского огня (указание направления стрельбы и наблюдение за попаданием) в специально оборудованных для этих целей и высоко поднятых марсах. Результаты измерений поступали в центральный вычислительный пункт, расположенный внутри корпуса корабля. Так возникла идея о необходимости высокой боевой мачты. С развитием и дифференциацией задач она становилась более высокой, тяжелой, многоцелевой (комплексной) и, наконец, трансформировалась в башню с большим числом плоских платформ на разных уровнях. Несколько конструкций было исследовано, построено и опробовано военно-морскими флотами ряда стран. Изменения и модификации мачт, труб (их высоты, формы и взаимного расположения) для лучшего их соответствия друг другу не были при этом редкостью. На дредноутах британского флота были введены устойчивые трехопорные мачты (фок- и грот-мачты) (рис. 209). Кайзеровский германский флот, руководствуясь другими тактическими представлениями (считалось, что постоянно затянутое туманом Северное море не позволяет вести морские сражения на большом удалении кораблей друг от друга), оставил у себя цельную мачту, пробовал каркасные конструкции и лишь во время первой мировой войны перешел на трехопорные мачты, которые превышали по высоте фор-марс. В военно-морском флоте царской России инженеры, славившиеся своими идеями, предложили целый ряд 104
новшеств в области кораблестроительной техники и артиллерии, однако государственная бюрократия каждый раз настолько затягивала решение этих вопросов, что в некоторых случаях открытия оказывались реализованными на судах других государств3). Так, в 1903 г. была произведена закладка кораблей «Андрей Первозванный» и «Император Павел I». К моменту же окончания строительства в 1910 г. они уже безнадежно устарели, хотя в них было воплощено немало интересных технических решений4). Первоначальный проект предусматривал простые цельные мачты; затем они были заменены выполненными из трубок5) трехосными гиперболоидными сетчатыми башнями по системе Шухова высотой 24 м с эллиптическими сечениями (размеры 2,4 χ 1,5 и 3,7 χ 1,8 м у главных осей)6). Повышенная стоимость трубок и соединительных элементов, а также медленные темпы монтажа послужили причиной того, что конструкции были признаны неэкономичными7). Сетчатые мачты выглядели очень стройными; на них были лишь небольшие закрытые марсы, а также стеньги с тросовой расчалкой для антенн радиотелеграфа (общая высота над килем 53,4 м). По форме они напоминали выполненные в сеточной конструкции традиционные боевые мачты. Была ли связана эллиптическая форма с ветровой нагрузкой по главному курсу, остается неизвестным. Как показал дальнейший опыт (например, гибель корабля «Мичиган»), нагрузки при маневрировании корабля и боковом ветре могут многократно возрастать. В боковой проекции изображены лишь решетки одного слоя образующих элементов мачты вместе с кольцами жесткости (рис. 207). Обращает на себя внимание почти вертикальное расположение трубок (-3—5° к отвесной линии). Это могло быть причиной того, что как на изображениях того времени, так и на более поздних сетчатые мачты показывали лишь как состоящие из вертикальных и горизонтальных элементов8). На фотоснимках, напротив, наклонное положение трубок можно заметить по их пересечениям (рис. 213). Сетчатые мачты, спроектированные как для «Гангута»9), так и для кораблей класса «Императрица Мария», были построены не сразу10). Опасения, что эти мачты будет видно издалека и противник сможет быстро определить координаты корабля10, очевидно, перевесили у руководства Балтийского флота тактические преимущества высокого расположения пунктов управления. В результате имеющиеся сетки (также и по причине повышенной вибрации) зимой 1916—1917 гг. были сокращены у «Императора Павла I» вдвое, а у «Андрея Первозванного» даже на 75% и заменены высокими сигнальными стеньгами12). Большая продолжительность строительства корабля «Андрей Первозванный» привела к тому, что сетчатые мачты первоначально русских кораблей были в большом количестве установлены на американских и стали типичным признаком последних. Это послужило причиной того, что примеры русских судов сегодня часто рассматривают как «имитацию» американской конструкции. Так, Престон13) пишет, что мачты сетчатого, или «корзиночного», типа были характерны для американских судов, «хотя они дважды копировались русскими». Он указывает, что на практике эти слишком легкие конструкции не оправдали себя, поскольку вибрация нежелательным образом сказывалась на точности ведения огня и, кроме того, возникала опасность, что в штормовую погоду корректирующие установки вообще могут выйти из строя. Британские трехопорные мачты в обоих случаях доказали свое превосходство, хотя и были в три раза тяжелее. Фридман14), являющийся известным специалистом в области судостроения, так рассказывает о создании сетчатой мачты в Военно-Морском Флоте США. В 1905—1906 гг. Министерство Военно-Морского Флота США предложило заменить все прежние, низкие и массивные боевые мачты вместе с капитанским мостиком на две сетчатые башни. Конструкторское бюро, напротив, исходя из экономических соображений, считало целесообразным сохранить существующие мачты с основным диаметром -1,2 м. Тем не менее вопрос обеспечения ведения огня казался слишком важным, чтобы ставить его в зависимость от конструкции, которая, как считалось, при определенных обстоятельствах могла быть разрушена от единственного попадания и погребла бы под собой всю систему Рис. 207. Линкор «Император Павел I» с сетчатыми мачтами Шухова, 1903 г.; боковая проекция. (Государственный центральный архив Военно- Морского Флота России, 876-5-39.) 105
Рис. 208. Линкор США «Массачусетс», модернизированный предшественник «Дредноута» с устаревшей массивной сторожевой мачтой (фор- марс) и сетчатой грот- мачтой; боковая проекция (фрагмент). (Reilly Λ С, Scheina R. L, American Battleships 1886—1923, London, 1980, p. 57.) Рис. 209. Трехопорная мачта линкора «Дредноут», 1906 г.; боковая проекция (фрагмент). (Рисунок Дж. Робертса.) (Friedman Ν., см. прим. 2 к данной статье; с. 139.) 4з^- Рис. 210. Линкор США «Южная Каролина», 1918 г.; боковая проекция (фрагмент). (Рисунок А. Л. Равена.) (Friedman Ν., см. прим. 2 к данной статье.) управления корабля. Заметим, что это опасение не имело под собой серьезных оснований: впоследствии ни одна из трехопорных мачт британского флота не вышла из строя в результате обстрела. Министерство Военно-Морского Флота США высказалось в пользу сетчатой мачты для руководства артиллерией в сочетании с бронированным командным пунктом для управления кораблем. По предложению капитана Ховгаарда15), руководителя Массачусетской школы военного кораблестроения, который считал сетчатые мачты «находкой», «идеальной конструкцией» и, «по всей видимости, очень устойчивыми против орудийного огня», было создано конструкторское бюро во главе с военно-морским инженером Робинсоном. Первая модель состояла из пучка проволоки в форме гиперболоида вращения, который через каждые 70 м был укреплен бандажами. Если вырезать несколько элементов в одной секции между двумя кольцами, то мачта останется в том же положении. Каждый элемент мог бы быть прорезан в нескольких местах в разных секциях без разрушения конструкции. Для испытания конструкции была построена модель, выдержавшая нагрузку и «обстрел» канцелярскими скрепками. Затем была сооружена модель мачты в натуральную величину высотой 38 м. В нее были вмонтированы трубы с наклоном 10°. Установленная на мониторе «Флорида» мачта была обстреляна боевыми снарядами. Добавочный вес в 4 τ на мачте смоделировал нагрузки, возникающие при движении корабля. В мае 1908 г. обстрелянная пятью снарядами (четырьмя из 105- и одним из 305-миллиметрового орудия) сетчатая мачта осталась стоять, хотя в одной секции оказалось пробито пять стержней. Летом 1908 г. «Штат Айдахо» оказался первым кораблем, оснащенным сетчатой мачтой16). Брейер17) сообщает об учебных стрельбах (с участием судов «Катадин» и «Сан Маркое»), в ходе которых сетчатая мачта доказала свою устойчивость, — она упала лишь после тринадцатого попадания снаряда из орудия калибра 305 мм. Однако единодушного одобрения военных сетчатая мачта так и не снискала, поскольку марсовая платформа артиллерийского командного пункта была совершенно не защищена, а устойчивость и вибростойкость сетчатой мачты, по их мнению, оставляли желать лучшего. Тем не менее сетчатая мачта на годы вперед определила «лицо» американских боевых кораблей. Американские сетчатые мачты имели совсем другие по сравнению с русскими круглые поперечные сечения. С помощью двух перекрещивающихся наборов трубок получали геометрическую форму. Горизонтальные стальные кольца, расположенные изнутри и снаружи на нескольких уровнях на расстоянии друг от друга примерно в человеческий рост, придавали жесткость конструкции. Установленные наклонно лестницы соединяли легкие промежуточные плоскости из натянутых проволочных сеток, которые иногда покрывали парусиной. Многочисленные платформы меньших размеров (платформы для прожекторов, противоторпедного наблюдательного поста и др.) укрепляли с наружной стороны мачты18), штурманскую рубку устанавливали в основании мачты (рис.215). Трубки из немагнитного металла (бронзы) компенсировали в этом месте нежелательное влияние на магнитный компас. К сожалению, в литературе отсутствуют более подробные данные о диаметре и типе трубок (возможно, это были бесшовные котельные трубы). На неоднократные запросы в государственные архивы США ответа не получено. Однако некоторую ясность в 106
этот вопрос вносят документы немецких торговых фирм19). Изготовление бесшовных стальных труб по методу Маннесмана осуществлялось в Германии с 1885 г., а в 1888 г. было запатентовано в США. С помощью этой технологии удалось наладить промышленное производство высококачественных и безупречных по конструкции стальных труб. Трубы фирмы Маннесмана высоко ценились на мировом рынке и продавались и в США, и в России. После того как в 1900 и 1906 гг. истекли сроки действия основных патентов20), появились возможности для их промышленного выпуска в разных странах. В 1909—1911 гг. сетчатыми мачтами были оснащены и другие, ранее построенные корабли (рис. 208). Мачты оказались сравнительно простыми и легкими; так, например, у линкоров «Миссисипи» (высота мачты 28 м, нижний диаметр 6,8 м, верхний диаметр 3,25 м21)) и «Айдахо» (построен в 1908 г.), которые в 1914 г. были проданы в Грецию как «Килкис» и «Лемнос», мачты сохранились до 1941 г. без изменений22). На построенных в США для Аргентины дредноутах «Ривадавиа» и «Морено» сетчатые мачты имели фор-марс. Высота сетчатых стволов башен составляла 28—31 м, нижний диаметр 4—8 м, верхний 2,5—3,5 м23). Максимальная высота всех конструкций до последнего времени ограничивалась высотой Бруклинского моста через р. Ист-Ривер в Нью-Йорке. Так же, как судам, плавающим через Панамский канал, заранее задавались длина и. ширина корпуса, подход к одной из важнейших военно-морских баз США должен был быть возможным для любого корабля. Поэтому была установлена предельная высота мачты (без спуска стеньг): 38 м — габаритная высота и 41 м — максимальная высота24). Все построенные до 1922 г. — года Вашингтонского соглашения о флотах (действие которого распространялось и на 30-е годы программы разоружения и приостановки строительства военно-морского флота) — американские линкоры, включая построенные позже других линкоры класса «Колорадо», а также многие крейсеры, имели характерный силуэт с двумя (рис.214), реже с одной сетчатой мачтой. В связи с постройкой большого числа кораблей во время первой мировой войны и в целях рационализации было решено перейти к унифицированным сетчатым мачтам, начиная с судов класса «Теннесси» (1915 г.)25) (рис. 210). Вопрос о целесообразности использования американских сетчатых мачт поднимался по двум причинам. Во-первых, мачта судна «Мичиган» опрокинулась в 1918 г. во время шторма, когда корабль подвергся сильной бортовой качке. Во-вторых, четыре других корабля потеряли свои топ-мачты после того, как боковая качка резко бросила корабль сначала на левый, а затем на правый борт и при этом швырнула топ-мачту на левый борт. Мачта в самом узком месте не выдержала и согнулась. Тяжелая платформа управления артиллерийским огнем обрушилась на палубу, на левый борт. Однако никаких значительных повреждений не было, а два человека, находившихся в то время на верху мачты, остались живы. Эта авария, разумеется, до предела накалила страсти в спорах о конструкции мачты26). Хотя из опубликованных материалов27) известно, что в конструкции применялись трубки, на сделанном с близкого расстояния фотоснимке изуродованной фок-мачты видны хотя и погнутые, но не обломившиеся элементы секций, что характерно при использовании трубок сплошного сечения (рис.216). Все же случай, происшедший с «Мичиганом», был особый28). На мачтах других кораблей также оказались местные Рис. 211. Линкор США «Колорадо» с укрепленными и укороченными сетчатыми мачтами, конец 1941 г.; боковая проекция (фрагмент). (Breyer S., см. прим. 4 к данной статье; с. 249.) Рис. 212. «Мачта-пагода»: снабженная платформами и переоборудованная трехопорная мачта высотой ~40м над ватерлинией на корабле «Ямаширо», 1936 г.; боковой фасад. (Breyer S., см прим. 4 к данной статье; с. 367.) ,ς) Hough R., Dreadnought. A history of the modern battleship, 5, New York, 1975, p. 38. ,6)Friedman N., U.S. Battleships, An illustrated design history, London, 1986, p. 60. ,7) Breyer, там же, с. 216. 18) Die amerikanische Flotte, in: Das Neue Universum, Ein Jahrbuch fur Haus und Familie, besonders fur die reifere Jugend, 40. Jahrgang, Stuttgart urn 1919, s. 238—243. 19) Recherche in Akten der Fa. Mannesmann im Archiv des Deutschen Museums Munchen. 20) Meyers GroBes Konversations-Lexikon, 6. Aufl., Leipzig, bd. 13, s. 234. 2,) Aus einer Zeichnung von P. Endsleigh Castle herausgemessen, in: Lautenschlager K., USS Mississippi. 22) Lautenschlager K., US Warship Profile Nr. 39, Windsor, 1973. 23) Rissen Α., Ravens von Nebrasca und Nevada herausgemessen, in: Friedman, U.S. Battelships. 24) Friedman, там же, с. 60. 25) Breyer, там же, с. 246. 26) Friedman, там же, с. 177. 27) Reilly J.C., Schema R.L, American Battleships одного из орудий взорвался, причем осколки попали именно в то место, которое позднее не выдержало. Ремонтные работы не коснулись конструкции в целом. Friedman, там же, с. 177. 1886—1923, London, р. 241. 1980, 28) Мачта первоначально находилась на штурманской рубке. После удаления последней мачта была установлена непосредственно на палубе, а недостающая высота обеспечивалась за счет наращивания стержней решетки. Диаметр у основания был увеличен по сравнению с прежним (3 м) до 4,26 м. В результате этого напряжения сконцентрировались в наиболее слабом месте мачты. Испытания пробной нагрузкой на верфи не проводились. Кроме того, незадолго до этого ствол 107
Рис. 213. Линкор «Император Павел I» с сетчатыми мачтами Шухова, 1903 г. Исторический фотоснимок, сделан после 1910 г. (Музей Военно-Морского Флота России, Санкт-Петербург.) Рис. 214. Предшественник «Дредноута», американский линкор «Канзас» с сетчатыми мачтами. Исторический фотоснимок, сделан после 1911 г. (Собрание Моризона.) 108
Рис. 215. Сетчатая мачта американского предшественника «Дредноута», конструкция из труб с сетчатыми платформами и лестницами. Исторический фотоснимок. (Friedman Ν., см. прим. 2 к данной статье.) Рис. 216. Согнутая во время шторма сетчатая мачта на американском линкоре «Мичиган», Ί918 г. Исторический фотоснимок. (Hough R., см. прим. 15 к данной статье; с. 39.) выпучивания. Кроме того, дымовые газы вызвали коррозионные повреждения, проверка которых была затруднена. Поэтому конструкторское бюро предложило использовать больший диаметр топ-мачты, а также трубки, проходящие снизу доверху. Американские офицеры, знавшие корабли Британского Военно-Морского Флота еще со времен первой мировой войны, были в восторге от целого ряда достоинств и высокой несущей способности трех- опорных мачт, от их способности выдерживать большие закрытые марсы, снабженные дальномерами. Сообщения о вибрациях казались противоречивыми. Опыт послевоенного периода свидетельствовал о том, что сетки при орудийных залпах хотя и вибрировали, однако не мешали ведению огня, поскольку колебания продолжались лишь 5—10 с, не выходя за пределы 30—40-секундных интервалов между залпами. Сообщение офицера американского флота судна «Миссисипи», которого сотрясение сетки вследствие орудийного залпа сбило с ног, остается единственным случаем таксго рода. Были опасения, что платформы на марсе лучше видны на расстоянии и что расположение двух мачт облегчает противнику задачу в определении курса. Решение убрать сетчатые башни было связано лишь с затратами. Предполагалось установить вместо них более массивные конструкции29) (рис.211). Тридцатые годы уже стали достоянием истории. Как сетчатые мачты, так и трехопорные, и цельные давно устарели и не соответствовали предъявляемым требованиям. Некоторое время еще оставались укороченные или посаженные на основание сетчатые мачты (рис. 211). Переоборудованные корабли вначале оснащались комплексными трехопорными конструкциями, новые корабли последовательно оборудовались закрытыми башнеобразными сторожевыми мачтами со множеством платформ и площадок. Ведущим в этом отношении стал японский военно-морской флот с оригинальным способом размещения различных платформ друг над другом30) (рис. 212). На полных драматизма фотоснимках горящих и тонущих американских кораблей на военной базе Пирл- Харбор видны торчащие из воды сетчатые мачты. Когда после второй мировой войны «ветераны» американского флота были разобраны на лом, вместе с ними с морских просторов исчезли и сетчатые мачты. Крупноячеистые структуры сетчатых мачт в последний раз нашли применение для поддержки тонких до- моходных труб на трех итальянских пассажирских пароходах, в том числе на «Микеланджело» (1965 г.). Все авторы работ о военно-морском флоте недостаточно четко освещают вопрос о появлении сетчатой конструкции. Сетчатые башни Шухова были запатентованы в 1895 г., а их строительство началось в 1896 г. Представляется возможным предположить, что этот, многократно повторенный принцип конструкции был просто заимствован Военно-Морским Флотом США. В какой мере при строительстве американских сетчатых мачт использовались (возможно, даже в обход патентов и лицензий) уже существующие конструкции, выяснить пока не удалось. 29) Friedman, там же, с. 177, 178, 195. 30) Bei Hough im Englischen "hair rising", in: Dreadnought, a.a.O., s. 191. 109
Введение новой формы конструкции Шуховым и Гауди Й. Томлов* " Fladt К., Geschichte und Theorie der Kegelschnitte und der Flachen zweiten Grades, Stuttgart, 1965; Bassegoda N.J., Geometria reglada у Arquitectura, in: Memorias de la Real Academia de Ciencias у Artes de Barcelona, Tercera Epoca, num. 868, vol. XLVIII, num. 10, Barcelona, 1989. 2) Martinell Brunet C, Gaudi — His Life, his theories, his work, Barcelona, 1975; Molema J. Antoni Gaudi, een weg tot oorspronkelijkheit (diss.), Delft, 1987; Tarrago S., Gaudi entre la estructura у la forma, in: Architecture and Urbanism, Tokyo, Dec. 1977, p. 13—59. υ Бассегода ссылается на подтвержденное фотоснимком раннее применение формы ГИПАР Гауди: в 1884 г. Гауди построил садовый домик в Финка Гюэль — обзорную башню с консолями в форме ГИПАР. См. рис. на с. 462 в кн.: Bassegoda Ν., см. прим. 1. 4) См. статью Н. Смуровой. Роль Шухова в формировании новой эстетики в архитектуре России конца XIX — начала XX вв. ^Tomlow J., Neue Interpretation von Gaudis Entwurf der Franziskaner- Mission in Tanger, in: R. Graefe (hrsg.), Zur Geschichte des Konstruierens, Stuttgart, 1989. 6) У нескольких водонапорных башен жестким на изгиб выполнено не только верхнее кольцо. Дополнительно на различных уровнях устанавливались связи в виде двух сложенных и повернутых друг относительно друга пятиугольников. При ремонтно-реставрационных работах на башнях Шухова позднее были установлены аналогичные крепления. * Доктор-инженер, Институт легких несущих конструкций Штутгартского университета. На исходе XIX столетия появилась новая форма конструкции: регулярные поверхности двоякой отрицательной кривизны, получившие название гиперболоида (рис. 219) и гиперболического параболоида (ГИПАР) (рис. 220). Эти регулярные поверхности были известны в математике с давних пор0 (рис.217). Независимо друг от друга русский инженер В. Г. Шухов и каталонский архитектор Антони Гауди (1852— 1926 гг.) выявили конструктивные и производственно- технические преимущества применения таких поверхностей в строительстве2*. Шухов, выдающийся инженер с принципиально новыми взглядами на деревянные и металлические сооружения, построил в 1896 г. на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде свою первую башню в виде гиперболоида. Архитектор Гауди, известный своеобразным оформлением зданий в Барселоне, был, кроме того, и выдающимся конструктором. После первых шагов по изучению формообразования (предположительно в 1884 г.3)) он с 1909 г. начал применять гиперболический параболоид — перекошенную (в трех измерениях) плоскость — как конструкционное решение для форм стен и сводов кирпичных построек. Тому, что гиперболоид и гиперболический параболоид Шухова — Гауди из регулярных поверхностей и других форм строительных конструкций оказались наиболее предпочтительными, имеются две причины. Первая связана с тем, что их седловидная форма придает даже тонкостенным пространственным конструкциям сравнительно высокую устойчивость. Второй практической причиной их применения в строительстве является то, что эти перекошенные поверхности можно просто изготовить из прямых элементов. Ведь, согласно определению, регулярные поверхности двоякой кривизны образуются в результате перемещения прямой образующей по двум направляющим. При образовании указанных форм в строительстве на смену плоскости (простой поверхности) приходит сетка или решеткас одинаковым шагом линейных элементов. Статические анализы Шухова все дальше уводили его от конструкций «иерархического типа» (стойки, прогоны, стропила, обрешетины и др.) к изогнутым сетчатым плоскостям, которые могли быть изготовлены из одинаковых элементов с ячейками или шагом (рис. 218) примерно такого же размера. Сетчатые башни в форме гиперболоидов явились составной частью этого процесса развития. Аналогичным путем шел и Гауди, создавший ГИПАР-своды. Опалубка из прямых досок придавала сводчатому перекрытию нужную форму. Подобный метод Гауди использовал для перекрытия школы при Саграда Фамилия, распростертая кирпичная кровля которой опиралась на балки, представлявшие собой своеобразную опалубку (рис. 225). При создании своих проектов и Шухов, и Гауди использовали совместимость регулярных поверхностей с изменяющимися граничными условиями. Поверхности могут геометрически искажаться, не теряя своих формальных свойств. Они даже могут переходить в другие регулярные поверхности. Примером является гиперболоид, который в результате вращения прямых вдоль замкнутых кругов можно превратить в цилиндр или сдвоенный конус. Известно, что Шухов при работе над проектом сетчатых башен изучал этот эффект не Рис. 217. Устройство для шлифовки асферических линз. Проект К. Врена, 1669 г. Первоначальное применение гиперболоида. (Wren Ch., Philosophical Transactions, London, 1669.) Рис. 218. Водонапорная башня Шухова в Полибино (первоначально была установлена в Нижнем Новгороде, 1896 г.). Получение поверхности двоякой кривизны с помощью прямых стержневых элементов. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) 110
прерывного формообразования с помощью небольшой вращающейся модели4). Косоугольные стены и разветвляющиеся опоры в проектах Гау^и могли в процессе работы неоднократно изменяться. Гипсовая модель (рис. 223) дает представление о целом спектре вариантов применения регулярных поверхностей внутреннего помещения Сагра- да Фамилия. Во времена бурного развития машиностроения естественным было воздействие его концепций (механики) на принципы конструирования инженерных сооружений (статику). Действительно, обнаруживается связь механического движения с геометрией регулярных поверхностей. В качестве примера можно назвать вращение, трансляцию или перенос (перемещение вдоль прямой или кривой) и винтовое движение по спирали. Шухов и Гауди множество раз успешно использовали этот вид формообразования для разработки новых конструкционных форм. Шухов создал форму остекленного купола над вестибюлем трубопрокатного завода в г. Самаре в виде эллипсоида вращения (рис. 86). Гауди нередко выбирал параболоид вращения и конус в качестве оптимальной несущей формы5) — формы, использовавшейся, например, для верхней части башен фасада бокового нефа Саграда Фамилия. При высоте более 100 м они являются наиболее гибкими из выполненных в камне башен. Графическая статика, получившая к тому времени достаточное развитие, привела инженера и использующего инженерный подход архитектора к формам, возникающим не из геометрии, а из силового поля. Это формы, которые не установлены изначально в своих пропорциях (как, например, квадрат, круг или стрельчатая арка), а освобождены от этих ограничений и могут быть созданы с помощью статического метода в соответствии с* силами, действующими на конструкцию. При переносе результатов графической статики в практику строительства выяснилось, что методы расчета были точны лишь в математическом смысле, а не в отношении всех реально действующих сил или свойств материала. Было ясно, что статический расчет представляет собой упрощение, результат которого может быть реализован лишь с учетом резерва безопасности. По этой причине с определенными ограничениями были вполне допустимы отклонения от формы конструкции, т. е. альтернативные, лишь похожие на идеальный вариант формы. Шухов и Гауди нашли в регулярных поверхностях такие альтернативные формы, которые, с одной стороны, означали освобождение от старых форм в пользу более приемлемых в данных условиях и статически более удобных форм, с другой стороны, они были понятными и благодаря простому геометрическому описанию гораздо проще в изготовлении. При этом следует указать, что Гауди и Шухов разработали одновременно формы, которые в конструктивном отношении достаточно оптимальны. Это относится к сводам, полученным с помощью висячих моделей Гауди, и висячим покрытиям Шухова. Применение регулярных поверхностей для башен ги- перболоидной формы у Шухова занимает особое место. Гиперболоид применялся для башенных конст- Рис. 219. Гиперболоид и его характеристические сечения: прямые, круг, гипербола. (Рисунок Й. Томлова.) Рис. 220. Гиперболический параболоид и его характеристические сечения: прямые, гиперболы, парабола. (Рисунок Й. Томлова.)
Рис. 221. Монтажный план водонапорной башни в г. Иваново-Вознесенске. Развертка с указаниями мест соединений и монтажных стыков. (Рисунок строительного бюро Бари.) Поскольку гиперболоид нельзя развернуть, прямые стержни согнуты и воспроизведены как распрямленные. (Архив Российской Академии наук, 1508-2-38, лист 19.) * Стыки мое t 120*120' 12 и l 120420*12 β Стыки ног 1120*12046 и с 120*120*12 О Стыки мог 1120420*16 и 7720' 12*16 xwmrmi bmn wivuvmb χ л алвшмммплвяаа Пересе* чи иной опора Рис. 222. Скручивание прямых стержневых элементов профильного сечения, представлено в упрощенной форме; не скрученный элемент — труба. (Рисунок Й. Томлова.) рукций с поразительным разнообразием и для самых различных целей. Основным типом является гиперболоид, обе группы прямых элементов которого состоят из стальных профилей, соединенных между собой заклепками. Одни элементы находятся внутри, другие — вне исходной геометрической фигуры. Прямые профили прикреплены к фундаменту и к верхнему краю башни в виде кольца. Это кольцо обычно работает на растяжение, однако для восприятия неравномерно распределенных нагрузок (например, возникающих вследствие силы ветра) выполняется жестким на изгиб6). Прямые профили связаны с другими кольцами, равномерно расставленными по всей высоте башни. На коротких участках между местами соединения эти кольца могут воспринимать напряжения изгиба и вместе с прямыми профилями образуют треугольные ячейки, делающие сетку жесткой против деформации (рис. 218). Интересно, что кольца расположены преимущественно между прямыми элементами, а не в местах их пересечения. Поскольку в узловом пункте соединены лишь два элемента, концентрация усилий может быть сокращена. Тщательное определение расположения колец, мест пересечения и стыковых соединений для прямых профилей можно сделать на основе монтажной схемы (рис. 221). Чтобы получить устойчивую общую форму, верхнее кольцо должно быть меньше нижнего. При очень большой высоте башни, состоящей из установленных друг над другом гиперболоидов, образуется общая конусообразная форма. При этом в верхней части башни число прямых стержневых элементов может составить лишь половину элементов в нижней ее части. Башни Шухова строились из уголковых или спаренных швеллерных профилей. Положение и выверка этих профилей определяется формой гиперболоида. Чтобы плотно соединить в плоскости внешние поверхности уголковых или швеллерных профилей в местах пересечения, необходимо произвести небольшое скручивание на полную длину профилей (рис. 222). Высокая гибкость применяемых профилей облегчила поэтапное скручивание профилей в процессе монтажа. В результате скручивания было достигнуто дополнительное повышение жесткости конструкции. В чертеже к описанию заявки на получение патента на гиперболоидные башни (с. 177) показано, что стержневые элементы имеют круглое сечение. В тексте они помимо прочего обозначаются как трубы. При круглом сечении скручивание стержневых элементов было бы излишним, поскольку соединительную деталь к круглому профилю можно устанавливать как угодно (рис. 222). Согласно этому принципу, из труб были построены сетчатые мачты на военных кораблях (рис.215). Существует другой тип конструкции Шухова, который находится в тесной взаимосвязи с гиперболоидными башнями: круглое висячее покрытие (оно было описано в другой главе4)). Несущие части состоят из стальных полос, висящих между двумя кольцами на опорах (рис. 31 и 43). Вместо одинарного, исходящего из средней точки радиального расположения этих полос Шухов выбрал сетчатое построение, состоящее, как и у гиперболоидной башни, из двух слоев провисающих полос. Геометрической формой этих висячих покры- 112
Рис 223. Саграда Фамилия в Барселоне, гипсовая модель проекта, А. Гауди, предположительно 1925 г. (реконструкция). Внутренний вид этажа над бельэтажем бокового нефа. (Фотоснимок П. Бака, 1981 г.) тий является катеноид — форма вращения цепной линии. Насколько широко использовал Гауди в своей работе регулярные поверхности, лучше всего видно на примере внутреннего помещения Саграда Фамилия — его главного творения. Все поверхности следует представить как полностью состоящие из регулярных поверхностей (рис.223). Небольшая школа рядом с Саграда Фамилия (1909—1910 гг.) была последовательно построена из регулярных поверхностей. Волнистая форма покрытия достигалась посредством балок, расположенных на прямой продольной балке в середине здания (рис. 224 и 225). Само покрытие состоит из нескольких слоев плоских кирпичей, уложенных по принципу каталонской кладки. Внешняя стена, имеющая тонкий слой кирпичной кладки, сделана таким образом, что напоминает поверхность перекрытия из коноидов и представляет собой складчатую конструкцию. Распростертая форма сооружения определяется из простых пропорций 1:2:47). Проект церкви Колонна Гюэль (1898—1914 гг.) был создан на основе висячей модели8), оптимизации сжатых конструкций методом статического моделирования. Проект включал косоугольные участки свода, наклонные арки, склоненные стойки и складчатые поверхности стен. Построен был лишь первый этаж, представляющий собой редкое по красоте произведение искусства строительства из кирпича. Гауди решил проблемы сложных форм в деталях конструкций помимо всего прочего с помощью гиперболического параболоида. Складчатая стена крипты была образована из треугольных плоскостей, а также из перекошенных четырехугольных поверхностей, благодаря чему получались гиперболические параболоиды; таким образом, кирпичи от одного слоя к другому постепенно поворачивались. Неодинаковые пролетные участки в зале с колоннами перед криптой заполнялись сводами в форме ГИПАР (рис.226). Интересны различия в подходах Шухова и Гауди к разработке регулярных поверхностей. Шухов анализировал свои проекты с привлечением математического аппарата. При этом для каждой конструкции он разрабатывал специальную систему математических уравнений. Его расчеты9) свидетельствуют о том, что в основе его конструкционных новаций лежал научный подход к работе. Ни одно проектное решение не достигалось без расчетного анализа каждого строительного элемента во взаимосвязи со всей конструкцией. Благодаря тщательности и точности рабочих расчетов Шухову удалось создать надежные конструкции при сравнительно небольшом расходе материала. Кроме того, его сооружения подкупают элегантностью формы (рис. 206), что является результатом не только голых расчетов. В отличие от аналитика Шухова для Гауди был характерен ярко выраженный синтетический стиль работы, что подтверждают его собственные высказывания относительно своих теорий проектирования10). Применение той или иной строительной формы никогда не определялось исключительно конструкционными соображениями, а интегрировалось в художественное оформление объекта строительства, причем использовалась очень широкая палитра материалов. 7) Molema, см. прим. 2, рис. 546. 8) Graefe R., Tomlow J., WalzA., Ein verschollenes Modell und seine Rekonstruktion, in: Bauwelt, 15/1983, s. 568—573; Tomlow J., Das Modell — Antoni Gaudis Hangemodell und seine Rekonstruktion — Neue Erkenntnisse zum Entwurf fur die Kirche der Colonia Guell (Diss.), Mitteilungen des Instituts fur leichte Flachentragwerke, bd. 34, Stuttgart, 1989. 9)См. патент В.Г. Шухова № 1896. 10) Tomlow J., см. прим. 8, с. 234. П) Единственный пример раннего решения бетонной башни-градирни в форме гиперболоида в Хеерлен- Треебеке (проект Итерсона и Купера). Построено в 1916 г. ,2) Faber С, Candela und seine Schalen, Munchen, 1965; Joedicke J., Schalenbau — Konstruktion und Gestaltung, Stuttgart, 1962. 113
Рис. 224. Школа Саграда Фамилия в Барселоне, А. Гауди, 1910 г., вид на распростертое покрытие. (Фотоснимок П. Бака, 1981 г.) Рис. 225. Школа при Саграда Фамилия в Барселоне, А. Гауди, 1910 г. Образование распростертого покрытия с помощью вспомогательной конструкции из прямых балок. (Рисунок группы. Гауди Делфтского технического института.) Несмотря на указанные различия в подходах, оба новатора, как инженер, так и архитектор, установили существенные свойства и возможности регулярных поверхностей задолго до других. Знаменитые архитекторы испытали на себе влияние этих выдающихся первопроходцев: Леонидов восторгался шуховским гиперболоидом, Корбюзье в связи с применением регулярных поверхностей в своих проектах ссылался на эскизы Гауди для школы при Саграда Фамилия. Известнейший создатель оболочек в форме гиперболических параболоидов Ф. Кандела обращался к Гауди, хотя и отвергал его мнимый формализм. Примечательно то, что регулярные поверхности, не считая отдельных попыток, нашли широкое применение в качестве формы конструкции лишь в пятидесятые — шестидесятые годыП). В то время в большом количестве и при множестве вариаций строили бетонные и деревянные оболочки,2). При создании этих сооружений зачастую можно было заметить влияние идей первопроходцев Шухова и Гауди. Рис 226 Церковь Колониа Гюэль, Барселона, А Гауди, 1914 г Зал со сводами в форме ГИПАР. Кресты на поверхности сводов соответствуют двум прямым, образующим регулярные поверхности. (Фотоснимок А. Вальца, 1984 г) Примечение редакции Следует подчеркнуть, что в своей профессиональной деятельности В Г Шухов стремился прежде всего к конструктивной простоте, а Гауди искал оригинальные архитектурные формы, τ е подходы Шухова и Гауди, нередко приводившие к сходным результатам, были различными 114
Рис. 227. Установка опоры ЛЭП Свирь—Ленинград, 1930— 1932 гг. Опоры (максимальной высотой 40 и 63 м) собираются на земле и монтируются при помощи «падающей стрелы» (вспомогательной решетчатой мачты) и лебедок. (Ковельман Г. М. Творчество почетного академика и инженера Владимира Григорьевича Шухова. — 1961, с. 231—240 и рис. 19.) Рис. 228. Установка опоры ЛЭП Свирь—Ленинград, 1930— 1932 гг. Вид на вспомогательную мачту. (Ковельман Г. М. Творчество почетного академика и инженера Владимира Григорьевича Шухова. — 1961, рис. 127.) Рис. 229. Первая ветряная электростанция в мире мощностью 100 кВт, Крым, построена в 1937 г., конструкция башни Шухова. (Личный архив Ф. В. Шухова.)
Вклад Шухова в развитие нефтяного дела Н. Л. Чичерова* * Ст. научный сотрудник, Институт истории естествознания и техники РАН. Благодаря особому инженерному ракурсу при рассмотрении многих технических проблем, а также таланту механика, строителя, изобретателя Шухов оставил яркий индивидуальный след во многих областях мировой науки и техники. Многие введенные им новшества в нефтяном деле до сих пор остаются ключевыми, его идеи и сегодня используются при добыче, транспорте, хранении, переработке нефти, при утилизации нефтепродуктов0. С нефтяным делом связаны долгие годы творчества Шухова. Закончив в 1876 г. с отличием Техническое училище, он предпочел научным занятиям теоретической механикой живую инженерную практику и уже в 1878 г. оказался в Баку — колыбели российской нефтяной промышленности. Интенсивно развивавшаяся новая индустриальная отрасль выдвигала огромное количество нетрадиционных задач, требовавших оригинального подхода к их решению. В подобных условиях умение Шухова глубоко проникать в суть проблемы, пройденная им школа инженерного мышления, природная изобретательная интуиция воплотились в целый ряд технических объектов. Одной из актуальнейших была проблема доставки нефти с промыслов на перегонные заводы. Широко применявшаяся гужевая перевозка нередко стоила почти в десять раз дороже, чем сама транспортируемая нефть. Еще в 1863 г. Д. И. Менделеев, побывав в Баку и осмотрев Сураханский нефтеперерабатывающий завод, посоветовал строить трубопроводы для перекачки нефти на завод непосредственно с промыслов, убедительно доказав необходимость и полезность этого. Однако решение строить нефтепроводы в России было принято лишь в 1878 г. К выполнению этой сложнейшей задачи приступил 25-летний инженер В. Г. Шухов. Молодой начинающий специалист в небывало короткий срок — один год — спроектировал и построил первый в стране нефтепровод. Нефть от Балаханских промыслов стала поступать в Черный город (близ Баку) по трубопроводу длиной 10 км и диаметром 3". Уже на следующий год в строй вступил второй нефтепровод Балаханы—Черный город, перекачивающий нефть по трубам того же диаметра на расстояние 12 км. Подобными темпами были проложены еще три нефтепровода: Балаханы — Сураханский завод, Сураханский «авод — Зыхская коса, Балаханы — Черный город. При их проектировании и сооружении перед Шуховым встали принципиально новые задачи. Гидравлика в те годы предлагала теоретические выводы для идеальной жидкости, несжимаемой и невязкой, которые никоим образом не могли быть использованы в практике трубопроводного транспорта нефти. Возникла необходимость определения коэффициентов сопротивления движению жидкости в трубах в зависимости и от ее свойств, и от режима ее движения. Эту по существу научную работу провел Шухов. Для мазута — нефтяного продукта, еще более вязкого, чем сама нефть, он предложил применить перед перекачиванием предварительный подогрев паром, отработанным в насосах. Интересно отметить, что в Америке тех лет в тяжелые нефти, предназначенные для перекачки, для снижения их вязкости добавляли воду. Подогрев нефти и нефтепродуктов с этой целью стал использоваться в США значительно позже. Таким образом, если приоритет в строительстве нефтепроводов принадлежит США, то приоритет в применении перекачки нефтепродуктов с подогревом благодаря В. Г. Шухову, бесспорно, остается за Россией. Поставив большое число опытов на построенных нефтепроводах, изучив поведение нефти и нефтепродуктов, В. Г. Шухов предложил формулы для расчета движения нефти по трубам, для проектирования мазу- топроводов и пр. Он выявил зависимость расхода жидкости от ее напора, диаметра и протяженности трубопровода и определил оптимальную скорость перекачки. При этом он ввел полученные экспериментальным путем коэффициенты, учитывающие физические свойства транспортируемой жидкости и экономические факторы выбора ее оптимальной скорости (1.2; 1,6). На сложных участках для увеличения пропускной способности трубопровода В. Г. Шухов предложил прокладывать дополнительные параллельные петли труб (1.23). Позднее, в 1924 г., весь свой накопленный опыт Шухов использовал для создания нефтепроводов Баку—Батуми (883 км) и Грозный— Туапсе (618 км). Приемы его расчетов и проектирования применяются при строительстве трубопроводов и сегодня. Открытые им закономерности и выведенные формулы, нашедшие применение в мировой практике, позволили авторитетному ученому-механику, акад. Л. С. Лейбензону назвать В. Г. Шухова основоположником мировой нефтяной гидравлики. В. Г. Шухов прежде всего тщательно исследовал вставшую перед ним проблему; выбирая решение, подводил под него прочную научную базу, проектировал конструкции, исходя из принципов простоты, экономичности, технологичности, удобства эксплуатации, все просчитывая заранее; осуществив проект, экспериментировал, наблюдал, накапливал данные для решения следующей подобной проблемы, нередко при этом делая научные открытия. Такой метод позволял В. Г. Шухову рационально реализовывать свои необычайные способности ученого и конструктора, органично сочетать теоретический и практический характер деятельности. Разрабатывая крупные проблемы, инженер не упускал из поля зрения менее масштабные, но, по его убеждению, не менее важные задачи, например наиболее эффективное сжигание нефтяных остатков. Дело в том, что мазут, считавшийся побочным нефтяным продуктом, привлекал специалистов высокой теплотворной способностью (выше теплоты сгорания дров в 3, а угля — в 1,5 раза), однако поиски способа его полного и безопасного сжигания долгое время были безрезультатны. В наиболее удачном решении — форсунке-пульверизаторе, созданной в 1866 г. А. И. Шпаков- ским, струя пара, вырываясь из отверстия, расширялась и частично теряла свою энергию еще до соприкосновения с нефтью. Многие последователи изобретателя так и не смогли преодолеть этот дефект. Решить данную задачу попытался В. Г. Шухов2). Еще в студенческие годы, в 1876 г., он придумал и сделал своими руками форсунку для сжигания жидкого топлива. В училище было заведено сдавать практические зачеты в мастерских различного профиля (токарной, слесарной, кузнечной, модельной, литейной). Вероятно, такой зачетной работой и стала форсун- 116
Рис 230 Форсунка системы В Г Шухова. Чертеж строительной конторы Бари, 1881 г., с рукописными исправлениями Шухова (47,8 χ 33,4 см) (Архив Российской Академии наук, 1508-1-42, №2) ка — первая собственная конструкция будущего инженера. Возможно, именно ее изготовление заставило В. Г. Шухова впервые задуматься о таком понятии, как технологичность, которому он уделял особое внимание на протяжении всего своего творчества. В Баку Шухов довел форсунку до совершенства (рис. 230). Струя пара, истекающего с огромной скоростью из узкого отверстия, разбивала струю мазута, доводя его пульверизацию до максимума. Таким образом, форсунка обеспечивала наилучшее распыление горючего и его сгорание без копоти и остатка. По словам Л. С. Лейбензона, Шухов задолго до изобретения «сопла Лаваля» применил те же идеи. Форсунка стала выпускаться в тысячах экземпляров и быстро нашла широкое применение не только в России, но и за рубежом3). В 1880 г. В. Г. Шухов уехал в Москву, но к проблемам нефтяного дела возвращался еще не раз в течение всей своей жизни. Не менее чем транспорт жидкостей на поверхности инженера интересовал их подъем с глубины. В то время на промыслах нефть извлекалась желонкой, этот способ не обеспечивал герметизации, и в итоге терялись наиболее ценные легкие фракции нефти, причем это был не единственный недостаток тартания. Замена желонки глубинным насосом обеспечила бы закрытую эксплуатацию скважин, уменьшение их диаметра, упрощение конструкции, сокращение расхода материала, энергии, рабочей силы. Задача создания скважинного насоса привлекала многих специалистов, попытался решить ее и Шухов4). Он рассчитал конструкцию шнурового насоса, построил его и испытал в 1886 г. под Подольском в скважине на воду. Основным элементом механизма служила быстро бегущая бесконечная лента, способная увлекать за собой жидкость. Насос хорошо проявил себя при эксплуатации, подавая воду на высоту 36 м. В 1890 г. инженер разработал инерционный поршневой насос. Он имел один клапан и гибкий шатун, остававшийся натянутым при опускании поршня. Насос был сравнительно прост, имел малый диаметр, большую глубину погружения и высокую производительность. При его проектировании, как и при решении многих других задач, Шухов пошел нетрадиционным путем. Специалисты тратили годы на повышение жесткости насосных Штанг, увеличивая их диаметр, а он просто заменил жесткую конструкцию гибкой, научно обосновав ее оригинальной теорией работы насоса. Еще в Баку Шухову пришла идея поднимать нефть из скважины сжатым воздухом. Шухов сконструировал остроумный эрлифт, который, однако, тогда распространения не получил. Но другая разновидность ком- прессорого способа — газлифт, построенный по тем же принципам и предусматривающий те же основные технические элементы, что и эрлифт, но вместо сжатого воздуха использующий сжатый газ, занял в наше время достойное место среди применяющихся способов добычи нефти5). Огромный вклад внес Шухов в технику и технологию переработки нефти. Во время его пребывания в Баку основным аппаратом нефтеперерабатывающей промышленности был куб периодического действия. После 14—16 ч перегонки нефти куб охлаждали, чистили и загружали вновь, на что уходило до 12—13 ч. Такая технология вынуждала специалистов искать пути технического обеспечения непрерывной перегонки. Заинтересовавшись этой сложной проблемой, В. Г. Шухов вместе с инженером И. И. Елиным разработал для непрерывного процесса батарею из последовательно сообщающихся кубов и установил ее на бакинском заводе Нобелей. Батарея Шухова—Елина стала как бы п Ковельман Г.М. Творчество почетного академика и инженера В.Г. Шухова. —· М.: Госстройиздат, 1961. 2) Лисичкин СМ. Очерки по истории развития отечественной нефтяной промышленности. — М.: Госте «техиздат, 1954, с. 247 248. 3) Петропавловская И.А. Владимир Григорьевич Шухов (краткий биографический очерк), в кн.: Шухов В.Г. Строительная механика: Избранные труды. - М.: Наука, 1977, с. 13. 4)Желтов Ю.В. Изобретения и научные работы В.Г. Шухова в области нефтяной гидравлики, в кн. Шухов — выдающийся инженер и ученый. — М.: 1984, с. 88—92. 5) К.И. Подъем жидкостей посредством сжатого воздуха. — Нефтяное дело, 1907, №5, с. 347. 117
Рис. 231. Аппарат для непрерывной дробной перегонки нефти, патент Шухова и Инчика, 1886 г. (Патент № 13 200 от 31.12.1888 г. [2.1].) Рис. 232. Приборы для непрерывной дробной перегонки нефти и других жидкостей, а также для непрерывного получения газа и нефти и ее продуктов, патент Шухова и Гаврилова, 1890 г. (Патент №12926 от 27.11.1891 г. [2 3].) Рис. 233. Нефтеперегонная установка «советский крекинг» в Баку, 1932 г. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-46, №3.) переходным звеном между периодической и непрерывной перегонкой, она прослужила до 30-х годов XX в.6) Шухова не мог удовлетворить металлоемкий, малопроизводительный аппарат, не обеспечивавший глубокой переработки нефти. И он продолжил работу в этом направлении вместе с инженером Ф. А. Инчиком, предложив в 1886 г. новый аппарат для непрерывной дробной перегонки нефти и подобных ей веществ (рис. 231). Оригинальная схема позволила утилизировать тепло отходящих газов, мазута и паров дистиллята в условиях увеличенной поверхности теплообмена; расход топлива был сведен к минимальному. Установка обеспечивала разложение нефти на большое количество разных продуктов с заданной разницей в удельных весах — от легкого бензина до тяжелых масел; при этом процесс перегонки значительно ускорился (2.1). Нефтеперегонный завод по схеме Шухова—Инчика был построен в 1889 г. и проработал почти полвека. В 1888 г. В. Г. Шухов предложил дефлегматор, позволяющий улучшить процесс разложения нефти еще и за счет дробления уже самого продукта на тяжелые и легкие части (2.2). Во второй половине 80-х годов В. Г. Шухов руководил в конторе Бари монтажом и наладкой водотрубных котлов зарубежных фирм. Его неприятие тяжелых, неуклюжих форм, постоянное стремление делать конструкции лаконичнее, технологичнее, удобнее в эксплуатации проявились и в области котлостроения. Инженер предложил свой вариант горизонтального котла (рис. 234), в котором расположил пучки труб, набранных в шахматном порядке, под углом к горизонту; большое число люков для прочистки заменил двумя люками увеличенного диаметра; предусмотрел изменение поверхности нагрева за счет длины труб или параллельной установки дополнительных барабанов с одинаковыми по длине трубами. В результате уже с 1891 г. фирма Бари отказалась монтировать зарубежные котлы. В 1896 г. котлы В. Г. Шухова были удостоены высшей 118
награды на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде, а в 1900 г. — почетного диплома и Большой настольной золотой медали на Всемирной выставке в Париже. Конструированием котлов Шухов занимался и в дальнейшем (2.5; 2.9—2.11). Вероятно, работа над трубчатыми паровыми котлами натолкнула Шухова на счастливую идею использовать для разложения нефти трубчатую печь. Но именно создание трубчатой установки непрерывного действия для переработки любого нефтяного сырья стало в творчестве В. Г. Шухова логическим завершением технико-технологического оформления процесса разложения нефти. В разработанном совместно с инженером-механиком А. Гавриловым аппарате поверхность нагрева кубов заменялась трубами, которые могли быть прямыми или спиральными. Обеспечивались принудительная циркуляция сырья (при недостаточности естественной) и орошение паров. Разложение шло под действием не только высокой температуры, но и повышенного давления (рис. 232). Явившись «преждевременным» изобретением, установка Шухова—Гаврилова не получала своего воплощения долгое время. Но во втором десятилетии XX в. возникла настоятельная необходимость в подобных аппаратах. Появилось множество повторных изобретений, выполненных, однако, на более низком уровне. Между фирмами в США стали возникать споры о приоритете, и, чтобы как-то разрешить их, в 1922 г. фирмы направили в Москву комиссию американских специалистов. Разъяснения В. Г. Шухова показали им, сколь несовершенны последние американские патенты и неоспорим приоритет русского и советского ученого в этом вопросе7). В 1929—1934 гг. В. Г. Шухов руководил проектированием и строительством в Баку трубчатой установки «советский крекинг», воплотившей его ранние изобретения (рис. 233). Создание и воплощение крекинг-процесса стало вершиной творчества В. Г. Шухова в нефтяном деле. 6) Лисичкин СМ. Владимир Григорьевич Шухов, в кн.: Лисичкин СМ. Выдающиеся деятели отечественной нефтяной науки и техники. — М.: Недра, 1967, с. 159. 7) Худяков П.К. По вопросу о повторном выводе одних и тех же формул и о повторных изобретениях. — Вестник инженеров, 1926, №4, с. 214—216. Рис 234 Горизонтальный водотрубный паровой котел системы В Г Шухова, строительная контора Бари Фотоснимок для Всероссийской выставки в Нижнем Новгороде, 1896 г (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №5) Рис 235. Сдвоенный вертикальный водотрубный паровой котел системы В Г Шухова, строительная контора Бари Фотоснимок для Всероссийской выставки в Нижнем Новгороде, 1896 г (Архив Российской Академии наук, 1508-1-49, №4)
Строительство резервуаров Э. Рамм* п Сафарьян М.К., 1984, см. выше, с. 72—76. 2) Ковельман Г.М., 1961, см. выше. 3) Лопатто А.Е. Почетный академик Владимир Григорьевич Шухов — выдающийся русский инженер. — М.· 1951, с. 17—22. 4) Сафарьян М.К., см. выше. 5) Сафарьян М.К., см. выше. 6) Шухов В.Г. Уравнение Eld4yldxA = -ay в задачах по строительной механике. — М.: 1903 (1.11). Согласно Лопатто (см. выше), доказательство 1883 г. справедливо. Вопрос, был ли знаком Шухов с основополагающей работой Винклера по упруго укладывемым балкам (Winkler Ε., Die Lehre von der Elastitat und Festigkeit, Prag, 1867), остается открытым. 7) Ковельман Г.М., 1961, см. выше, с. 64—88. 8) Ковельман Г.М., 1961, см. выше. * Профессор, д-р техн. наук, Институт статики сооружений Штутгартского университета. СТАНОВЛЕНИЕ ИНЖЕНЕРА В 1878 г. В.Г. Шухов в свои 25 лет — через два года после окончания Технического училища — направляется как инженер фирмы «Бари» в город нефти Баку. Примитивные условия добычи нефти, которые он нашел там, безусловно, оказали решающее воздействие на его дальнейшую деятельность1). Нефть хранилась в укрепленных глиной ямах и деревянных емкостях. Шухов первый начал строить цилиндрические резервуары из стали. К этому же времени относится проектирование и строительство первого в России нефтепровода. Спустя два года Шухов вернулся в конструкторское бюро фирмы «Бари» в Москве и организовал отдел проектирования, изготовления и монтажа металлических конструкций. Восьмидесятые годы — начало его исключительно важной работы по разработке и изготовлению цилиндрических резервуаров (1.1). Высокий спрос и удачная технология изготовления резервуаров способствовали тому, что к 1917 г. их было построено более 20 000 2>. Эти работы продолжались под руководством В.Г. Шухова и после Октябрьской революции, когда фирма «Бари» была национализирована и получила название «Парострой». Для понимания творчества и личности Шухова необходимо попытаться представить себе необъятную широту его интересов. Он в совершенстве обладал теми качествами, которые отличают инженера-предпринимателя. Шухов был не только инженером и техническим исполнителем, испытывающим особую склонность к научному обоснованию своих конструкций, но и предпринимателем, который делает ставку на экономичное решение и оптимальную организацию производства работ3). Оптимизация, по его мнению, является наиболее существенным критерием. Сафарьян4) отмечает три принципа, которыми руководствовался Шухов при изготовлении металлических конструкций: экономия материала как принцип проектирования, незначительные трудовые затраты как технический принцип, быстрый монтаж как принцип строительства. Как описывают современники5), он не только оптимизировал расход материала, но и внедрял при строительстве резервуаров поточный метод (1881 г.). Рис 236 Схематическое изображение песчаной подушки и кольцевого фундамента под основанием резервуара. (Лопатто А. Е. Почетный академик Владимир Григорьевич Шухов — выдающийся русский инженер — М.: 1951, рис.2.) КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕЗЕРВУАРОВ Принципы конструирования цилиндрических наливных резервуаров Шухова в своей основе предвосхитили современный подход к проектированию резервуаров — от изготовления отдельных деталей до особенностей выполнения конструкции и методов возведения (рис. 239, 240). В соответствии с существовавшими тогда возможностями большие металлические поверхности этих резервуаров составляли из отдельных прямоугольных листов, нахлестывающихся друг на друга, которые соединяли на заклепках и потом герметично зачеканивали (рис. 237). Кроме изобретения резервуаров круглой формы заслуга Шухова состояла в том, что он впервые предложил укладывать днище из металлического листа непосредственно на песчаную подушку, опоясанную массивным кольцевым фундаментом. С помощью теории балок на упругом основании и своего дифференциального уравнения ΕΙ —- = -ay (1) Шухов смог доказать, что напряжения в свободно лежащих балках тем меньше, чем более гибкими они являются6) (рис. 236). Для днища минимальная толщина листов из технологических соображений при монтаже принималась равной 4 — 6 мм. Днище собирали в подвешенном состоянии (чтобы обеспечить возможность подхода к его нижней стороне) из отдельных листов, потом опускали на песчаную подушку \ Цилиндрическую часть изготавливали из отдельных полотнищ (высотой -142 см) и соединяли с днищем при помощи стальных уголков. Для небольших резервуаров толщину листов устанавливали не столько из соображений прочности на растяжение, возникающее от внутреннего давления, сколько определяли из условий монтажа (минимальная толщина 4 — 6 мм). Для больших резервуаров толщина стенки соответственно распределению напряжений по высоте менялась ступенчато и только в верхней краевой части принималась минимально возможной. Для покрытия вначале было принято шатровое исполнение (рис. 141,142), при котором тонкая кровля опиралась на прогоны традиционной конструкции. Для обеспечения их устойчивости при необходимости устанавливались промежуточные кольца, а для больших резервуаров — центральные стойки или ряд центральных опор, расположенных по окружности. Пространственная работа покрытия обычно не учитывалась. Филигранным было также решение конструктивных примыканий покрытия к стенам резервуара. Замечательным решением представляется плоская конструкция покрытия Шухова, которая опиралась на шпренгельную систему. Герметизирующим слоем против утечки газа служил здесь тонкий слой воды (рис. 245). Для Шухова было само собой разумеющимся то, что он сам вникал во все вопросы, связанные с конструированием, вплоть до изготовления деталей приспособлений и устройств для наполнения и опорожнения резервуаров8). 120
Рис 237. Резервуар для 1 956 000 л керосина, нефтепровод Аль- Тагля — Михайлово Рабочий чертеж (92,5 χ 65 см) (Центральный государственный исторический архив, 1209-1-46, №8) Рис 238 Резервуары нефтехранилища в Нижнем Новгороде, 1886— 1987 гг. (100 χ 53 см) (Центральный государственный исторический архив, 1209-1-53, № 11 ) Рис 239 Хранилище нефти общества «Нефть» в г. Царицын на Волге (ныне Волгоград.) Рис 240 Тридцато три нефтяных резервуара общей емкостью 163 800 000 л. Исторический фотоснимок (Архив Российской Академии наук, 1508-2-36, №23) 121
ОПТИМИЗАЦИЯ РАСХОДОВ МАТЕРИАЛА 4 Ί { * i I <* Ί ! ' у// ч fft *г Ъ VI е X <г /; ' On-/ Я/т Рис. 241. Стенка резервуара [Шухов 188 *3, ( 1.1 ), с 503 ]. Рис 242. Деформации цилиндрической поверхности стенок под действием внутреннего давления [Шухов, 1883, (1.1), с. 526]. В 1883 г. В.Г. Шухов написал статью о минимальных расходах материала для цилиндрических резервуаров (1.1), которую можно оценить как шедевр инженерного искусства. Согласно современным представлениям, рассматриваемую в ней проблему можно отнести к понятию «оптимизация массы конструкции». Была принята упрощенная посылка, что вес конструкции покрытия можно определить, приняв его в виде плоской кровли с соответствующей приведенной толщиной. Полный вес резервуара складывается из веса листов днища, покрытия и стен. Различались резервуары малой и большой емкости. Как упоминалось выше, малые резервуары имели постоянную толщину стенок, которую определяли из условий монтажа. Толщину стенок для больших резервуаров устанавливали в соответствии с напряжениями, возникающими от давления жидкости, и получали исходя из известной формулы для кольцевых напряжений9): T_y(H-x)R δ (2) Здесь Τ — допускаемое напряжение, у — объемный вес (плотность) жидкости, Η — высота резервуара, Я — радиус и δ — толщина стенки резервуара, χ — координата точки от днища резервуара. Отдельные полотнища образуют ступенчатую стенку, которая в верхней, наименее напряженной ее части имеет минимальную толщину (рис. 241). При заданной емкости Ρ общий вес резервуара О определяется в зависимости от высоты резервуара Н, которая вводится как переменная оптимизация. Условие dQ Λ оптимизации —— = 0 позволяет получить довольно ап простые соотношения. Для резервуаров со ступенчатыми стенками оптимальная высота резервуара составляет Η = VxTTS, (3) где λ = δη + 6m — сумма толщины листов днища и покрытия и а = Т1у — допустимые напряжения, соотнесенные с плотностью ЖИДКОСТИ 7· Минимальный вес можно записать как (^ -\Ja а) Ρ + ττδ2 · а (4) при ширине полотнища а и толщине стенки верхнего полотнища б.,. Результат показывает, что оптимальная высота резервуара Η зависит только от материала и толщины листов днища и покрытия, а это значит, что при тех же материале и толщине листа оптимальная высота всех резервуаров независимо от их емкости одинакова, например она может быть 11,4 м для резер-. вуаров с восемью полотнищами для использовавшихся тогда листов. Решение уравнения (3) позволяет получить оптимальное соотношение10): а Η (5) Здесь левая часть выражает объем материала, минимально необходимого для восприятия предельно допускаемых напряжений, возникающих в стенке резервуара (в действительности из-за ступенчатой стенки расход материала будет меньше). Правая часть соотношения представляет собой объем материала, необходимого для днища и покрытия. Для резервуаров с постоянной толщиной стенки 6^ действительны следующие выражения. Оптимальную высоту и радиус резервуара можно записать как а минимальный вес равен Qmin = 3VP^. (6) (7) В этом случае оптимальная высота очень сильно зависит как от выбранной емкости Р, так и от минимальной толщины стенки δ-,. Уравнение (5) в этом случае имеет вид λ ьл\П^р~- н = нр' (8) Таким образом, объем материала, необходимого на днище и покрытие, равен половине расхода металла на цилиндрическую чать резервуара. Примечательно, что Шухов во второй части своей статьи (1.1)11) обращает внимание на то, что лежащая в основе расчетов посылка о чистом кольцевом напряженном состоянии (мембраны) в цилиндрической оболочке вследствие геометрической ограниченности недействительна, так как в месте сопряжения с днищем возникают изгибающие напряжения, которые, однако, быстро затухают (рис. 242). В корректной форме он выводит (без учета эффекта линейного расширения) соответствующее дифференциальное уравнение как для затухающих колебаний12): dx* δ2ρ2 (; Εδ уу у = (Н -х)^2 - e'*(Ccosfx + Crsinfx) (9) - e~fx(Cl{cosfx + Cmsinfx), (10) где у — радиальное перемещение, f = %3Ι\ίδΗ — параметр оболочки и С, Ch См, С,,, — четыре постоянные интегрирования. Для решения полученного дифференциального уравнения в заделке (у основания) устанавливаются затухающие характеристики напряжений, влиянием которых при оптимизации можно пренебречь. На схожесть уравнений (1) и (9) было указано выше (1.11). Шухов не упоминает о продольных напряжениях, возникающих от момента, которые при строгом'подходе следовало бы учесть. Однако для выбранных размеров стенки и условий ее защемления они были незначительными и имели затухающий характер. Много лет спустя, в 1934 г. (1.25), Шухов представил свои рассуждения еще в одном впечатляющем научном трактате. Он отвечает на вопрос, как изменится вес резервуара, если из конструктивных соображений необходимо отойти от оптимальной высоты. Он установил, что при 10%-ном отклонении от заданной высоты в ту или иную сторону вес резервуара изменится лишь на доли процента. 122
9) Оригинальные обозначения согласно Шухову (1.1). 10) Согласно Шухову В.Г. (1.25). 11) Работа Шухова появилась в 1888 г. В этом же году А.Э. Лаве опубликовал первую полную и действующую и сегодня техническую идею сводов. 12) Nach S. Timoshenko, Strength of Materials. Part II, 3 aufl., 1956, van Nostrand, Princeton, New York: «Представляется, что этот метод анализа *был введен Шеффлером, см. железнодорожную газету 1859 г.» Остается открытым вопрос, насколько Шухову об этом было известно. Сам он не дает в своих работах ссылок на это. Рис. 243. Нефтехранилище в Константинове на Волге объемом 20 208 000 л Альбом с фотодокументацией этапов строительства, строительная контора Бари (27 июля 1881 г.). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-1, №3.) Рис. 244 Нефтехранилище в Константинове на Волге объемом 20 208 000 л Альбом с фотодокументацией этапов строительства, строительная контора Бари (5 сентября 1881 г.). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-1, №4.) 123
Рис 245. Нефтяной резервуар емкостью 50 490 л с плоской крышей и шпренгельной системой, состоящей из центрального цилиндра из листовой стали и двенадцати радиальных растянутых стержней Рабочий чертеж, 1895 г (Архив Российской Академиь наук, 1508-2-40, №109.) Рис. 246. Строительство нефтяного резервуара, конструкция покрытия из металлических профилей, радиально уложенных на центральной стойке и восьмиугольной опоре. Монтаж из двух фотоснимков. (Архив Ф. В Шухова.) Рис 247. Нефтяной резервуар котельного завода Бари в Москве (ныне завод «Динамо»), предположительно 1879 г, в настоящее время используется в качестве склада. (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г.) Рис. 248 Нефтяной резервуар котельного завода Бари в Москве (ныне завод «Динамо»), предположительно 1879 г Конструкции покрытия, вид снизу (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г)
Рис. 249. Нефтехранилище в г. Батуми. Резервуары, построенные в 1891 — 1896 гг. Вид покрытия со снятой кровлей. (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г.) Рис. 250. Нефтехранилище в г. Батуми. Резервуары, построенные в 1891—1896 гг. Покрытие со снятой кровлей. Вид снизу. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г) 125
Рис. 251. Строительство одного газового резервуара. (Личный архив Ф. В. Шухова.) Рис. 252. Нефтехранилище в г. Батуми. Резервуары, построенные в 1891 — 1896 гг. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 253. Нефтехранилище в г. Батуми. Резервуары, построенные в 1891 — 1896 гг. Верхний контур со стальными башмаками для деревянных балок покрытия. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) 126
Рис. 254. Цилиндрический резервуар для хранения газа, верхняя часть при изменении объема газа может перемещаться на роликах по наружным направляющим вверх и вниз (27 χ 23 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-8, №4.) Рис. 255. Цилиндрический резервуар для хранения газа в Петербурге объемом 2 127 880 л. Две подвижные верхние части с несущей конструкцией в виде зонтика (27 χ 23 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-8, №2.) ЗАКЛЮЧЕНИЕ В связи с рассмотрением проблемы оптимизации расходов материала отметим следующие моменты. В1925 г. Шухов опубликовал численный метод к расчету отдельных резервуаров (1.22). Во введении он упоминал о 45-летнем опыте расчета и строительства нефтяных резервуаров в России и писал, что в этом смысле практика, существующая в Соединенных Штатах, вообще не может нам дать ничего нового. В статье было проведено сравнение сооружений, построенных в США и СССР. Он установил, что резервуары в США не удовлетворяют условию оптимальности, поскольку в отдельных соединениях нет равномерного напряженного состояния, и при этом они имеют двукратный запас прочности против трехкратного запаса в резервуарах отечественного производства. В 1925 г. в журнале Ассоциации германских инженеров появилась статья инженера Штиглитца «Резервуары для хранения жидкостей, изготовленные с минимальными расходами материала»13), где (без ссылок и комментариев) Шти- глитц описал в основном ту же задачу оптимизации и пришел к тем же выводам, что и Шухов. Публикация, по всей видимости, вызвала у российских специалистов возмущение14), так как они прислали в адрес редакции перевод работ Шухова. Журнал на это реагировал лишь формальной отпиской, что дало право проф. П.К. Худякову в 1926 г. заявить следующее: «... Захватного права в науке до сих пор не существовало: и только теперь, по-видимому, есть стремление дикость и огрубелость нравов недавней войны перенести также и в область науки. Такой почин не делает чести Ассоциации германских инженеров...»15). Интересно, что письмо в редакцию прислал не сам Шухов. Это свидетельствует о том, что у советских инженеров и ученых он имел соответствующее признание. У Шухова было необычное дарование, которое отличает выдающегося инженера: способность соединить теорию и практику. В связи с обширным полем деятельности Шухова его можно назвать специалистом широкого профиля с богатой эрудицией и глубокими знаниями в области теории. Однако он обладал также значительными специальными знаниями. Через всю его деятельность проходит стремление создавать наиболее экономичные конструкции. На примере резервуаров это видно столь же отчетливо, сколь и при рассмотрении его филигранных сетчатых башен и куполов. С учетом способности Шухова к научному анализу невольно напрашивается вопрос: «Что бы мог создать, какие захватывающие идеи осуществить в наш период компьютеров такой выдающийся инженер?». 13) Stieglltz, Flussigkeitsbehalter von geringstem Baustoffaufwand, in: VDI-Z (Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure), Dusseldorf, 69 (1925), nr. 3, s. 71-73. 14) Ковельман Γ.Μ., 1961, см. выше. 15) Худяков П.К., По вопросу о повторном выводе одних и тех же формул и о повторных изобретениях. — Вестник инженеров, 1926, №4, с. 214—216. 127
Нефтеналивные баржи конструкции Шухова И.И. Черников* " Министерство Военно- морского флота, Санкт- Петербургское отделение Естественным выходом России для торговли бакинскими нефтепродуктами по воде являлись Волга и Каспийское море. Транспорт нефти сначала осуществлялся путем перевозки нефтепродуктов в бочках, погруженных в трюмы или на палубу судов. В начале 1880-х годов В.Г. Шухов построил много резервуаров, которые устанавливали на грузовых, обычно деревянных судах, перевозивших керосин. Разрабатывая наиболее экономичные формы резервуаров и изучая возможности их оптимального размещения на судах, он пришел к мысли о целесообразности пересмотра конструкции самих судов. Шухов занялся всей технико-экономической проблемой водного транспорта жидких нефтепродуктов и доказал выгодность их перевозки в металлических судах. Задавшись целью создать более совершенные несамоходные суда, Шухов прежде всего проанализировал недостатки прежних конструкций. В то время как первые пароходы общества «По Волге» по конструктивной форме корпуса приближались к наиболее совершенным волжским судам-расшивам, «мнущим» под себя воду, конструкция непаровых барж была заимствована инженерами Общества у морских судов и характеризовалась тупыми линиями и острыми образованиями носа и кормы по типу «режущих» воду судов. Удобные для морского плавания в водах, не имеющих течения, они были мало приспособлены к условиям реки с постоянным и, что особенно важно, неровным движением воды, состоящим из множестза струй, идущих по ширине фарватера с разной скоростью. Врезаясь острым носовым пыжом в такое течение и испытывая в различных местах разную силу напора, баржа не могла идти ровно за пароходом и неизбежно «рыскала», т. е. отклонялась от прямого пути, двигаясь зигзагами. Это сильно затрудняло управление и саму буксировку судна, вызывая значительный процент аварий. «Рыскание» барж особенно давало о себе знать при подходе к перекатам. Объясняется это тем, что режущее воду судно всегда ведет за собой придонную волну, которая, ударяясь о косу, отталкивается от нее, подобно пружине, увлекая за собой судно и нарушая его ход. Поэтому капитаны буксирных пароходов, если шли «с грузом», задолго до переката убавляли ход, чтобы легче поднять баржу на косу. Восстановив старые конструктивные формы волжского судна-расшива и доработав их с учетом достижений строительной науки и практики позднейшего времени, В.Г. Шухов сконструировал тип баржи, который до настоящего времени остается непревзойденным по своим эксплуатационным качествам (рис. 256—262). Носовой части судна была придана ложкообразная форма, кормовая часть была сделана также со значительным подбором. Благодаря этому вода легко и свободно подходила под носовую часть, скользила под корпусом судна и вследствие подбора кормы не производила сзади водоворота, задерживающего ход и затрудняющего управление, а легко и свободно отходила от судна на перо руля. Все это делало баржу легкой на ходу, послушной рулю и в отличие от судов, «режущих» воду, значительно менее «рыскающей». Но главным достоинством новой конструкции было то, что она давала возможность сильно увеличить размеры судов, особенно при постройке их из железа и стали. Перечень размеров первых десяти барж, построенных В.Г. Шуховым, отражает его стремление найти оптимальные для них геометрические соотношения. Так, размеры баржи грузоподъемность 656 т составили 72,5 χ 9,7 χ 1,5 м, а при грузоподъемности 820 т — 72,7 χ 8,5 χ 2,7 и 70,1 χ 12,2 χ 2,4 м. Увеличение грузоподъемности было достигнуто в первом случае в основном за счет увеличения длины баржи, а в последнем — за счет увеличения ее ширины. В чертежах 1885 г. найден проект баржи грузоподъемностью 918 τ с размерами 76,8 χ 10,4 м, а уже в 1886 г. были спроектированы баржи, имеющие значительно меньшую длину; из размеры составили 70,1 χ 10,7 м при грузоподъемности 935 т и 71,9 χ 10,9 м при 820 т (керосина). Была построена баржа вместимостью 984 τ с размерами 61,0 χ 12,2 χ 2,4 м, другая баржа той же вместимости была гораздо длинее и имела размеры 89,9 χ 9,1 χ 3,4 м. Баржа практически такой же емкости (1017 т) была еще длинее, но ниже1). Работая над созданием барж с лучшими ходовыми качествами, устанавливая наивыгоднейшие основные размеры и находя рациональные очертания их остова, определяющие хорошую обтекаемость и максималь- Ήyю грузоподъемность при малой осадке, В.Г. Шухов одновременно добивался конструктивной простоты. Поперечное сечение баржи, построенной в 1894 г. по заказу общества «Меркульевы», представляет собой почти правильный прямоугольник. Две идущие вдоль баржи переборки из сплошного металлического листа создают три продольных отсека, которые в свою очередь разделяются рядом поперечных переборок. Переборки используются в качестве несущих диафрагм, и для придания им необходимой жесткости на них наклепаны стойки и перекрестные раскосы. Таким образом, Шухов создавал своеобразную кессонную систему из перекрещивающихся высоких продольных и поперечных балок со сплошными стенками. Внутренний отсек между двумя продольными переборками выполнен как жесткий ростверк, образуемый по дну продольными (кильсонными) и поперечными (шпангоут- ными) балками2). Каждая из металлических переборок, отделяющих друг от друга отсеки баржи, так же как и обшивка ее корпуса, играла не только роль конструктивно необходимого элемента. В.Г. Шухов умело использовал в расчете несущую способность этих элементов, получая, таким образом, значительную экономию в металле. Никому из тех, кто в то время работал с Шуховым, не приходилось ранее видеть или тем более строить из железа речные суда таких огромных размеров. Тогда казалось почти невозможным правильно собрать такие громадные сооружения из мелких частей; в то время отсутствовало понятие о точной разбивке шаблонов, и Шухов научил этому техников; он научил их, как по чертежам (их изготавливали в Москве) быстро и без неполадок собирать громадные клепаные конструкции из железных листов3). Так много лет спустя акад. П.П. Лазарев и А.Н. Крылов (последний внес огромный вклад в развитие мировой науки кораблестроения) оценивали значение работ В.Г. Шухова в области речного судостроения. Можно смело утверждать, что принцип организации работ, введенный В.Г. Шуховым, на целые десятилетия опередил время. Сегодня этот принцип известен 128
Рис. 256. Баржи конструкции Шухова на Волге Стереофотоснимок В. Г. Шухова. (Личный архив Ф. В Шухова.) как поточно-позиционный метод строительства судов путем сборки на стапелях ряда объектов. В 1883 г. В.Г. Шухов опубликовал свою замечательную работу «Механические сооружения нефтяной промышленности» (1.1), где впервые продемонстрировал, как использовать дифференциальное уравнение чет- вертого порядка Е/—— = -«у (известное в матема- с/х4 тике со времен Л. Эйлера) для расчета резервуаров. Теоретические исследования систем на упругом основании, ранее проведенные Владимиром Григорьевичем, помогли ему в создании оптимальных форм металлических нефтеналивных барж, не имеющих себе равных. Чтобы решить эту задачу, он рассмотрел теорию плавающего в воде бруса, нагруженного сосредоточенными силами. После исследования характера деформаций такого бруса В.Г. Шухов сделал вывод, что изгибающий момент в точке приложения груза (в середине бруса) всегда постоянен и не зависит от длины бруса. Решая ряд частных задач по загружению плавающего бруса, В.Г. Шухов создал строгий научный аппарат для расчета наливных речных барж. Основываясь на своем анализе известной дифференциальной зависимости между нагрузкой балки, лежащей на упругом основании, и ее упругой линией, В.Г. Шухов отошел от установившихся в речном судостроении эмпирических зависимостей и примерно вдвое увеличил длину барж, доведя ее до 150—170 м почти без изменения сечений основных несущих элементов (1.11). К концу XIX в. не менее трех четвертей всех нефтеналивных судов, плававших по Волге и Каспию, являлись металлическими баржами Шухова. В начале XIX в. строительство нефтеналивных барж Российского речного флота велось исключительно по системе В.Г. Шухова. С 1901—1902 гг. контора Бари построила 19 волжских барж общей грузоподъемностью свыше 49 200 т, т. е. столько же, сколько за предшествующие 17 лет. При этом в 1910 г. среди них появились гиганты грузоподъемностью 10 300 τ и длиной 160 м4). В.Г. Шухов проектировал также землечерпалки, речные и морские пристани, морские шаланды, грузовые пароходы. Он принял решение об увеличении грузоподъемности барж. Как показала практика, его расчеты оказались верными: стоимость транспортировки нефти на 1000 км пути при использовании металлической баржи грузоподъемностью 5000—8000 τ составила лишь 32% стоимости перевозки в речной деревянной наливной барже грузоподъемностью 2000—2500 т5). Экономичный способ транспортировки нефтепродуктов способствовал бурному росту добычи нефти в России. В 1900 г. она достигла 10,3 млн. т, что составляло 51,2% мирового уровня6). Первые баржи и морские нефтеналивные шхуны, которые проектировал инженер Шухов в последние десятилетия XIX в., явились прототипом современных танкеров, в том числе и самых крупных в мире. 0 Ковельман Γ.Μ., см. с. 16, прим. 28. Том 6: Судостроение, 1953, с. 43. 2) Ковельман Г.М., см. с 16, прим. 28. Том 6: Судостроение, 1953, с. 56 %) Нестерчук Ф. Отец русского нефтеналивного флота В.Г. Шухов. — Речной транспорт, 1964, №1, с. 47 4) Ковельман Г.М. Творчество почетного академика и инженера В.Г. Шухова. — М.. Госстройиздат, 1961. 5) Речное судоходство в России. — Транспорт, 1985, с 239—244 6) Морозов Н.П. Вопросы истории развития нефтеперевозок на Волге — Горький, 1963, с. 7, 13. 129
Рис. 257. Танкер с двухвинтовым приводом общества «Меркульевы»; емкость 652 000 л, длина 85 м, ширина 11 м, высота 1,5 м. Чертеж фирмы Бари, 1890 г. (117,5 χ 52 см). (Городской исторический архив, 1209-1- 36, № 3.) Рис. 258. Баржа с нефтяными резервуарами, построенная после 1880 г.; длина 81 м, ширина 11,6 м, высота 3,40 м. Чертеж фирмы Бари (67 χ 30 см). (Городской исторический архив, 1209-1- 38, № 4.)
Рис. 259. Нефтеналивная баржа; длина 130 м, ширина 15,5 м, высота 2,75 м. Чертеж фирмы Бари (37,2 χ 23,2 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-101, №2.) 131
Рис. 260. Нефтеналивные баржи на причале. Исторический фотоснимок. (Архив Ф. В. Шухова.) Рис. 261. Железная баржа «Катя» фирмы П. Н. Ушакова, построена в 1888 г. в Царицыне; емкость 1 630 000 л, длина 122 м, ширина 12,2 м, высота 1,80 м. Проекты фирмы Бари с фотоснимками судов и барж. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-51, №12.) Рис. 262. Нефтеналивная баржа (вид с кормы). Стереофотоснимок В. Г. Шухова. (Личный архив Ф. В. Шухова.) х 132
Рис. 263. Батопорт сухого дока в Севастополе, построен в 1914—1915 гг. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-99, №5.) Рис. 264. Батопорт сухого дока в Севастополе, построен в 1914—1915 гг. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-99, №2.) Рис 265. Батопорт сухого дока в Севастополе, 1914—1915 гг. Чертеж с поперечными, продольным и горизонтальным сечениями. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-98, №6)
Вклад Шухова в водоснабжение Москвы Н.А. Смурова* 0 Машков И.П. Путеводитель по Москве. — М.: тип. Левенсона, 1913, с. 99—100. * Кандидат архитектуры. Растущий промышленный потенциал г. Москвы сопровождался значительным увеличением ее населения. Так, с 1830 по 1897 г. население города возросло с 305 631 до 1 035 000, а в 1907 г. составило 1 346 000 человек. Возникла острая нехватка воды в городе. До второй половины XVIII в. в Москве не существовало водопровода. Заботясь о нуждах населения, Екатерина II поручила инженеру Бауэру разработать проект водоснабжения города. После утверждения этого проекта, согласно которому Москва получала воду из источника Громового вблизи села Большие Мытищи, Бауэр, а впоследствии, после его смерти в 1783 г., инженер Герард, используя.18 мытищинских ключей, построили 43 бассейна, огражденные кирпичными стенами и покрытые деревянной крышей. Собранная в них вода двигалась самотеком в город по кирпичной галерее (внутренняя ширина 0,92 м, длина 17,1 км) через село Алексеевское, Сокольники, Каланчевское урочище с выпуском воды в Самотечный пруд. Для поддержания галереи при переходах через реки, ручьи и овраги были сооружены каменные акведуки, из которых до сегодняшнего дня хорошо сохранился Ростокинский акведук через р. Яузу на 21 арке, длиной 445,6 м с диаметром отверстия 8,6 м. Высота этого акведука, называемого Миллионным или Екатерининским, достигает 30 м. В1805 г. строительство водопровода было окончено, однако результаты оказались неудачны, так как вместо ожидаемых 4 059 000 л воды город получал только около 492 000 л. Попытки наладить водоснабжение Москвы предпринимались многими инженерами с переменным успехом до начала 1870-х годов, когда система московского водопровода перешла в ведение властей года. В этот период, 1870—1885 гг., был предпринят целый ряд научных изысканий в Мытищинском бассейне известными специалистами по водоснабжению Гено- хом, Зиминым и геологами Таутшульдом, Заальбахом и др. Было сделано предположение о возможности получать из-под Мытищ до 123 000 000 л в сутки. Со времени перехода водопровода в ведение Городского управления были приняты практические меры к улучшению водоснабжения г. Москвы, а именно: в 1871 г. был построен Ходынский водопровод, в 1882 г. — Преображенский, в 1883 г. —- Андреевский, всего на 2 952 000 л воды в сутки. Однако и это не сняло проблемы. В 1888 г. московская Городская управа поручила разработку и выполнение проекта инженерам В.Г. Шухову, Э.К. Кнорре и К.Э. Лембке и строительной конторе Бари на основании исследований, проведенных этими инженерами в 1887—1888 гг. В том же году Городская дума рассмотрела и утвердила проект канализации центральной части г. Москвы инженеров Н.П. Зимина, А.П. Забаева и др. Авторы проекта водоснабжения пришли к заключению, что объем воды, который забирали из р. Яузы (13 776 000 л) и из старых водосборов (5 535 000 л), можно получать из-под Мытищ, что составило бы -18,5 млн. л воды в сутки. В основу проекта расширения Мытищинского водопровода была положена новая бруклинская теория подпочвенных вод, впервые примененная на практике в Америке. Преимущества этой системы были очевидны, так как при этом не требовалось ни кессонов, ни откачек, ни каких-либо других способов борьбы с местным притоком грунтовых вод. Сложность же заключалась в том, чтобы применить такую систему к условиям г. Москвы и решить вопрос о размерах сооружения. На основании практических опытов надо было сделать теоретические расчеты и выводы о давлении, движении и количестве подпочвенных вод, создать универсальную теорию расчета проектирования сети городских труб и водоводов, подходящую для московских и любых других местных условий, разработать систему водосборов (1.4). После успешного проведения необходимых теоретических расчетов был подготовлен первоначальный проект, который состоял в следующем: вода, извлекаемая горизонтальными водоподъемными паровыми машинами тройного расширения из 50 буровых четырехдюймовых скважин глубиной -32 м, расположенных по прямой линии параллельно р. Яузе на протяжении 648 м, доставлялась в количестве 18,5 млн. л в сутки по 24-дюймовому водоводу в запасной подземный кирпичный резервуар Алексеевской промежуточной станции емкостью 3 690 000 л. Из этого хранилища второй группой водоподъемных машин тройного расширения она поступала по водоводу с диаметром труб 24" в два резервуара крестовских башен общей емкостью 3 690 000 л на отметку 81 м над уровнем Москвы- реки, отмечаемым у Данилова монастыря. Из крестовских башен вода подавалась непосредственно в городскую сеть. Мытищинский водопровод должен был снабжать водой площадь Москвы, ограниченную Садовым кольцом и берегом Москвы-реки и Яузы, обеспечивая водой не только жителей города, но и стремительно растущие в 90-х гг. XIX в. промышленные предприятия. В 1889 г. на расширение Мытищинского водопровода было отпущено 2 250 000 руб. Строителями водопровода по проекту, разработанному конторой Бари, были инженеры Н.П. Зимин, К.Г. Дункер и А.П. Забаев. В процессе строительства проект, сохранив свою основную концепцию, претерпел некоторые изменения, получив самое передовое по тем временам оборудование для насосных станций в связи с переходом на электрическое освещение. Была увеличена емкость Алексеев- ского запасного резервуара и спроектированы жилые поселки для рабочих и служащих в селах Мытищи и Алексеевское с электрическим освещением. До пуска Москворецкого водопровода в 1903 г. потребление мытищинской воды достигало 49 200 000 л в сутки. Непосредственным автором проекта резервуаров двух крестовских водонапорных башен, подающих воду в город, был В.Г. Шухов (к настоящему времени не сохранились). Расположенные неподалеку от Рижского вокзала у Крестовской заставы, башни являлись крупным инженерным сооружением того времени (1892 г). Они имели одинаковое устройство и размеры: круглые в плане, высота 40 м, диаметр в цоколе 25 м, уменьшающийся в верхних этажах до 23,5 м. Сплошной фундамент башен был заложен на глубине 4 м, его основание представляло собой круг диаметром 30 м, нижняя часть была выполнена из бетона толщиной 60 см, остальная часть — из кирпича на портландцементе. Каждая башня состояла из шести этажей, пять из которых были заняты жилыми помещениями и конторами, а на шестом этаже были размещены металлические резервуары цилиндрической формы с плоским 134
дном (высота 6,1 м, 019,8 м) емкостью 1 845 000 л. Они располагались на клепаных двухтавровых балках, опирающихся на внутренние и наружные стены башен. Вес каждого резервуара составлял 78 624 кг, балок — 104 832 кг, полный вес с водой каждого резервуара — 2 034 000 кг. Для поддержания такого груза внутри башен были возведены кольцевые стены диаметром 8 м и по восемь радиальных стен между внутренними и наружными стенами, на которые параллельно друг другу были установлены подрезервуарные балки1). Конечно, конструктивная основа архитектуры Крестовских башен не была совершенной, оставаясь в русле традиционных приемов строительства сооружений подобного типа XIX в. Надо полагать, что возведение этого объекта подтолкнуло В.Г. Шухова на поиски принципиально новых форм водонапорных башен и резервуаров. Уже в следующем году (1893) на котельном заводе Бари появилась водонапорная башня гипербо- лоидного типа Вклад В.Г. Шухова и его коллег в водоснабжение г. Москвы несомненен. Вышеизложенный проект расширения Мытищинского водопровода уже в 1888 г. показал новый научный подход к решению практических задач. Создав универсальную методику расчета, Шухов и др. тем самым обеспечили практическую возможность строительства водопровода не только в Москве, но и в других городах. Российские инженеры конца XIX в. не только проектировали и строили отдельные объекты, но и планировали и благоустраивали города, прокладывали линии канализации и водоснабжения. В большинстве случаев именно результаты их деятельности определили архитектурный облик городов России конца XIX — начала XX в. и повлияли на их градостроительную структуру. Рис. 266. Проект водоснабжения г. Москвы; (1,4), приложение. 135
Мостостроение Р. Вагнер* * Дипломированный инженер, Институт железобетонных конструкций Штутгартского университета. ** При написании настоящей статьи автор исходила из того, что все мосты, приведенные в книге Г. М. Ковельмана, принадлежат В. Г. Шухову. Позже русские коллеги обратили мое внимание на то, что авторами некоторых из этих мостов являются другие известные русские мостостроители, в частности Л. Д. Проскуряков. В соответствии с этим в статью были внесены поправки. Для более точной оценки деятельности В. Г. Шухова как мостостроителя и определения его места в российской школе мостостроения необходимо провести дополнительные исследования. Среди различных отраслей строительства мостостроение занимает особое место. При проектировании мостов следует принимать во внимание условия прокладки дорог через природные препятствия, например через овраги и протоки. Кроме того, необходимо учитывать, что каждый мост благодаря своим конкретным функциям, пролету и размерам придает соответствующий облик окружающей местности, городу или природному ландшафту. В ходе выполнения проектирования, выбора систем, воспринимающих нагрузки, и применяемого материала, так же как и дальнейшего подбора поперечных сечений и расчета соединений отдельных элементов с учетом функциональных особенностей и требований экономичности, инженер должен суметь разработать и возвести мостовые конструкции, соответствующие поставленной задаче. Должны быть обеспечены несущая способность и хорошие эксплуатационные качества сооружения. Умение при возведении моста — чисто инженерного сооружения — решать вопросы взаимосоответствия масштаба и формы сооружения с окружающим ландшафтом является показателем мастерства инженера, его высочайшей степени профессионализма. Техническим инструментом при проектировании и возведении мостов являются соответственно применяемые закономерности механики и численно представляемые геометрические зависимости. Значительную роль, однако, при проектировании и конструировании мостов играют опыт и интуиция инженера. Так, в мостах, которые проектировал и строил В.Г. Шухов, можно отчетливо видеть взаимослияние интеллекта и логики с изобретательностью и интуицией инженера**. В России в последнем десятилетии XIX в. происходило интенсивное развитие промышленности. Для распределения товаров, производимых промышленностью, необходимо было создать надежно фунциони- рующую транспортную систему. В связи с этим было ускорено строительство сети железных дорог и железнодорожных линий между отдельными, в том числе и новыми, промышленными центрами. Большое участие в создании железнодорожных линий со всеми необходимыми сооружениями (мастерские, паровозные депо, сборочные цехи, заводы по производству локомотивов и вагонов, насосные станции, водонапорные башни, мосты и др.) приняла строительная контора Бари в Москве1), которая получила много заказов по разработке экономичных конструкций и рациональных методов строительства. Под руководством В.Г. Шухова, работавшего в этом бюро ведущим инженером, было спроектировано и построено 417 мостов2). Наряду с работой по строительству железных дорог Шухов также руководил сооружением пешеходных и транспортных мостов и эстакад для трубопроводов. К ним относятся мост Прохоровской мануфактуры (1892 г.), пешеходный мост в г. Кисловодске (1895 г.), мосты на Всероссийской промышленной и художественной выставке в Нижнем Новгороде (1896 г.), мосты на территории цементного завода в г. Подольске (1899г.), металлургического завода в г.Туле (1901 г.), Земельного ведомства в Тарусе (1899 г.), в имении Морозовой (1902 г.)3). Спроектированные, но, по всей видимости, не возведенные пешеходные мосты для Всероссийской про- Рис. 267. Мост с ездой по верху (с фермами шпренгельного типа) в Нижнем Новгороде. Рукописный расчет Шухова, 1895 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-47, № 35.) Рис. 268. Мост с ездой по верху а Нижнем Новгороде (не осуществлен). Мостовые фермы и настилы в виде сетчатых сводов. Чертежи строительной конторы Бари с продольным и поперечным разрезами. (Архив Российской Академии наук, 1508-2-37, №125.) мышленной и художественной выставки в Нижнем Новгороде (1896 г.) с длиной пролета 21м, имели сквозную несущую конструкцию с очень тонкими гибкими стержнями, функции и напряженные состояния которых можно было легко распознать по поперечным сечениям элементов (при растяжении — тонкое и сплошное сечение, при сжатии — большое и развитое). Шухов попытался применить для пешеходных мостов конструктивный принцип разработанных им купольных и висячих покрытий из пересекающихся стальных полос. Девять ферм шпренгельного типа устанавливались рядом друг с другом. Каждая ферма двумя сжатыми стойками делилась на три равные ячейки (рис. 267 и 268, верхний). Перекрещивающиеся раскосы в середине пролета, не работающие от собственного веса конструкции, необходимы только для восприятия несимметричного загружения полезной нагрузкой. Для лучшего распределения полезной нагрузки на соседние фермы между их сжатыми стойками перпендикулярно к плоскости фермы устанавливались крестовые (поперечные) связи. 136
Рис. 269. Переходный мост на территории Коноваловской текстильной фабрики в Вычуге. Чертеж строительной конторы Бари (фрагмент), 90 χ 70 см. (Центральный государственный исторический архив, 1209-1-15, №5.) Ρ*ια 270. Переходный мост на территории Коноваловской текстильной фабрики в Вичуге. Фотоснимок предположительно 1990 г. (Архив текстильной фабрики.) Рис. 271. Легкий вспомогательный мост со сжатой аркой и подпружным нижним поясом. Фотоснимок В. Г. Шухова. (Личный архив Ф. В. Шухова.) Чтобы избежать напряжений изгиба и соответственно уменьшить поперечное сечение верхнего пояса, Шухов применил в качестве мостового настила три параллельных сетчатых (с диагональными элементами) свода, которые были ориентированы перпендикулярно плоскости фермы и опирались на узлы верхнего пояса фермы. Поперечные связи при этом обеспечивали необходимое непрерывное опирание сводов по краям. Распор в сводах настила и силы сжатия в верхнем поясе фермы почти равны. Передача распора непосредственно на верхний пояс приводила к уменьшению больших усилий сжатия в нем. По сводам устраивался горизонтальный настил. Другой филигранно выполненный мост Шухов построил на территории Коноваловской текстильной фабрики в 1990 г. Мост служил для транспортировки мотков готовой продукции из цехов в складские помещения. Его несущая конструкция состояла из двух однопро- летных ферм с пролетом 17 м. Элегантность сооружения была достигнута Шуховым за счет уменьшения собственного веса фермы благодаря применению нижнего пояса параболической формы, который подпирал верхний пояс (рис. 269, 270). Необходимую жесткость под местной нагрузкой обеспечивали диагональные элементы. О другом мосте с растянутым поясом параболической формы, кроме фотоснимка, сделанного самим Шуховым, мало что известно (рис. 271). Легкость конструкции здесь достигалась за счет диагональных растянутых элементов. Наличие сверху арочной конструкции указывает на то, что нижнего растянутого пояса было недостаточно для обеспечения несущей способности моста. Требуемое количество мостов для железнодорожных линий обычно определяется из условий обеспечения необходимой скорости движения поездов. Это значит, что нельзя превышать значения определенных радиусов кривизны и уклонов дороги. Соответствующие характеристики определяются в основном топологией местности, общей длиной и длиной пролетов мостов. Из-за необходимости возведения большого числа мостов при строительстве железнодорожных линий
большой протяженности, а также вследствие ограниченного производства стали в России важнейшим критерием рациональной постройки моста был минимальный расход стали. В то же время при малом собственном весе в большепролетных мостах (с пролетом до 100 м) под действием значительной подвижной нагрузки возникают заметные деформации. Чтобы избежать их или уменьшить, необходимо придать несущей системе моста высокую жесткость, что можно обеспечить путем увеличения высоты фермы. Для решения задачи строительства в короткие сроки Шухов провел стандартизацию мостовых конструкций в зависимости от длины пролета моста. В архивах сохранились таблицы сравнения основных характеристик мостов, например таблица, составленная в связи со строительством железной дороги Оренбург—Ташкент (1901 — 1902 гг.)4). Из данных, приведенных в таблицах, следует, что для железнодорожных мостов пролетом более 15 м Шухов (в зависимости от пролета) выбирал фермы с различными очертаниями поясов и разные виды решеток, связывающих эти пояса. Ко времени когда Шухов в 1892 г. начал заниматься строительством железнодорожных мостов, почти полностью были разработаны теоретические основы для определения усилий в отдельных элементах стержневых конструкций, а также методы определения в них деформаций при различных видах загружений. Основополагающие работы по определению усилий в стержнях ферм принадлежат немецким инженерам Кульману (1821—1881) и Шведле- ру (1823—1896) и были опубликованы с 1851 по 1863 г.5) В статье, появившейся в 1851 г., Шведлер описал стержневые системы, разработанные для железнодорожных мостов с помощью своего аналитического метода расчета, имеющие большие преимущества в части экономии материала и исключающие возможность появления в отдельных стержнях знакопеременных усилий при приложении к ферме подвижной нагрузки от поезда. Названная его именем ферма (рис. 272) имеет криволинейный верхний пояс, позволяющий получать постоянное значение усилий сжатия по всей длине пояса. Излом верхнего пояса посередине и его параболическая форма предотвращают возникновение сжатия в диагональных элементах под действием подвижной сосредоточенной нагрузки. Появления напряжений сжатия в раскосах при действии подвижной нагрузки можно также избежать, если к прямолинейному верхнему поясу в середине пролета установить более часто диагональные раскосы (рис. 273). Эта система начала применяться в Германии с 1865 г. после того, как были выявлены недостатки многорешетчатых ферм6). Аналитические методы расчета А. Риттера (1826— 1908), X. Мора (1835—1918), Э. Винклера (1835—1888) и А. Фёпля (1854—1924) создали основы для определения усилий в стержнях ферм. (Этими методами расчета пользуются и сегодня.) Работы упомянутых авторов были опубликованы в 1863—1880 гг.7) Применение сквозных конструкций для железнодорожных мостов (сначала из дерева, потом, начиная примерно с 1840 г., из чугуна и кованого железа, а позже из стали) в Европе и США привело к возникновению несущих систем, которые соответствовали интуитивному пониманию передачи нагрузок и упрощенному пониманию напряжений. б |ΙΙΙΙ!ΙΙΙ|ΙΙ1ΙΙ1ΙΙ|ΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙ| β Рис. 272. а — общий вид фермы системы Шведлера; б — нормальные силы в элементах фермы, возникающие от действия собственного веса конструкций моста (растяжение — сплошная линия, сжатие — штриховая линия); в — нормальные силы в элементах фермы, возникающие от действия собственного веса конструкций моста и двух сосредоточенных сил, имитирующих подвижную нагрузку (вес локомотива). л® их Jfer |llll!lll|llllllllll Рис. 273. а — общий вид фермы системы Шведлера; б — номальные силы в элементах фермы, возникающие от действия собственного веса конструкций моста (растяжение — сплошная линия, сжатие — штриховая линия); в — нормальные силы в элементах фермы, возникающие от действия собственного веса конструкций моста и двух сосредоточенных сил, имитирующих подвижную нагрузку (вес локомотива). 138
Инженеры разрабатывали все новые типы ферм, которые назывались их именами, так как каждое изменение формы очертания фермы, расположения и числа элементов решетки в них приводило к разным несущим характеристикам. Поскольку в то время в отсутствие общей теории стержневых конструкций характер изменений не мог быть оценен, каждое изменение фермы понималось как создание ферм нового типа. Основным вопросом развития сквозных конструкций, как было замечено выше в отношении ферм Шведлера, был вопрос оптимального использования несущих элементов, т. е. экономии материала и создания достаточной жесткости при действии на фермы сравнительно больших подвижных нагрузок от тяжелых локомотивов. Вехами этого развития из множества разработанных типов стержневых систем являются фермы Паули, или рыбкообразные фермы, и фермы полупараболического очертания. Инженер Ф. Паули (1802—1883) разработал фермы с верхним и нижним поясами, изогнутыми по форме параболы, с пересекающимися диагональными раскосами и приподнятым железнодорожным полотном (рис. 274). В идеальном виде эта конструкция была реализована в 1857 г. при строительстве моста пролетом 52 м через р. Изар в Гроссеселое. Кривизна поясов задавалась таким образом, что при равномерно распределенной по всему пролету нагрузке поперечное сечение верхнего пояса по всей длине пролета использовалось полностью. Перекрестные раскосы могли работать только на растяжение, возникающее при действии подвижной нагрузки. Для мостов пролетом свыше 100 м были разработаны формы несущих конструкций с верхним поясом параболического очертания, который не соединялся непосредственно с нижним поясом, а заканчивался вертикальной стойкой — эта ферма была названа полупараболической (рис. 275). «Многораскосная» решетка этой фермы — вертикальные стержни, пересекающиеся с раскосами (рис. 276), присоединялись к нижнему поясу с гораздо меньшим шагом. При оптимальном наклоне раскосов и большой высоте фермы напряжения изгиба в нижнем поясе от подвижной нагрузки уменьшались благодаря малому шагу узлов. Раскосы, гибкие стальные стержни, при равномерно распределенной нагрузке работали только на растяжение, а при определенном положении подвижной нагрузки-локомотива могли выключиться из работы вследствие отсутствия в них напряжений или возникновения небольших сил сжатия. Наличие пересекающихся раскосов в середине пролета способствовало повышению надежности конструкций и уменьшению деформаций. Один из первых известнейших мостов с фермами полупараболического очертания был построен в 1864—1868 гг. через р. Лек вблизи Гуленборга (Голландия), длина пролета составляла 154,4 м8>. В.Г. Шухов сумел, пользуясь существовавшими тогда методами расчета, разработать такие мостовые конструкции, которые своей рациональностью и функциональными качествами вызывают восхищение и сегодня. Для мостов пролетом 25—30 м Шухов применял несущую систему, которая могла быть позаимствована у системы ферм Паули. Он отказался от параболического сжатого пояса, заменив его на прямолинейный и поместив непосредственно на него проезжую часть. От действия собственного веса и равномерно 2Рз> ιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιιι ет шт ШНШШШШШШШШШШШН* КБШ2220 А1Ш1111|111111Щ111111111111111111111Ш11!11| illlllllljl ΛΑ ш ΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙΙ Рис. 274. а — общий вид фермы системы Паули; б — нормальные силы, возникающие от действия собственного веса конструкций моста (растяжение — сплошная линия, сжатие — штриховая линия); в — нормальные силы, возникающие от действия собственного веса конструкций моста и двух сосредоточенных сил, имитирующих подвижную нагрузку (вес локомотива). Рис. 275. а — общий вид полупараболической фермы; б — нормальные силы, возникающие от действия собственного веса конструкции моста (растяжение — сплошная линия, сжатие — штриховая линия); в — нормальные силы, возникающие от действия собственного веса моста с частыми раскосами. Рис. 276. Нормальные силы, возникающие от действия собственного веса конструкций моста с двумя сосредоточенными силами, имитирующими подвижную нагрузку (вес локомотива). Деформации от действия собственного веса и подвижной нагрузки. 139
распределенной по всему пролету транспортной нагрузки в нижнем криволинейном поясе возникали усилия растяжения, горизонтальные составляющие которого на опорах воспринимались верхним прямолинейным поясом. Несущая способность конструкции при действии транспортной нагрузки обеспечивалась диагональными элементами, наклоненными в две противоположные стороны и работающими на сжатие и растяжение. Причиной установки раскосов, работающих на знакопеременные усилия от действия нагрузки от локомотивов, мог быть малый пролет, который достигал примерно двух длин локомотива и вел к нежелательному соотношению собственного веса и веса локомотива. Две параллельно расположенные фермы были раскреплены из плоскости при помощи поперечных крестовых связей. Так как эти связи под действием постоянной нагрузки не работали, они состояли из вертикальных элементов, между которыми устраивалась перекрестная решетка с небольшими ячейками из элементов с малыми размерами поперечного сечения. Вследствие сложности обеспечения необходимой высоты конструкции описанные фермы с ездой по верху имели ограниченное применение. С увеличением пролета должна была увеличиваться и высота фермы, а это значит, что размер в свету под фермой (габаритный проезд) должен был становиться меньше. Данная проблема не возникала лишь в отношении мостов, перекрывающих глубокие ущелья. Вследствие этого для пролетов свыше 35 м Шухов применял мостовые конструкции с ездой по низу. Благодаря выбранному отношению высоты фермы к ее пролету (1:8 -^- 1:10) горизонтальные связи можно было расположить между верхними поясами ферм, не нарушая габаритный проезд для локомотивов. Горизонтальные связи служили для обеспечения устойчивости сжатого пояса из плоскости фермы и восприятия ветровых нагрузок. На рис. 277 приведен чертеж моста с пролетом 55 м. На этом примере четко видно, как понимание механизма передачи нагрузок и возникновения напряжения и соответственный подбор поперечных сечений приводят к сквозным легким конструкциям мостов, характерным для Шухова. В фермах с нисходящими и восходящими раскосами для передачи нагрузок не требовались вертикальные стойки. Однако растянутые вертикальные стержни были нужны, поскольку делили расстояние между узлами нижнего пояса пополам и уменьшали в нем напряжения изгиба. Сжатые стойки, расположенные между узлами верхних поясов двух параллельно установленных ферм, образовывали поперечные рамы и раскрепляли дополнительно верхний пояс от выпучивания из плоскости (рис. 296). Клепаные элементы ферм выполнялись из стальных полос и уголков. Это позволяло подбирать поперечные сечения этих элементов в точном соответствии с действующими в них напряжениями. Сжатые раскосы, расположенные ближе к опорам фермы, имели большее поперечное сечение. В середине пролета фермы поперечное сечение раскосов уменьшалось, в то время как сечения верхнего и нижнего поясов увеличивались путем добавления стальных листов. Благодаря этому принципу подбора сечений — дифференцированно для каждого элемента в соответствии с их функциями и действующими напряжениями — становилась видимой исключительная легкость конструкции (рис. 295). Ограничение расхода материала путем создания различных форм поперечных сечений было существенным фактором, так как во времена Шухова сталь являлась дорогим материалом, а рабочая сила была сравнительно дешевой. При пролетах до 64 м применялись фермы с параллельными поясами. Для больших пролетов Шухов использовал фермы полупараболического очертания, например двухпролетный мост с длиной пролета 77 м (рис. 278). В этом случае решающим условием также являлся минимальный расход материала. Несмотря на полуторакратное увеличение пролета, по расчетам Шухова, собственный вес фермы полупараболического очертания по сравнению с фермами с параллельными поясами возрастал лишь до 10%. Известно, что с увеличением длины пролета увеличивается собственный вес моста, в то время как нагрузка от транспорта остается постоянной. При больших пролетах собственный вес конструкции воспринимается криволинейным верхним поясом. Поскольку ферма с таким поясом имеет большую высоту только в средней части, то по сравнению с фермами с параллельными поясами здесь расход материала меньше. Сохранившиеся фотоснимки строительства мостов такого типа показывают, что метод их возведения схоже современным поточным методом строительства. Пролетные строения мостов собирались (на заклепках) полностью из отдельных ферм на дамбах, которые позже образовывали въездной пандус к мосту. В качестве подъемного механизма для стальных частей использовался портальный кран, который мог передвигаться вдоль ферм. Изготовление ферм осуществлялось одновременно с возведением оснований, опорных быков и подпорных стен в летнее время. На образовавшейся зимой на реке несущей корке льда между двумя быками устанавливали деревянные леса, по которым отдельные блоки моста могли быть перетянуты с берега на свое окончательное проектное положение. Сроки установки и разборки деревянных лесов были четко определены в календарном плане строительства, так как эти работы должны были быть завершены до таяния льдов и первого ледохода. Вертикальные сжатые стержни ферм составлялись из уголков и полос подвески, а растянутые стержни фермы делались из обычных стальных полос. Визуально можно было четко разделить элементы фермы на сжатые и растянутые, оценивая их поперечное сечение и соединение в узлах; при этом сжатые стойки, соединяющие верхний и нижний пояса, выполняли из уголков цельного сечения. Заполнение между поясами, несмотря на множество пересечений и спаренных элементов, являлось сквозным. Для восприятия больших поперечных сил, возникающих от нагрузок, приложенных перпендикулярно плоскости ферм, и обеспечения пространственной неизменяемости конструкции моста совместно с горизонтальными связями над опорами моста устанавливали лоперечные рамы со сплошными стенками. Статические соображения определили характерную особенность оформления моста в виде портала. Гармоничность формы этих мостов можно оценить по виду сбоку (рис. 279). Длина пролета самых длинных мостов Шухова достигала 100 м. Использование различно
Рис. 277. Мост железной дороги Оренбург—Ташкент, пролет -55 м. Рабочий чертеж. (Архив Российской Академии наук, 1508-2-36, №48.) Рис. 278. Железнодорожный мост через р. Жиздру у г. Козельска, пролет каждой фермы -70 м (36,4 χ 22,7 м). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-65, №23.) Рис. 279. Железнодорожный мост через р. Оку у г. Белёва, пролет каждой фермы 90 м; ср. с рис. 299 (36,6 χ 23 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-1-65, №3.)
Рис. 280. Мост через р. Енисей, общий вид на стройку. Строительство быков, 21 февраля 1897 г. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №15.) Рис. 281. Мост через р. Енисей, та же стадия строительства, что и на рис. 282, вид сбоку. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №32.) Рис. 282. Мост через р. Енисей, одновременное возведение трех пролетных строений с помощью передвижного деревянного портального крана на берегу, 19 июня 1898 г. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №33.) Рис. 283. Мост через р. Енисей, одновременное возведение трех пролетных строений с помощью передвижного деревянного портального крана, 6 июля 1898 г. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №31.) 142
Рис. 284. Мост через р. Енисей, общий вид стройки с мостовыми быками и собранными на обоих берегах пролетными строениями. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №4.) Рис 285 и 286. Мост через р. Енисей, общий вид стройки. Пролетные строения одно за другим надвигаются до проектного положения, январь 1899 г. Исторический фотоснимок (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №28.) Рис. 287. Мост через р. Енисей, устройство захватных приспособлений для оттяжки пролетного строения, 13 января 1899 г. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №30) 143
Рис 288. Мост через р. Енисей. Подготовка к разборке стоящих на льду деревянных лесов, 14 февраля 1899 г. Исторический фотоснимок (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №21 ) Рис 289 Мост через р. Енисей. Опущенные леса, 14 февраля 1899 г. Исторический фотоснимок (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №20.) Примечение редакции н многогранной инженерной деятельности В Г Шухова мосты не занимали главного места, однако многие его технические идеи нашли отражение в творчестве других инженеров- мостостроителей В частности, автор известного моста через Енисей в Красноярске Π Д Проскуряков реализовал ияд таких идей ных систем от ферм полупараболического очертания до ферм, форма которых была ориентирована на фермы Шведлера, давало незначительное увеличение собственного веса ферм по сравнению с увеличением длины их пролета. Согласно Патону9*, фермы типа показанных на рис. 279 применяли для пролетов до 130 м. Сроки возведения шестипролетного моста с фермами такого типа сокращались путем сборки на обоих берегах реки по три пролетных строения одновременно. Передвижной портальный кран перекрывал все три фермы, установленные рядом. Надвижка пролетных строений осуществлялась с обеих сторон по деревянным лесам, которые были возведены на льду. Используемые фермы отличались от ферм Шведлера вертикальными стержнями, которые пересекали посередине сквозные раскосы. Из точек пересечения в двух противоположных направлениях исходили раскосы, которые соединялись с верхним поясом. Благодаря этому усилие сжатия в стойках уменьшалось и сечения получались вполне приемлемыми. Промежуточные стойки уменьшали расстояния между узлами нижнего пояса и испытывали небольшое усилие сжатия от транспорта, а благодаря диагональным раскосам были раскреплены от выпучивания. Была сохранена главная характеристика ферм Шведлера: работа сквозных диагональных раскосов (стальных полос) только на растяжение при каждом возможном загружении транспортом. Очень четко можно определить функции крестовых связей, которые служили для восприятия ветровых нагрузок, обеспечения устойчивости сжатого верхнего пояса и сжатых стержней ферм. В заключение остановимся еще на одном важном для проектирования и строительства железнодорожных линий аспекте подхода Шухова. Шухов мог упростить выбор наиболее подходящей к данному ландшафту конструкции путем стандартизации отдельных видов и форм ферм для железнодорожных мостов, выполненной с учетом различной топографии местности. При этом применение различных систем в одном мосте или в ряде мостов одной железнодорожной линии позволяло внести разнообразие в оформление конструкции. Шухов проектировал и строил мосты во время расцвета российской школы мостостроения, у истоков которой стояли такие замечательные инженеры, как Н.А. Белелюбский, Е.О. Патон, Г.П. Передерни и Л.Д. Проскуряков и др.10) Блестящие работы представителей этой школы в наибольшей степени проявились при строительстве железнодорожных мостов Транссибирской магистрали (рис. 280—296). Шухов, несомненно, пользовался отработанными решениями в мостостроении, ставшими уже своего рода типовыми, привнося более высокую эффективность использования материала. Его мосты настолько хорошо вписывались в великолепный ряд лучших творений отечественного мостостроения, что часто его авторству приписывали мосты, которые он не строил. Разработанные Шуховым фермы нашли многостороннее применение при строительстве российской сети железных дорог, возводимых до конца первого десятилетия нынешнего столетия. В ходе первой мировой войны многие мосты в России были разрушены (рис. 297). Начались работы по восстановлению разрушенных мостов. Шухов с самого на- 144
Рис 290. Мост через р. Томь, Транссибирская железная дорога, 1898—1899 гг Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №60) Рис. 291. Мост через р. Оку, Транссибирская железная дорога. Последнее пролетное строение затягивается в проектное положение, 21 ноября 1898 г. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №6.) Рис. 292. Мост через р. Чулым у Ачинска, Транссибирская железная дорога, 1898— 1899 гг. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №59.) 145
Рис 293 Мост через р. Китой, Транссибирская железная дорога, 19 августа 1898 г Исторический фотоснимок (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №10) Рис. 294. Мост через р. Ушайка близ Томска, Транссибирская железная дорога, 1898— 1899 гг Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №61 ) 146
чала принимал активное участие в этих работах, так как фирме «Бари», техническим руководителем которой он являлся и которая под новым названием «Паро- строй» стала государственным учреждением, было поручено восстановление железной дороги. К железнодорожным линиям с разрушенными мостами относились дороги Сызрань—Вяземск и несколько западных участков11). Уже в 1919 г. в сотрудничестве с другими организациями было открыто железнодорожное движение между Москвой и Уралом12). Восстановительные работы усложнялись из-за возросшего дефицита стали и других материалов. Число квалифицированных и грамотных рабочих, также как и необходимое количество подмостей и монтажного оборудования, было ограничено. Вследствие этого разрушенные мосты не разбирали полностью и не заменяли на новые конструкции, а восстанавливали отдельно в поврежденных местах и вместе с сохранившимися частями собирали и приводили в пригодное для эксплуатации состояние. Так, восстановление моста пролетом 64 м, который был разрушен у обеих опор, было успешно осуществлено по методу, применявшемуся ранее для других мостов. Мост был поднят с помощью деревянных кранов и лебедок из реки и установлен на деревянные леса. Поврежденные части были отделены, испытаны на эксплуатационную пригодность и в 90% случаев вновь использованы. По завершении ремонтных работ путем пробного нагружения прверялась их несущая способность. В это же время Шухов руководил восстановлением трехпролетного моста (длина пролета 75 м). Два из трех пролетных строений находились в воде. Центральная часть моста могла быть поднята и отремонтирована. Крайние пролетные строения были так разрушены, что требовалась их замена на новые. После окончания ремонтных работ в центральной части на нее были надвинуты боковые (крайние) пролетные строения и на имеющихся деревянных подмостях изготавливались новые фермы. Была получена общая симметрия по форме и очертанию новых и старых ферм, что придало мосту новый единый облик. Совершенно другая ситуация сложилась с двухпролетным мостом со старым и новым (не принадлежит Шухову) пролетными строениями, которые отличаются друг от друга как по очертанию, так и по виду решеток (рис. 299). При сравнении первоначальных ферм и заново возведенных на месте разрушенных отчетливо видно, что недостаток квалифицированной рабочей силы и стремление к минимальному сроку строительства способствовали (несмотря на то что работы выполнялись под руководством Шухова) упрощению и унификации ферм и элементов несущих конструкций (рис. 299). Применение унифицированных поперечных сечений элементов как следствие стандартизации привело к тому, что легкость и выразительность прежних мостов были утеряны. По завершении восстановительных работ (примерно с 1928 г.) было начато строительство новых мостов. С 1930 г. их проектировала и возводила государственная организация Стальмост, главный отдел которой составили основанные Шуховым монтажные мастерские для изготовления металлических конструкций и проектные бюро13). Шухов применял для железнодо- Рис. 295. Мост через р. Белая, Транссибирская железная дорога, 20 августа 1889 г. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №63.) Рис. 296. Мост через р. Кию близ Марбинска, Транссибирская железная дорога, 1898— 1899 гг. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-50, №57.) 147
Рис. 297. Рис. 298. Разрушенный мост с Мост через р. Аше близ полупараболическими Лазаревского на Черном фермами восстановлен в море. Железнодорожная 1922 г. в течение 175 дней. линия Батуми—Туапсе. (Ковельман Г. М., 1961, с. 224, (Фотоснимок Р. Грефе, рис.114.) 1989 г.) Рис. 299. Железнодорожный мост через р. Оку у г. Белёва. (Правое пролетное строение, разрушенное во время второй мировой войны, заменено на новое; ср. с рис. 279.) (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) 148
рожных мостов однопролетные фермы, система которых в Центральной Европе была развита в 1860-х годах. В конце XIX в. уже были известны основы для определения несущей способности арочных и подвесных мостов, а также меры, позволяющие обеспечить их устойчивость, и, хотя именно такие несущие системы с начала XIX в. преимущественно применялись для железнодорожных мостов в Центральной Европе14), Шухов не использовал эти конструкции. В мостостроении Шухов не разработал конструкции совершенно нового типа, подобные висячим покрытиям или сводам из металлических полос. В данном случае речь может идти о его исключительных организаторских способностях при выполнении задач строительства и остроумных решениях при доработке и совершенствовании конструкций. Двумя важнейшими моментами строительства железнодорожных линий в заданном объеме и в установленный промежуток времени являлись применение метода надвижки отдельных частей при возведении многопролетных мостов и стандартизация элементов мостов. Уже в ранних мостах Шухова, где он широко применял комбинированные фермы, чувствуется четкое понимание восприятия нагрузок конструкцией при выборе всей несущей системы и формы ее отдельных элементов. В результате достигалась архитектурная выразительность моста. К сожалению, эта четкая взаимосвязь у мостов, построенных впоследствии, была утеряна. 0 Лопатто А.Е. 1951, см. прим. 7 на с. 9; с. 99. 2) Лопатто А.Е., там же. 3) Ковельман Γ.Μ., 1961, см. прим. 5 на с. 9; с. 121. 4) Ковельман Γ.Μ., там же, с. 129. 5) Culmann К., Der Bau der holzemen Brucken in den Vereinigten Staaten von Nordamerika, Allgemeine Bauzeitung, 1851; Der Bau der eisernen Brucken in England und Amerika, Allgemeine Bauzeitung, 1852; Schwedler J.W., Theorie der Bruckbalkensysteme, Zeitschrift fur Bauwesen, 1851; Uber Bruckenbalkensysteme von 200 bis 400 FuB Spannweite, Zeitschrift fur Bauwesen, 1863. 6) Mehrtens G. Ch., Vorlesungen uber Ingenieurwissenschaften, 2 Teil, 1 bd., Der Eisenbahnbruckenbau, Leipzig, 1908. 7) Foppl Α., Die Theorie des Fachwerks, Leipzig, 1880. Mohr Ch., Beitrag zur Theorie des Fachwerks. Zeitschrift des Architekten- und Ingenieur- Vereins in Hannover, 1870, 1874, 1875, 1877; Ritter Α., Elementare Theorie und Berechnung eisemer Dach- und Bruckenkonstruktionen, 1863; Winkler E., VortrSge uber Bruckenbau. Theorie der Brucken, 1873—1884. 8) Mehrtens G. Ch., см. выше. 9) Patton E.O., Neuere bemerkenswerte Bruckenbauten in RuBland. Das Zentralblatt der Bauverwaltung, 1908. 10) Волчок Ю.П., Кириченко Е.И., Козловская M.A., Смурова Н.А. Конструкции и архитектурная форма в русском зодчестве XIX — начала XX вв. — М.: 1977. 10 Ковельман Г.М., 1961, см. прим. 5 на с. 9; с. 216. ,2) Ковельман Г.М., там же, с. 217. ,3) Ковельман Г.М., там же, с. 225. 14) Mehrtens G. Ch., см. выше. 149
Шухов — реставратор памятников архитектуры Б. П. Гусев* 0 Ковельман Г.М. Творчество почетного академика и инженера Владимира Григорьевича Шухова. — М.: Стройиздат, 1961, с. 245—256. 2) Выправление крена заводских дымовых труб. — Новая техника и передовой опыт в строительстве, Министерство строительства СССР, 1956, № 12. 3) Гусев Б.П. Осторожно — падает. — Техника молодежи, 1964, №10, с. 25. * Международный совет по памятникам и достопримечательным местам. Большие знания дают большие возможности. Талант, вооруженный знаниями, — постоянный генератор идей. Неиссякаемым источником инженерных идей был Владимир Григорьевич Шухов. В наши дни трудно кого-либо удивить вниманием, уделяемым памятникам архитектуры, научным и инженерным потенциалом, используемым для их сохранения и восстановления. Однако пятьдесят лет назад видные инженеры редко отдавали свой опыт и талант делу реставрации старинных зданий и сооружений. В те годы в СССР все технические силы и средства были поставлены на возведение новостроек. Тем более ценно внимание Владимира Григорьевича к памятникам древнего зодчества. Примеры «падающих», но не упавших высотных зданий не так уж редки. Широко известная Пизанская башня — не единственная в своем роде. В древнем узбекском городе Самарканде находится старинная духовная школа — медресе Улугбека — обязательный экскурсионный объект. Доминирующими элементами этого здания, одного из красивейших в древнем Узбекистане, являются как бы сторожащие его минареты, построенные, как и весь архитектурный комплекс медресе, в XV в. по замыслу и приказу знаменитого астронома мирзы Улугбека. Во время одного из землетрясений, происшедших в этом районе, отличающемся высокой сейсмичностью, один из минаретов накренился. Кроме тревоги за судьбу ценного объекта архитектуры — минарета, который находился под постоянной угрозой разрушения, специалистов-историков и архитекторов беспокоила утеря памятником красоты композиции. Когда в 1932 г. было принято решение о проведении реставрационных работ и выпрямлении минарета, на конкурс было представлено несколько проектов. Как и большинство современных проектов спасения Пизанской башни, проекты 30-х годов предполагали тем или иным способом поднять опустившуюся сторону минарета на величину образовавшейся просадки грунта. В. Г. Шухов подошел к решению этой задачи по- своему^ Его предложение было, как обычно, неординарным — он отказался от подъема башни минарета. Шухов решил: зачем бороться с колоссальной силой тяжести, неминуемо возникающей при подъеме? Рациональнее заставить силу тяжести помогать в работе по доведению минарета до вертикального положения. При достаточно малой абсолютной величине просадки грунта основания более правильно не поднимать опустившуюся сторону минарета, а опускать противоположную. Опасность любого перемещения высотного каменного здания, не предназначенного для восприятия динамических нагрузок, состоит в том, что могут возникнуть местные напряжения в кладке, ее деформации и разрушения и как результат гибель сооружения. Следовательно, предстояло решить еще одну техническую задачу: при повороте минарета добиться минимального перемещения его массы. Даже условие этой задачи содержит явное противоречие. Однако Владимир Григорьевич нашел решение, удовлетворяющее и этому требованию. Если неподвижный шарнир, вокруг которого производится поворот, поместить в верхней точке основания, то при выправлении минарета его центр тяжести будет подниматься. При положении шарнира в нижней точке основания центр тяжести будет опускаться. И только при подвижном шарнире, все время находящемся на вертикали центра тяжести (т. е. при создании «мгновенных центров вращения»), ни подъема, ни опускания объекта происходить не будет. В. Г. Шухов решил установить минарет на массивный балансир с цилиндрической поверхностью, очерченной радиусом с центром, совмещенным с центром тяжести сооружения. Затем был выполнен точнейший расчет балансира, при котором линейные размеры вычислялись до десятых долей миллиметра, а углы — с точностью до одной секунды. Поворотное устройство выполнялось под наблюдением Владимира Григорьевича. Под его же контролем производились все подготовительные работы перед установкой балансира. Было изготовлено массивное основание из перекрестной системы металлических балок, которое подвели под минарет на уровне фундамента. Усилие, вызывающее поворот минарета, создавалось при помощи тросов, закрепленных на кладке башни. Общее усилие натяжения достигало 24 т. В процессе поворота временная фиксация изменявшихся положений коромысла балансира производилась с помощью клиньев. Вынимая клинья из-под повысившейся части коромысла и подбивая их под опустившуюся часть, удалось постепенно выправить крен минарета. Весь процесс поворота минарета (не считая подготовительного периода) занял три дня. Безусловно, опыт поворота минарета медресе Улугбека уникален как по исторической ценности объекта, а следовательно, по степени риска при использовании того или иного способа реставрации, так и по технологии производства работ. Тем не менее возникает естественное желание распространения методики, созданной В. Г. Шуховым, на случаи, когда к Рис. 300. Изошутка архитектора Д. Сухова «Великан Шухов поднимает минарет», апрель 1933 г. (22,3 χ 15,1 см). (Архив Российской Академии наук, 1508-2-56, №1.) 150
результатам восстановительных работ предъявляются требования, сходные с рассматриваемыми здесь. Следует предположить, что весьма незначительное число случаев применения методики Шухова в практике реставрационных или монтажных восстановительных общестроительных работ объясняется единственной причиной — отсутствием у специалистов необходимой информации. Для иллюстрации возможности применения описанного способа выправления «падающих» объектов в современной практике строительных работ следует привести пример применения метода Шухова для устранения крена заводских труб2),3). На одном из заводов в г. Саратове в 1956 г. были возведены три 50-метровые дымовые трубы. Их основанием служили ненадежные макропористые грунты, резко теряющие несущую способность при увлажнении. Увлажнение вызвало осадку грунтов, фундаментов и в конечном итоге — крен двух труб. Одна из труб отклонилась от вертикали на 152 см, вторая — на 125 см. В подобных случаях ремонтно- восстановительные работы чрезвычайно трудоемки и длительны, так как сопровождаются частичной или полной разборкой и заменой фундаментов. Использование технологии выправления крена сооружений по методу Шухова позволило избежать нерациональных затрат труда и средств и более чем в два раза сократить сроки ремонтных работ. Как и в примере с выправлением минарета, трубы не поднимали, а опускали, поворачивая вокруг шарниров, установленных под подошвами фундаментов. Можно выразить обоснованную надежду на то, что в наше время, когда здания и сооружения старой постройки под воздействием антропогенных и техногенных факторов все чаще подвергаются значительным деформациям, наследие Шухова не только останется предметом постоянного внимания историков техники, но и найдет неоднократное применение в практике реставрации памятников архитектуры. 1г«ккГ выяПммомп MMftftlk. Рис. 301. Схематическое изображение металлического балансира В. Г. Шухова при повороте минарета медресе Улугбека в Самарканде, 1932 г. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-72, №1.) Рис. 302. Выравнивание минарета медресе Улугбека в Самарканде, 1932 г. Исторический фотоснимок. (Архив Российской Академии наук, 1508-1-72, №3.) 151
О сохранении сооружений Шухова И. А. Казусь* * Зам. директора Музея архитектуры им. А. В. Щусева, г. Москва. Творчество Шухова, исполина русской инженерной мысги, представителя мировой культуры рубежа веков, — это часть общечеловеческого наследия. Универсальный гений Шухова проявил себя в проектировании и строительстве многочисленных и весьма разнообразных по типу и назначению сооружений. С его именем связаны не только архитектура и строительство предреволюционной России, но и сложнейшие постройки советской индустрии в первые десятилетия ее создания: доменные, мартеновские, бессемеровские и прокатные цехи в Магнитогорске, Новокузнецке, Челябинске, Нижнем Тагиле и других промышленных центрах России. К сожалению, конструктивная красота этих образцов технической мысли мастера открывалась далеко не всем современникам, так что многие произведения инженерно- строительного искусства и памятники архитектуры к настоящему времени утрачены. Сохранение того немногого, что еще осталось, является общенациональной задачей. На сегодня отсутствует полный перечень объектов, построенных Шуховым. В более или менее полном объеме не установлено даже общего количества его сохранившихся сооружений, исключением не являются и московские постройки. Поэтому прежде всего необходимо выполнить полную инвентаризацию сооружений Шухова, их постановку на государственную охрану как памятников. Относительно просто обстоит дело с сохранением конструкций Шухова, которые составляют часть архитектурных сооружений, построенных крупными мастерами того времени: А. В. Щусевым, В. Ф. Валь- коттом, А. Э. Эрихсоном, С, У. Соловьевым, Р. И. Клейном, А. Н. Померанцевым, И. И. Рербергом, К. С. Мельниковым и многими другими. Большинство сооружений этих архитекторов в Москве взято под охрану государством как памятники зодчества: Верхние торговые ряды (ныне ГУМ), гостиница «Метрополь», Петровский пассаж, Брянский (ныне Киевский) вокзал. Их периодически реставрируют, ремонтируют, так что они находятся в удовлетворительном техническом состоянии. Функциональная определенность этих построек обеспечивает их сохранение и в перспективе как исторических объектов. Но и эти сооружения подвержены опасности: в семидесятых годах один из таких объектов — Голофтеевский пассаж на Петровке, включающий конструкции светового перекрытия Шухова, был разобран при реконструкции и расширении ЦУМа. Даже здание ГУМа в тридцатые—сороковые годы находилось под угрозой разрушения: в 1934 г. программа известного архитектурного конкурса на проект здания Наркомата тяжелой промышленности на Красной площади предусматривал снос ГУМа и многих примыкающих к нему сооружений. В послевоенное время вновь возникла мысль о возможности сноса ГУМа в связи с предполагавшимся размещением здесь грандиозного памятника. Особенно трудно сохранение сооружений Шухова индустриального характера. Сохранение памятников индустриальной архитектуры представляет проблему во всем мире: содержать эти здания невозможно без изменения их первоначального назначения; чаще всего впоследствии их используют для культурных целей, преимущественно как музеи. Сооружения Шухова также не вписываются в современную технологическую цепочку и технический ландшафт. И их новое использование как сооружений социального и общественного назначения зачастую не оправдывает себя. Вопрос чаще всего встает так: а не проще ли снести эти постройки? Кроме того, металлоконструкции — а именно они являются основой построек Шухова — в отличие от каменных памятников значительно чувствительнее к внешним влияниям, поскольку подвергаются коррозии. В техническом отношении их обслуживание значительно сложнее, так как требуются длительный уход и контроль. Многие элементы сооружений, которые повреждаются из-за неоднократно производимого ремонта (например, по причине приварок), должны заменяться новыми, но выполненными в технике шуховского времени, с применением соответствующих марок сталей. Без специальной программы их сохранения инженерные сооружения Шухова могут исчезнуть естественным образом. Однако они могли бы еще и использоваться длительное время, так как благодаря высокому качеству шу- ховских конструкций многие из них простоят значительно больше запланированного времени. Таким примером являются сохранившиеся здания Шухова на бывшем московском заводе Бари (ныне завод «Динамо»). Другое принципиально новое по конструкции здание Шухова находится в г. Выкса (Нижегородская обл.): это листопрокатный цех бывшего Нижневыксанского завода (1897—1898) (ныне Выксанский металлургический комбинат). В этом сооружении Шухов впервые в мире применил прямоугольное в плане покрытие двоякой кривизны из сетчатых металлических конструкций — однотипных стержневых элементов. В итоге он получил качественно новый тип покрытий в виде вспарушенных сводов. Внутренний объем здания ранее был залит светом, так как стены на всю их высоту были застеклены. Листопрокатный цех в Выксе изначально был возведен вплотную к северному фасаду других, уже существовавших на заводе цехов. В процессе роста производства цех был обстроен. По мере развития производства шуховское здание почти полностью лишилось своих первоначальных стен, а тем самым и своего естественного освещения. Этот памятник, уникальный по своей конструкции и архитектурным достоинствам, в 1974 г. был поставлен на государственную охрану. Как показало его обследование, проведенное специалистами Челябинского отделения института Проектстальконструкция (1979 г.) и Московского инженерно-строительного института им. В. В. Куйбышева (МИСИ) (1982 г.), конструкции здания имеют значительный запас прочности и устойчивости. Отдельные узлы конструкции на основе составленных дефектных ведомостей были усилены в ходе нескольких ремонтов в семидесятых — начале восьмидесятых годов. В настоящее время все конструкции окрашены и не имеют значительных следов ударов или вмятин. Конструкции сооружения могут, по заключению специалистов, функционировать еще длительное время. Однако по технологии современного производства на этом заводе на месте «шуховского пролета», как его принято называть в 152
Рис. 303. Гостиница «Метрополь», 1899—1903 гг., архитектор В. Ф. Валькотт. Центральный купол. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Выксе, предполагается строительство нового технологического корпуса. В связи с этим имеет смысл перенести старый пролет на новое место, чтобы сохранить ранние шуховские конструкции. К сооружениям гиперболической конструктивной системы относятся многочисленные варианты шу- ховских башен. И прежде всего гигант среди них — Шаболовская башня в Москве (1920—1922 гг.). Ее строительство завершалось в тот момент, когда проходил известный конкурс на главное здание страны — Дворец труда в Москве. Своей обнаженной конструктивной структурой, сетчатой пластикой Шаболовская башня оказала несомненное влияние на формировавшееся новое направление советской архитектуры, на архитектурный авангард первых лет Октябрьской революции. Башня Шухова доминировала в силуэте Москвы тех лет. Она как бы возглавила архитектурный парад зданий И. В. Жолтовского, А. В. Щусева, К. С. Мельникова, И. А. Голосова, В. А.Дуко и многих других на Всероссийской сельскохозяйственной и кустарно-промышленной выставке 1923 г., вознесла свои опоры над распростертыми у ее основания зданиями и явилась символом начальной эпохи советской власти. Современное состояние Шаболовской башни дает повод для опасений. Прежде башня стояла на фундаменте, будучи прикрепленной к нему анкерными гайками. Позднейшие ремонтные работы не соответствовали идее шуховской конструкции. Так, установка дополнительных металлических колец и бетони- Рис. 304. Гостиница «Метрополь», внешний вид стеклянного купола. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) рование нижней части башни полностью изменило конструктивную и расчетную схему гиперболоида. Эти изменения угрожают сохранности уникального памятника архитектуры. Программа сохранения построек Шухова и, следовательно, сохранения его творческого наследия могла бы начаться с создания в Москве на территории, прилегающей к Шаболовской башне, музея В. Г. Шухова. Тем самым имя Шухова было бы действительно увековечено. Этот музей мог бы стать также научно- исследовательским центром, где находятся творческий архив мастера, его рукописи, документы, проекты, чертежи и модели сооружений. В принципе это мог бы быть комплекс музеев той переломной эпохи, на которую пришлись годы работы В. Г. Шухова: Музей архитектуры и строительства конца XIX — начала XX вв. — Музей радиотехники — Музей конструктивизма — и как венец всего комплекса — Музей В. Г. Шухова. Это был бы музей подлинных документов, машин, конструкций и изобретений Шухова. Появилась бы возможность представить во всей многогранности личность В. Г. Шухова, чье творчество было тесно связано с техническими идеями начала XX вв. и архитектурой того времени. Здание шу- ховского листопрокатного цеха в Выксе, демонтированное и вновь установленное у основания шуховской башни, после проведения соответствующих реставрационных работ стало бы лучшим помещением для нового музея. 153
Шухов и архитектура Москвы Н. А. Смурова* * Кандидат архитектуры. Выявить степень взаимодействия творчества В. Г. Шухова и московской архитектуры представляется не простой задачей. Причин для этого несколько. В последние десятилетия о нем справедливо писали прежде всего как о великом инженере-политехнике, мало уделяя внимания вопросу взаимодействия шуховских инженерно-конструктивных систем и архитектурно-художественных форм сооружений0. Между тем этот вопрос представляет несомненный интерес. До сегодняшнего дня недостаточно исследована мера участия В. Г. Шухова в строительстве крупных общественных сооружений Москвы, а без соответствующих данных нельзя полноценно судить о роли этого талантливого инженера в создании архитектурно-художественного облика города. Известно только то, что без участия инженера Шухова не обошлось строительство ни одного крупного технического объекта столицы. Первый водопровод, построенный на основе научных принципов, Крестовские водонапорные башни, первая Центральная электрическая станция городского трамвая, газгольдеры первого городского газового завода, перекрытия трамвайных парков, холодильника — словом, все, что было направлено на благоустройство жизни москвичей конца XIX — начала XX вв., связано с именем Шухова. Как правило, информация о роли Шухова в создании инженерно-строительных объектов Москвы воспринимается с доверием, ведь он — великий инженер. Но когда речь заходит об архитектуре Москвы, то обычно вопрос о его участии в создании облика города повисает в воздухе. Известны имена архитекторов, но мало известны имена инженеров. Очевидно, этот вопрос требует своего освещения. Развитие точных технических наук, переход к индустриальному способу производства строительных материалов и новых металлических конструкций способствовали утрате позиций зодчего старой школы. Академическое художественное образование ориентировало будущих архитекторов на проектирование дворцов, монументов, театров, вилл, а в реальной жизни все большее внимание уделялось строительству железных дорог, мостов, фабрик, доходных домов, вокзалов, пассажей. Противопоставление творчества инженера и архитектора стало особенно характерным для архитектуры России конца XIX в. Это особенно отчетливо видно на примере одного из наиболее выдающихся сооружений Москвы конца прошлого столетия — Верхних торговых рядов (1889—1893 гг.), ныне известных как ГУМ, архитектор А. Н. Померанцев, инженеры В. Г. Шухов и А. Ф. Ло- лейт. Разительный контраст между плотной массой стен здания из гранита, тарусского мрамора и родомско- го песчаника, скрывающих от глаз просторные светлые нефы интерьеров с ажурными покрытиями из металла и стекла, и легкими железобетонными мостиками (инженер А. Ф. Лолейт), выглядит неожиданной встречей прошлого с будущим. Верхние торговые ряды можно рассматривать как пример начального этапа формирования эстетического отношения архитекторов к обнаженным металлическим конструкциям. Этот процесс в русском зодчестве был длительным и сложным. Долгое время архитекторы, современники Шухова, с которыми ему приходилось творчески сотрудничать, — В. Косое, А. Померанцев, В. Валькотт, А. Эрихсон, С. Соловьев, Р. Клейн, И. Рерберг, А. Щусев и др. — использовали металлические конструкции в интерьерах и реже в экстерьерах общественных зданий, исходя не из эстетического к ним отношения, а скорее из экономических или функциональных требований строительства. Главное стремление зодчих на этом этапе — скрыть от глаз или декорировать конструкцию. Между тем планировка, конструкция и оборудование Верхних торговых рядов — одного из самых крупных пассажей в Европе — потребовали высочайшей инженерной культуры и больших технических знаний. Общая площадь, занимаемая торговыми помещениями магазина, огромна — около 25 200 м2, ширина проходов в пролетах пассажа (трех продольных и трех поперечных) 6,3 м. На высоте второго этажа она увеличивается за счет галерей на 4,2 м с каждой стороны. В здании 1200 магазинов. Для экономии места и сокращения внутренних стен до минимума применена железобетонная конструкция системы Мо- нье. Кажущаяся легкой и ажурной крыша с длиной пролета -14 м (арка с затяжкой) в действительности является металлической и весит более 800 т2). На покрытие каждого пролета потребовалось -20 000 м2 стекла. Трем наземным продольным и поперечным пролетам соответствуют такие же подземные помещения и большой разгрузочный двор. Под этими гигантскими помещениями имеется еще один подвальный этаж — для станции электрического освещения и котлов центрального отопления3). Возможно, опыт строительства столь ответственного сооружения и его прекрасный результат укрепили уверенность В. Г. Шухова в том, что «металлические конструкции будут широко применяться в архитектуре, так как обладают свойством прозрачности, что очень важно для внутренних помещений»4). На рубеже веков в русской архитектуре наметился поворот к структурному художественно-образному использованию созданных предыдущим столетием технических достижений. Появилась органическая потребность найти единство художественной системы архитектуры как искусства и рационалистической основы архитектуры как строительства, единство техники и искусства. Возникновение модерна явилось закономерным результатом развития новых тенденций в архитектуре XIX в. Первым сооружением в Москве, показавшим возможности нового стиля, стало здание гостиницы «Метрополь» (1898—1903 гг.), спроектированное и построенное архитектором В. Ф. Валькоттом. Инженерно- конструктивную основу сооружения и металлосте- клянное покрытие над главным залом, открытое взглядам москвичей, выполнял В. Г. Шухов. Сверкающий на солнце кристалл покрытия завершает объем здания гостиницы, но при этом в общей композиции сооружения доминируют высокие волнообразные формы стилизованных плоских фронтонов, заполненных поэтическими образами майолик 154
Μ. Α. Врубеля и Α. Я.Головина, беспокойная жизнь рельефов, сильно выступающих стеклянных эркеров фасадов. В здании гостиницы «Метрополь» содружество архитектора и инженера проявилось в более явной и органичной форме, чем в Верхних торговых - рядах. В начале XX в. архитекторы модерна и представителя таких стилевых направлений зодчества, как эклектика во всех ее разновидностях, «национально- романтический» и утилитарный «кирпично-керамиче- ский» стили, активно внедряли в архитектуру Москвы последние достижения строительной инженерии. Было бы правильнее назвать это разностильное направление, пытающееся решить проблемы стиля с помощью и в союзе с техническими достижениями в течение всего XIX в., «рациональным направлением» в отличие от другого существовавшего одновременно «ретроспективного направления», черпающего вдохновение в ушедших идеалах прошлого. Металлические и железобетонные каркасы, металло- стеклянные покрытия, смешанные металлокирпич- ные структуры становятся активным средством в создании архитектурной формы. В эти годы В. Г. Шухов принимает участие в строительстве многих зданий Москвы, существенно влияя на объемно-пространственные и конструктивно- тектонические решения архитекторов. Это здание Петровского пассажа, архитекторы С. М. Кулагин и Б. В. Фрейденберг, 1902 г.; типография И. Д. Сытина «Русское слово», архитектор А. Э. Эрихсон, 1905— 1907 гг.; торговый дом «Мюр и Мерилиз» (ныне ЦУМ), архитектор Р. И. Клейн, 1908—1910 гг.; здание Азовс- ко-Донского банка; покрытие операционного зала банка Солдатенкова; покрытие почтамта на Мясницкой ул., архитектор О. Р. Мунц (совместно с Д. И. Новиковым, при участии Л. В. и А. В. Весниных), 1912 г., и др. Необходимо отметить, что, внедряя в архитектуру достижения строительной техники, сторонники «рационального направления» только частично признали за ними стиле- и формообразующие функции (пришли к пониманию эстетических возможностей каркасных конструкций в экстерьерах зданий и обнаженных металлических систем в их интерьерах). Первоначально, в первые годы XX в., начинающееся признание целесообразности применения каркасных конструкций сочеталось с широким использованием декора, характерного для раннего модерна: криволинейных форм оконных проемов и балконов, текущих линий карнизов, масок, женских барельефных изображений (гостиница «Метрополь», типография И. Д. Сытина «Русское слово», пассаж на Петровке и др.). Возможность создавать разнообразные формы дверных и оконных проемов, балконов, навесов, карнизов также возникла благодаря каркасной системе и металлу. Это хорошо понимал В. Г. Шухов. Оценивая формообразующие возможности структур из металла, он говорил: «Только металлические конструкции дают архитекторам широко использовать плавные, криволинейные формы. Это пока не понято в полной мере... Металлические конструкции способны обеспечить легкие выносные навесы...». Идущая непосредственно от мостов и выставочных сооружений идея перекрытия дебаркадера железнодорожного вокзала получила развитие в России тоже в это время. Подобно тому как архитекторы стремились декорировать обнаженные металлические конструкции, существовала тенденция располагать . дебаркадеры вокзалов за вокзальными зданиями традиционной формы. Примером может служить огромный дебаркадер Брянского (Киевского) вокзала. Он был спроектирован и построен В. Г. Шуховым из большого количества трехшарнирных металлических арок в 1912—1917 гг. и является памятником инженерного искусства. Авторами проекта вокзального здания в стиле классицизма являлись инженер И. И. Рерберг и архитектор В. К. Олтаржевский. Размышляя об оценке инженерных сооружений современниками, В. Г. Шухов говорил: «Об инженерных сооружениях судят больше по приносимой пользе, чем по изяществу инженерной мысли. Большинство пассажиров Киевского вокзала ценят дебаркадер потому, что он защищает их от дождя и ветра, а не потому, как выполнены и собраны без кранов его арки...». Интересен неосуществленный проект трехпролетно- го покрытия Казанского вокзала, 1911—1940 гг., архитектор А. В. Щусев. Центральный пролет дебаркадера (55 м) перекрывается системой трехшарнирных арочных ферм (высота в коньке 24 м). Ажурная торцевая металлическая стенка-ферма обеспечивает жесткость всего здания в целом в поперечном направлении, а в продольном направлении это достигается с помощью массивных бетонных порталов между арками (инженер А. Ф. Лолейт), служащих одновременно средством сообщения между нефами. По своим параметрам и конструктивной системе этот проект относится к числу лучших покрытий того времени. Удачно найденные пропорции центральных и боковых арок, разнообразие фактурных и цветовых сочетаний (бетон, металл, стекло), хорошая композиция и объемно-пространственное решение позволяют говорить о высоких технических и архитектурных достоинствах этой работы В. Г. Шухова. Научный уровень внес В. Г. Шухов в разработку такого типа сооружений, как учебные здания: Комисса- ровское техническое училище, 1891—1892 гг., архитектор М. К. Геппэнер; реконструкция Московского училища живописи, ваяния и зодчества, архитектор Н. С. Курдюков; Высшие женские курсы, 1910— 1913 гг., архитектор С.У.Соловьев и др. Он создает просторные аудитории и картинные галереи с верхним светом, легкие, стремительные лестницы, активно внедряя металлические конструкции и стекло в интерьеры зданий. В. Г. Шухов принимает участие в создании конструкций сцены и перекрытия Московского Художественного театра — очага духовной жизни Москвы, а также университетской обсерватории. Своими работами В. Г. Шухов, несомненно, повлиял на решение проблемы взаимосвязи инженерно-конструктивных систем и архитектурно-художественных форм — одну из главнейших проблем в теории и практике российского зодчества конца XIX — начала XX вв. Он способствовал развитию мысли о том, что логика конструктивной основы постройки должна быть откровенно показана во внешнем облике здания, что правдивое выявление тектоники кон- 155
струкций — основа их художественной выразительности. Разработка и воплощение этой эстетической концепции имели большое значение для дальнейшей эволюции архитектуры. Уже в 1922 г. легкие ажурные формы башни на Шаболовке как бы «прорвали» стилистические одежды традиционной архитектуры, вырвались из интерьеров московских зданий, утверждая красоту чистой математической формы. Творчеством Шухова восхищались многие деятели советского искусства и архитектуры: В. Е. Татлин, И. И. Леонидов, К. "λ Мельников, братья Веснины. Многие с ним сотрудничали. Архитектурно-художественный облик Москвы и творчество В. Г. Шухова неразделимы. Рис. 305. Миусский трамвайный парк, Москва, 1908 г. (Фотоснимок Ρ Грефе, 1989 г.) Рис. 306. Миусский трамвайный парк, Москва, 1908 г (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г) 0 В советском архитектуроведении этой проблеме, рассмотренной на отечественных материалах, посвящено единственное исследование: Волчок Ю.П., Кириченко Е.И., Козловская М.А., Смурова Н.А. Конструкции и архитектурная форма в русском зодчестве XIX — начала XX вв. — М.: Стройиздат, 1977, 174 с. 2> Кириченко Е.И., А Η Померанцев (1848—1918), в кн.: Зодчие Москвы — Μ : Московский рабочий, 1981, с 260-266. υ Машков И.П. Путеводитель по Москве. — М.: типография Левенсона, 1913, с. 259—262. 4) Здесь и далее высказывания В.Г. Шухова цитируются по рукописи, подготовленной Ю.В. и Ф.В. Шуховыми (Личный архив Ф.В. Шухова.) Рис. 307. Карта западной части России с указанием объектов и сооружений, выполненных фирмой Бари в период с 1880 по 1910 гг., 1914 г. (63,5 χ 46,5 см). (Личный архив Ф. В. Шухова) 156
157
Сооружения Шухова в Москве Э. Рихтер* Исключительно разносторонняя деятельность Шухова в области проектирования и строительства в период, когда он был главным инженером фирмы Бари, а затем директором фирмы-правопреемника «Па- рострой», нашла свое отражение в проектах, осуществленных во многих городах России. Наибольшее число его сооружений находится в Москве. Однако полный список объектов, построенных по проектам Шухова, до сих пор отсутствует. Все московские сооружения, указанные в приведенном ниже списке, были снабжены впоследствии короткими комментариями. К этим сооружениям относятся строения, полностью спроектированные Шуховым, и здания, в проектировании которых он принимал участие как инженер-строитель. Наряду с сохранившимися зданиями и строениями, снос которых документально подтвержден, в список включены и сооружения, местонахождение и (или) факт сохранности которых до настоящего времени не установлены, что облегчит дальнейшие поиски. Список базируется прежде всего на данных, собранных коллективом авторов данной книги из различных разрозненных источников. Кроме того, были изучены четыре рабочие тетради Шухова, относящиеся к 1888—1906 гг., в которых список упоминаемых сооружений составлен в хронологическом порядке. Каждый проект был снабжен Шуховым важнейшими техническими данными, а также чертежами и эскизами конструкций. Пометки на карте Москвы (рис. 312) должны помочь желающим найти сохранившиеся сооружения. Необходимо, насколько это возможно, собрать сведения о сооружениях, которые не уцелели, составить их список, чтобы можно было получить полное представление о деятельности Шухова в те годы. Сравнение с олубликованной в 1914 г. картой фирмы Бари (рис. 311) наглядно показывает, сколь неполны прежние документальные данные о масштабах деятельности Шухова-строителя в Москве и ее пригородах. (Это в равной степени относится и к его работе после 1914 г.) О многих упоминаемых там сооружениях (например, мостах Москвы) до сих пор ничего не известно. Рис 308. Бахметьевский автобусный парк, Москва, 1928 г. Фасад. Архитектор К. Мельников, конструкция перекрытия Шухова. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г) Рис. 309. Бахметьевский автобусный парк, Москва, 1928 г. Задняя сторона. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) Рис. 310. Бахметьевский автобусный парк, Москва, 1928 г. Внутреннее помещение. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г) * Институт международных отношений, г. Штутгарт. 158
Рис. 311. Карта западной части России с указанием сооружений, выполненных фирмой Бари; фрагмент: Москва и ее окрестности. (См. рис. 307.) 159
Рис. 312. Центр Москвы Карта с указанием расположения конструкций Шухова. Цифры указывают сохранившиеся сооружения; см. приведенный список. 160
СОХРАНИВШИЕСЯ СООРУЖЕНИЯ 1. Киевский (бывший Брянский) вокзал. Перекрытие перрона (1912—1917 гг.), пролет 48 м; площадь Киевского вокзала. Архитекторы И. И. Рерберг, В. К. Олтаржевский. (См. рис. 121—131.) 2. Миусский трамвайный парк. Арочное покрытие (1908 г.), площадь перекрытия 69 χ 28,25 м; вблизи станции метро Новослободская (доступ ограничен). (См. рис. 305, 306.) 3. Бахметьевский автобусный парк. Каркасное перекрытие (1928 г); ул. Образцова, 19а (доступ ограничен). Архитектор К. С. Мельников. (См. рис. 137—140, 308—310.) 4. Гараж для грузовых машин. Каркасное перекрытие (1927—1929 гг); Новорязанская ул., д. 27. Архитектор К. С. Мельников. (См. рис. 133—136.) 5. Главный почтамт на ул. Мясницкой, металлостеклянное перекрытие кассового зала (1912 г.); ул. Мясницкая, д. 26 (кассовый зал в настоящее время используется для других целей). Архитекторы О. Р. Мунц и Д. И. Новиков при участии Л. В. и А.В.Весниных. (См. рис. 115—118.) 6. Московское училище живописи, ваяния и зодчества. Пристройка картинной галереи. Металлостеклянная конструкция, металлическая винтовая лестница не сохранилась (после 1900 г.); ул. Мясницкая, д. 21 (доступ ограничен, в настоящее время находится на реставрации). Архитектор Н. С. Курдюков. (См. рис. 112—114.) 7. Петровский пассаж. Металлостеклянное перекрытие (1902 г.); ул. Петровка, д. 2. Архитекторы С. М. Кулагин и Л. В. Фрейденберг. 9. Верхние торговые ряды (в настоящее время ГУМ). Цилиндрические металлостеклянные перекрытия над тремя пассажами (1889—1893 гг.), площадь перекрытия каждого пассажа 250 χ 15 м; Красная пл., 3. Архитектор А. Н. Померанцев. (См. рис. 101—105.) 10. Трамвайный парк. Конструкция павильонного типа; угол ул. Шаболовки и ул. Донской. (См. рис. 119, 120.) 11а. Шаболовская телебашня. Шестиярусная стальная башня, состоящая из гиперболоидов (1919—1922 гг.), высота 152 м; угол ул. Шаболовки и ул. Шухова. (См. рис. 178.) 116. Строения фирмы Бари (в настоящее время завод «Динамо»); вблизи Симонова монастыря (доступ ограничен). (См. рис. 35.) 12. Здание кузницы. Шатровое покрытие, конструкция из металлических ферм (1902 г.), пролет 43 м. (См. рис. 109—111.) 13. Нефтехранилище (в настоящее время складское помещение). Цилиндрический стальной резервуар с деревянным покрытием (до 1890 г.). (См. рис. 247, 248.) 14. Здание президиума Российской Академии наук. Перекрытие зала заседаний; Ленинский пр., д. 14 (закрыт для посещения). 8. Гостиница «Метрополь». Металлостеклянное покрытие над главным залом (1899—1903 гг.); Охотный ряд, д. 1. Архитектор В. Ф. Валькотт при участии архитектора А. Э. Эрихсона. (См. рис. 303, 304.) 161
НЕСОХРАНИВШИЕСЯ СООРУЖЕНИЯ СООРУЖЕНИЯ, СОХРАННОСТЬ КОТОРЫХ ПОКА НЕ УСТАНОВЛЕНА Сооружения фирмы Бари (в настоящее время завод «Динамо»); вблизи Симонова монастыря. Здание мастерских с круглым планом. Комбинация внешнего висячего покрытия с традиционной конструкцией перекрытия внутренней части (1894 г.), пролет 43 м, пролет висячего покрытия -12 м. (См. рис. 33—35.) Здание мастерских с прямоугольным планом. Цех с перекрытием из пяти поперечных сетчатых сводов (1896 г.), площадь перекрытия 70,39 χ 24,80 м. (См. рис. 35, 76, 77.) Водонапорная башня. Предположительно стержневая конструкция (1895 г.), емкость резервуара 1500 л. (См. рис. 35.) Здание кузнечных цехов с прямоугольным планом. Зал с перекрытием из цилиндрической сетчатой оболочки (1897 г.), площадь перекрытия 51,2 χ 25 м. (См. рис. 35, 75.) Монтажный цех для горизонтального котла. Деревянная конструкция (предположительно 1907 г.), площадь перекрытия 27,43 χ 13,71 м. Столярная мастерская. Деревянная конструкция покрытия (предположительно 1907 г.), площадь перекрытия 20,12 χ 11,28 м. Здание котельной. Конструкция покрытия (1897 г.), площадь перекрытия 16 χ 12,80 м. Голофтеевский пассаж (при расширении ЦУМа снесен); ул. Петровка. Торговый дом «Мюр и Мерилиз» (ныне ЦУМ). Перекрытие и металлический каркас (1908—1910 гг.); ул. Петровка, д. 2. Архитектор Р. И. Клейн. Крестовские водонапорные башни, два резервуара из листовой стали (1892 г.), емкость по 184 000 л каждый; у бывших Крестовских ворот (ныне станция метро «Рижская»). Московский Художественный театр (МХАТ, старое здание). Конструкция перекрытия сцены (1902 г.), площадь перекрытия 24 χ 18 м; вращающаяся сцена (1907 г.); проезд Художественного театра, д. 3. Архитектор Ф. О. Шехтель. Дроболитейный цех. Башни с оттяжками, высота 46 м. Крестовские ворота (ныне станция метро «Рижская»). Водонапорная башня бывшего Комиссаровского техникума (ныне Сельскохозяйственная Академия). Металлическая решетчатая башня в форме гиперболоида (1914 г.), высота 34,2 м; ул. Тимирязевская, Петровско-Разумовское (в 60-е годы снесена). (См. рис. 148, в.) Богадельня Морозова (в настоящее время здание клиники Московского государственного университета). Конструкция покрытия (1915 г.); Ленинский пр., 27. Архитектор С. У. Соловьев. Азовско-Донской банк. Перекрытие. Химический завод «Фарбверке». Опоры для перекрытий (1906 г.), площадь перекрытия 20,43 χ 16,6 м. Типография И. Д. Сытина «Русское слово». Перекрытие и металлический каркас (1905—1907 гг); ул. Тверская, д. 22. Архитектор А. Э. Эрихсон. Завод «Любимов, Сольве и К°». Конструкция покрытия здания завода (1899 г.), площадь перекрытия 118,55 χ 28,58 м. Водонапорная башня. Сетчатый гиперболоид (1899 г.), высота гиперболоида 25 м. Здание завода «Дангауэр и Кайзер». Конструкция перекрытия (1907 г.), площадь перекрытия 73,5 χ 30,1 м. Здание завода торгового общества «Алексеев и К°». Конструкция (1910 г.), площадь перекрытия 21,8 χ 5,65 м. Газовый резервуар Московской газовой фабрики (1911 — 1912 гг.). Высшие женские курсы (в настоящее время Государственный педагогический университет) (1910—1913 гг.); ул. Малая Пироговская, д. 1. Архитектор С. У. Соловьев. Котельная Комиссаровского техникума (ныне Сельскохозяйственная Академия). Конструкция перекрытия (1900 г.), площадь перекрытия 12,8 χ 9,6 м. Склад угля при Государственном винном заводе № 1 (1900 г.), площадь перекрытия 27,73 χ 8,53 м. Перекрытие клуба им. Кухмистерова (в настоящее время театр им. Н. В. Гоголя); ул. Казакова, д. 8а. Складские помещения возле Симонова монастыря. Перекрытия. Перекрытие зала заседаний; Старая площадь, 4 (Китай-город). 162
Московский холодильник. Перекрытия (после 1900 г.); Павелецкая железная дорога. Московская конка. Парк (1898 г.), площадь перекрытия 52 χ 25,6 м. Парк (1901 г.), площадь перекрытия 95,7 χ 21,37 м. Московский государственный университет. Перекрытия (1903 г.), площадь перекрытия 9,2 χ 3,9 м. Станция «Москва» Николаевской железной дороги (в настоящее время Ленинградский вокзал). Пакгауз (1905 г.), площадь перекрытия 140 χ 18,2 м. Мост. Операционный зал банка Солдатенкова. Покрытие. Трамвайные парки Новосокольнический. Конструкция здания (1908 г.), площадь перекрытия 45 χ 36,5 м; -вблизи парка «Сокольники». Прысменский. Перекрытие котельной (1909 г.), площадь перекрытия 17 χ 8,5 м. Рязанский. Конструкция здания (1908 г.), площадь перекрытия 38,6 χ 36,5 м; вблизи станции метро «Комсомольская». Замоскворецкий. Конструкция здания (1908 г.), площадь перекрытия 28,2 χ 22,5 м; вблизи Симонова монастыря. Сокольнический. Конструкция зала — неправильный прямоугольник, вагонная мастерская с механической мастерской (1906 г.), площадь перекрытия 71,3 χ 43,6 м; вблизи парка «Сокольники». Уваровский. Конструкция зала (1908 г.), площадь перекрытия 37,2 χ 32,2 м. Водонапорная башня концерна «Техноткань». Сетчатый гиперболоид (1928 г.), высота гиперболоида 25 м; железнодорожная станция «Домодедово», Подмосковье. Водонапорная башня архитектурного бюро Эрихсо- на. Сетчатый гиперболоид (1912 г.), высота гиперболоида 21,34 м; железнодорожная станция «Химки», Подмосковье. Винный и дрожжевой завод. Акционерное общество В. А. Гивартовского. Здание завода. Конструкция перекрытия (1910 г.), площадь перекрытия 21,33 χ χ 17,5 м. Водонапорная башня. Сетчатый гиперболоид (1910 г.), высота гиперболоида 17,07 м. Центральное электрическое общество. Водонапорная башня. Сетчатый гиперболоид (1899 г.), высота гиперболоида 25 м; вблизи Симонова монастыря. (См. рис. 147.) Мастерская. Конструкция покрытия (1899 г.), площадь перекрытия 90 χ 51,2 м. Литейный цех. Конструкция покрытия (1899 г.), площадь перекрытия 42 χ 38,4 м. шшшшшшшшшш^шшшш^ш 163
Роль Шухова в формировании новой эстетики в архитектуре России конца XIX — начала XX вв. Н. А. Смурова* Влияние техники на формирование эстетических концепций в архитектуре, а через них и на идеи формообразования можно проследить на всех этапах развития архитектурных стилей. Но особенно богатый и интересный материал для исследователей этой проблемы дает период конца XIX — начала XX вв. вследствие того, что нас от этого времени отделяет лишь несколько десятилетий и степень влияния технических достижений на архитектуру в это время была особенно велика. Именно в этот период в инженерно-технической области, так же как и в социальной, художественной и др., были созданы ценности, которые привели к коренному изменению эстетических идеалов уже в 20-х годах нашего века. Исследование процесса проникновения технических форм в архитектуру России представляет интерес для исследователей теории и истории зодчества. Каким образом инженерно-конструктивные формы стали одним из главных средств выражения советского архитектурного авангарда, формировавшегося, как принято считать, на относительно слабо развитой технической основе дореволюционной России? Представляется, что одной из составляющей ответа на этот сложный вопрос является деятельность В. Г. Шухова по созданию инженерных форм и ажурных инженерно-конструктивных систем из металла, которые сыграли важную роль в формировании критериев эстетических оценок и новых тенденций формообразования в архитектуре. К началу Октябрьской революции российская инженерия уже имела свои традиции, наиболее ярко выраженные в мостостроении. Быстрому развитию этой области строительства способствовали отечественные работы по совершенствованию методов расчета мостовых ферм (Д. И. Журавский, Н. А. Бе- лелюбский, Ф. С. Ясинский и др.), исследования свойств строительных материалов (Н. А. Белелюб- ский, С. И. Дружинин, Н. А. Житкевич и др.), наличие нескольких мостостроительных школ (Н. А. Белелюб- ский, Е. О. Патон, Л. Д. Проскуряков, Г. П. Передерни и др.). Становление мостостроительного дела было связано прежде всего с его исключительной ролью в капиталистической экономике России, заинтересованной в быстром развитии железнодорожного строительства. Обширная практика строительства мостов позволила накопить и обобщить значительный опыт по проектированию инженерно-строительных сооружений. Именно в этой области использовались разнообразные большепролетные конструкции — балки, фермы, арки с затяжками, висячие системы, т. е. те элементы, которые впоследствии получили распространение в архитектуре выставочных сооружений, промышленных зданий, пассажей, залов собраний и т. д. Не случайно, давая оценку достижениям российской инженерной школы, представленной на Всероссийской выставке 1896 г. в Нижнем Новгороде, и оригинальности конструкций крупнейших железнодорожных мостов России, английский журнал The Engineer отмечал, что русские инженеры вошли в плеяду лучших инженеров Европы0. О постройках В. Г. Шухова много писали газеты «Волгарь», «Одесские новости», «Нижегородский листок», различные профессио- * Кандидат архитектуры. чальные издания2 К безусловным достижениям инженерной мысли пресса относила необычные павильоны В. Г. Шухова (архитектор В. Косов, работы выполнены фирмой Бари), перекрытые парящими в воздухе конструкциями нового класса, получившими название сетчатых. Что касается их художественной оценки, то было справедливо отмечено, что павильоны относятся «к числу выставочных построек, в которых наружная архитектура, стиль отступили на задний план. Здесь интерес сосредоточивается на технике постройки»3), ибо именно конструктивная основа павильонов определила их архитектурную форму. Однако в целом из высказываний явствует, что современники выставки в общем оценили технические достоинства шуховских систем, считая их конструкции «оригинальной новинкой», подчеркивая, что они вызывают «захватывающий интерес», но не восприняли их с эстетической точки зрения. Архитектурные возможности новых структур остались для них скрытыми. Недаром почти в каждом отзыве о павильонах отмечалась непричастность этих зданий к архитектуре. Они считались постройками, в которых «наружная архитектура, стиль отступили на задний план», а возможности нового стиля представлялись неясными, во всяком случае проблематичными. Было необычным, непривычным впечатление «точно вся крыша висит». Удивление вызывал скорее интерьер построек, чем их внешний вид. Возникали затруднения, как их точно назвать. Одни называли «палатками» или «шатрами», другие — «корпусами» или «ротондой», третьи — депо или «экипажной постройкой». Вспоминая о Нижегородской выставке, В. Г. Шухов очень точно объяснил причину такого отношения к его конструктивным системам, опередившим развитие архитектуры не менее чем на четверть столетия. Он говорил: «Конструкции были встречены с большим интересом, но настороженно, так как нужно было отрешиться от привычного взгляда — чем мощней, тем прочней. Наверное, нужно было конструкции несколько декорировать, тогда бы они были более доступны для непрофессионального взора. А так они выглядели слишком примитивно, как человеческий скелет»4). В сущности в этих словах выражены проблемы и противоречия архитектуры всего XIX столетия. Одна из главных проблем была связана с проникновением в архитектуру, решающую задачу создания художественного стиля на основе традиционных материалов — камня и дерева, совершенно новых материалов — металла, стекла и железобетона. Первый прецедент был создан возведением чугунных, а позже стальных мостов. Если сравнить металлические мосты с каменными мостами прежних эпох, то становится очевидно, что в каменном строении вся конструкция воспринимается в виде монолитной массы материала. Камень создает впечатление прочности, устойчивости, весомости, чего нельзя сказать о восприятии сквозных мостов, деревянных и металлических. Полосы используемого металла представляют собой своеобразные «линии сил», делают зримыми усилия, испытываемые материалом. Направление и величина этих сил предопределяют структуру сооружения. Конструкция задает внешнюю форму. Рожда- 164
етея новая пластика. Даже непрофессиональному зрителю, которому не ясно, как «работает» то или иное инженерное сооружение, не могло не броситься в глаза это исчезновение массы, весомости моста. Взору открылись обнаженные металлические стержни, которые в сложном или простом переплетении «повисли в воздухе». Подобный прецедент в архитектуре создал В. Г. Шухов. Русские зодчие конца XIX в. не были готовы увидеть и понять стиле- и формообразующие возможности шуховских конструкций. Для того чтобы придать им привычный вид, архитекторы были склонны скорее декорировать их, как пилоны железнодорожных мостов, или прятать от глаз за традиционными формами своих разностильных сооружений, решительно· уводя зодчество на ложные и компромиссные пути поисков гармонии архитектурных форм прошлых веков, невозможные при новых обстоятельствах. Суть этого конфликта можно найти в другом высказывании В. Г. Шухова: «Инженерное искусство менее популярно, чем живопись, скульптура, архитектура, так как для его восприятия помимо чувств требуются определенные знания». Действительно, инженеры России, получая прекрасную профессиональную подготовку в таких известных в те годы в Европе школах, как Петербургский институт инженеров путей сообщения, Петербургский институт гражданских инженеров, Московское техническое училище и многих других, активно формировали не только новую предметно-пространственную среду городов, новые виды архитектурной деятельности, новый тип архитектуры (фабрично- заводской и утилитарной), но и, что очень важно, новую эстетику математической формы. В то время когда русская архитектура вырабатывала свое эстетическое отношение к новым инженерным формам или отказывалась от их понимания, инженерное творчество развивалось в русле разумного понимания фор- м>1 и соответственно ее исполнения. В стремлении инженера «быть утилитаристом до конца», правильно сочетать функциональные требования, законы статикц, конструктивные возможности материала заложены истоки появления сооружений высокой гармонии и красоты, произведений инженерного искусства5*. Примером тому может служить эволюция гиперболоидной формы вращения в творчестве В. Г. Шухова. Как отмечалось выше, водонапорная башня, представленная на Нижегородской выставке 1896 г. (высота гиперболоида 25,6 м), стала родоначальницей целой вереницы пространственных сооружений ги- перболоидного типа6). В течение 1902—1915 гг. шу- ховские водонапорные башни появились более чем в 30 городах России. В. Г. Шухов считал, что «оптимальное техническое решение после его проверки должно многократно применяться для многих аналогичных задач путем подобного моделирования... Это снижает стоимость». Поэтому водонапорные башни, маяки, баржи прочно вошли в его творческий арсенал. В зависимости от экономических и технических условий гиперболоидные башни отличались друг от друга по высоте (от 8,59 до 68 м), количеству металлических стержней, образующих поверхность гиперболоида (от 25 до 80), и типу резервуара. Легкие, стройные очертания башен современники оценили еще на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде. Пропорции шуховских башен не были случайными и зависели не только от экономических и технических соображений, так как инженер уделял большое внимание эстетическим качествам своих сооружений. Шухов считал, что существует определенная закономерность между количеством стержней, образующих сетчатую поверхность гиперболоида, и «красотой» ажурной поверхности башни. Действительно, анализ гиперболоидов-оболочек, построенных В. Г. Шуховым в период с 1896 по 1911 г., подтверждает эту закономерность. Большое количество стержней (60 или 80), образующих поверхность гиперболоидов, создает более плотный и сложный графический узор сетчатой поверхности. При этом условии плотность поверхности изменяется от основания к верхнему кольцу башни, вызывая живописные рефлексы тени и света, эффекты ажура. Кроме того, от количества стержней зависит плавность кривой силуэта башни, ее па- раболичность. На пропорции гиперболоида вращения, по мнению В. Г. Шухова, влияет и соотношение диаметров нижнего и верхнего колец гиперболоида. Чем больше это соотношение, тем больше высота «талии» гиперболоида. От поворота колец, наклона стержней зависит ее диаметр. Не менее важным условием в создании пропорций гиперболоидов- оболочек В. Г. Шухов считал визуальное восприятие формы. По воспоминаниям В. И. Кандеева, любимым занятием их главного инженера было «вращение модели» (скручивание цилиндра, составленного из прямых стержней)7). В результате получалась гиперболо- идная форма будущей башни, когда было важно «уловить глазом» оптимальный момент, при котором необходимо отсечь часть ее высоты в целях создания гармоничных пропорций гиперболоида-оболочки. Изменяя параметры гиперболоидов, сохраняя соответствие техническим требованиям, Шухов считал, что можно менять их очертания и пропорции. Одной из самых совершенных по своим пропорциям башен по праву можно считать нижегородскую, имеющую наибольшее количество образующих стержней (80), значительную высоту гиперболоида вращения (25,6 м) и одно из самых больших соотношений диаметров нижнего и верхнего поясов (2,6). Хорошую устойчивость ажурной башни, «которая чувствуется глазом смотрящего», современники оценили еще на выставке8). Кстати, В. Г. Шухов говорил: «Что красиво смотрится, то прочно. Человеческий взгляд привык к пропорциям природы, а в природе, по Дарвину, выживает то, что прочно и целесообразно». Важным шагом по пути к созданию Шаболовской радиобашни (1918—1922 гг.) в творчестве В. Г. Шухова стало строительство такого высотного сооружения, как Аджиогольский маяк под Херсоном (1910 г.). Впервые в практике В. Г. Шухова появилась сетчатая конструкция гиперболоида, выполняющая совсем иную функцию, чем его водонапорные башни. В данном случае он проектировал не опору для тяжелого резервуара, а высотную опору для сигнального маяка с широкой панорамой обзора, что в функциональном отношении значительно ближе к проектированию радиобашни. Высота сетчатой конструкции Ад- °The Nijni Novgorod exhibition, in: The Engineer, London, 83 (1897), 22.1, p. 80. 2) A.O. Репортаж с выставки. — Волгарь (Η. Новгород), 1896, №243, 95; Худяков П.К. Новые типы металлических и деревянных покрытий для зданий по системе В.Г. Шухова. — Технический сборник и вестник промышленности, 1896, №5, с. 168—172. 3) Всероссийская художественно- промышленная выставка 1896 г. в Нижнем Новгороде. — С.-Петербург, 1896, с. 29. 4) Здесь и далее высказывания В.Г. Шухова цитируются по рукописи, хранящейся в личном архиве Ф.В. Шухова. Они записаны со слов или переписаны с полей авторских черновиков внуками инженера Ю.В. и Ф.В. Шуховыми. 5) Луначарский А.В. Статьи об искусстве. — М.—Л.: Искусство, 1941, с. 540. 6) После закрытия выставки башня была продана в имение Нечаева-Мальцева (ныне деревня Полибино Данковского района Липецкой области), где до сих пор находится в эксплуатации. 7) Представляются весьма ценными воспоминания В.И. Кандеева, одного из сотрудников руководимой В.Г. Шуховым строительной конторы фирмы «Бари» (после революции «Парострой», позже институт «Проектстальконструкция»). Запись беседы с В.К. Кандеевым находится у автора статьи. 8) Пешков А. Водонапорная башня. — Одесские новости, 11 июля 1896, №3686. 165
9) Петров Д.В. Железные водонапорные башни. Их назначение, конструкция и расчеты. — Николаев: 1911, с. 40. 10) Кренкель Э. Мои позывные РАЕМ. — Новый мир, 1970, №9, с. 140. жиогольского маяка составляет 68 м. Поверхность гиперболоида-оболочки образована из 60 стержней Ряд уменьшающихся колец жесткости (27) подчерки вает его высоту и усиливает динамичность формы Гармоничные очертания опоры в сочетании с хоро шо найденными пропорциями венчающей главы поз воляют говорить об удачной архитектурной компози ции маяка. Глядя на маяк, уместно вспомнить слова В. Г. Шухова: «Та конструкция красива, в которой видно, как по ней целесообразно и просто течет сила или мощность». Стремление получить большее число пересечений образующих гиперболоид стержней (без увеличения их количества), что усиливает прочность опоры при наименьшей затрате материала и «как следствие придает всему сооружению наиболее красивый вид»9), привело В. Г. Шухова к идее создания башни из двух гиперболоидов-оболочек, поставленных друг на друга. В 1911 г. эта идея была использована при строительстве водонапорной башни общей высотой 39,5 м для Северной железной дороги в г. Ярославле. Так же, как и Аджиогольский маяк, водонапорная башня в Ярославле относится к числу лучших работ В. Г. Шухова. Осенью 1918 г. на одном из пустырей Шаболовки в Москве началось строительство металлической башни-антенны по проекту инженера В. Г. Шухова. «Башня росла, как своеобразный призрак, — высокая, бесплотная, прозрачная и таинственная», — писал радист Э. Кренкель, вспоминая те годы10). В. Г. Шухов, отвечая на вопрос, почему Шаболовская башня выглядит такой легкой, говорил: «Башня разделена на пояса. Каждый пояс имеет привычные для глаза пропорции». Радиобашня на Шаболовке явилась естественным развитием идей и поисков совершенной инженерной формы, лежащих в основе лучших дореволюционных сооружений инженера, и стала результатом его творческого эстетического кредо. В России конца XIX — начала XX вв. интерес к высотным сооружениям не был случайным. Интенсивно развивающаяся промышленность, железнодорожное строительство, благоустройство городов требовали строительства резервуаров для воды, нефти, новых типов водонапорных башен, нефтебаков, газгольдеров, градирен; развитие судоходства и строительство портов повлекли создание более совершенных маяков; появление электричества и радио вызвало к жизни радиомачты. Кроме того, изменившееся ощущение скорости, ритма жизни, связанное с появлением новых видов транспорта, усиливало и без того всегда существовавший интерес человека к вертикальным формам, которые современная наука относит к наиболее динамичным. Новые инженерные формы рождали новую эстетику в архитектуре, отличную от эстетики зодчества прошлых веков. В русской архитектуре XIX в. процесс эстетического освоения новых технических форм и материалов нашел выражение в формах эклектического стиля, модерна, рациональной архитектуры. Последняя создала предпосылки для нового архитектурного стиля, тесно связанного с техникой. Хотя объективные условия для возникновения нового архитектурного стиля и были созданы в начале XX в., новый стиль не сформировался. Чтобы это произошло, требовалась коренная ломка старых художественных принципов, эстетических стереотипов, которые были очень сильны. Не случайно, что, разочаровавшись в модерне, значительная часть архитекторов дореволюционной России вернулась на стезю художественных поисков в привычном русле традиционных форм (неоклассицистический и не- оренессансный стили). Тот факт, что представители самого технического из искусств — искусства архитектуры — не смогли глубоко воспринять и использовать богатейшие формообразующие возможности конструктивных систем В. Г. Шухова, закономерен. Архитектор, воспитанный в традиционном духе школой, профессиональной средой, всеми предшествующими этапами развития зодчества, зависящий от капитала и вкуса заказчика, при столкновении с новым миром инженерных форм менее других склонен к изменениям традиционного отношения к архитектуре. Вторгаясь в область художественной культуры, техника натолкнулась на отчаянное сопротивление именно со стороны архитекторов. Техницистические идеалы новаторской архитектуры усваивались и получали воплощение в тех видах художественной культуры России, где устои традиционного академизма были подорваны в процессе исторического развития, — в литературе, поэзии, авангардной живописи, области тиражированного городского искусства (реклама, почтовые открытки, фотография). Именно в этих областях художественной культуры нашли определенное выражение новые эстетические идеалы будущего, воспевающие достижения западных и отечественных инженеров. На раннем этапе становления советского зодчества большую роль сыграли вековые традиции инженерного искусства, создавшего к тому времени новую предметно-пространственную среду российских городов, новые, невиданные ранее инженерные формы, и сформировавшийся в художественной культуре России конца XIX — начала XX вв. эстетический идеал будущего, новые эстетические вкусы и тенденции мироощущения, связанные с романтическим восприятием техники. Вклад колоссального инженерного наследия В. Г. Шухова в процесс формирования эстетических идеалов советской архитектуры 20—30-х гг. очевиден. В его лице русская и советская культура имела довольно редкий тип инженера, в котором сочетались знания инженера-конструктора с художественным мышлением зодчего. Вместе с Г. Эйфелем, Р. Майаром, Э. Фрезине он был в числе тех, кто проложил путь, по которому сегодня идут такие архитекторы, как Нерви, Саргер, Ф. Отто, Никитин и др. 166
Рис. 313 Шаболовская радиобашня в Москве. Фрагмент второй секции. (Фотоснимок Р. Грефе, 1989 г.) 167
Шухов, конструктивисты и стилеобразующие процессы советского архитектурного авангарда С. О. Хан-Магомедов* * Доктор искусствоведения, ВНИИ теории архитектуры и градостроительства. С творчеством В. Шухова в истории становления и развития советского архитектурного авангарда произошла странная и даже, пожалуй, загадочная история — на всем протяжении первой трети XX в. архитекторы его просто не замечали. Его работы, конечно, были известны архитекторам, однако они оставались совершенно равнодушными к формо- и стилеобразующим возможностям изобретенных им конструкций. А между тем архитекторы — поборники архитектурного авангарда, и прежде всего конструктивисты, — охотно сотрудничали с такими крупными инженерами, как А. Лолейт, Г. Красин, С. Прохоров и др. Творческие принципы формообразования архитектурного авангарда были в принципе понятны и близки инженерам и строителям, стремившимся внедрить в практику новейшие технические достижения. Анализ использования новейших инженерных конструкций приводит к неожиданным выводам: оказывается, архитекторы упорно избегали осваивать наиболее перспективные конструкции, позволяющие создавать поверхности двоякой кривизны и необычные объемно-пространственные композиции. Создавалась довольно парадоксальная ситуация — конструктивисты в своих декларациях провозглашали конструктивную целесообразность архитектурной формы и призывали к максимальному использованию технических нововведений и в то же время не замечали наиболее перспективных конструктивных решений. Причины такого отношения к новейшим конструкциям дледует искать, во-первых, в особенностях взаимосвязи инженерии и архитектуры в начале XX в., а во-вторых, в стилистических стереотипах, сложившихся уже в 20-е годы. Рассмотрим последовательно оба этих вопроса. Первый вопрос связан со специфической ситуацией, сложившейся в архитектуре России в начале XX в., когда многие архитекторы выступали против «эстетизации» конструкций, т. е. против естественно развивавшегося тогда процесса формообразования в архитектуре, который и сыграл в первой трети XX в. важную стилеобразующую роль практически во всех странах, где велись активные поиски новых архитектурных форм и стилей. Что же мешало в то время российским архитекторам успешно использовать формообразующие возможности новых конструкций? Вторая половина XIX в. в архитектуре России, как и во многих других странах, прошла под знаком эклектики и стилизации, причем наряду с использованием наследия различного рода «исторических» стилей в России этого периода делались неоднократные попытки создания на базе древнерусской архитектуры «национального стиля». Однако на рубеже веков стилевая ситуация в русской архитектуре осложнилась — появилась мода на заимствованный с Запада модерн (югендстиль). Молодежь с энтузиазмом встретила этот «новый стиль», видя в нем долгожданное освобождение от стилистического разнобоя эклектики с архаическими «русскими стилями». В декабре 1902 — январе 1903 гг. в Москве была организована Выставка архитектуры и художественной промышленности «нового стиля». Почти одновременно в Петербурге открылась выставка «Свободное искусство», где также демонстрировались произведения в стиле модерн. В искусстве происходила смена эстетических идеалов, радикальная стилистическая ломка. Модерн в целом внес новую стилистическую струю в архитектуру России на рубеже веков. К сожалению, те ожидания, которые были с ним связаны, не оправдались. В своей чистой стилистической форме модерн не укоренился в русском искусстве (в рамках стилевого единства), как это было, например, в XVIII—XIX вв. с русским классицизмом и ампиром. А между тем в русской архитектуре все настойчивее проявляло себя стремление к стилевому единству и повышению на его базе общего художественного уровня. Стилистическая эклектика уже изживала себя, «русские стили» не стали всеобщим увлечением, а стилистической новизны модерна хватило ненадолго. Но если разновидности эклектики и «русские стили» не устраивали многих архитекторов и художников по уровню профессионализма и как частные творческие концепции, то модерн на каком-то этапе стал отрицаться как принципиально неприемлемое стилистическое творческое направление. Многие из тех, кто с энтузиазмом приветствовал модерн, уже к концу первого десятилетия XX в. резко отрицательно оценивали все, что имело хоть какое- то отношение к этому стилю, и все большее предпочтение отдавали неоклассике. 168
Во второй половине первого десятилетия XX в. неоклассицизм в русской архитектуре еще не освободился полностью от стилистического влияния модерна, однако второе десятилетие принесло полную победу эстетики неоклассики. Все эти обстоятельства развития архитектуры России начала XX в. чрезвычайно важны для понимания тех условий и творческих процессов, которые предшествовали архитектуре авангарда. Эта характерная для России особенность общих стилеобразующих процессов в архитектуре в начале XX в. предопределила специфику становления архитектуры советского авангарда, придав, в частности, раннему конструктивизму такую стилистическую чистоту и независимость от модерна, какой не было у раннего функционализма в других странах. Но эти позитивные результаты отказа от стилистики модерна сказались в 20-е годы; в 10-е же годы резко критическое отношение к модерну повлияло и на отрицательное отношение к стилеобразующим потенциям инженерно-технической сферы, что также помогло укреплению позиций неоклассики. Дело в том, что стилистика модерна благодаря своей формально-эстетической новизне легче, чем традиционные формы, внедрялась в инженерно- техническую сферу. Художественные формы модерна использовались в инженерных сооружениях, промышленных изделиях (включая механизмы, транспортные средства, бытовую технику и т. д.). Это сближение формо- и стилеобразующих процессов в инженерно-технической сфере и в модерне стало в ряде стран одним из важных этапов перерастания, так сказать, проторационализма в ранний функционализм. В нашей стране этот процесс оказался иным. Получилось так, что отрицание эстетики модерна повлияло и на отношение к формообразующим потенциям инженерно-технической сферы. Эти потенции были поставлены под сомнение архитекторами и практически не использовались в рамках неоклассики. Более того, особенность творческой ситуации в 10-е годы состояла в том, что в архитектурной среде аргументировать соображения, связанные с проблемами формообразования, ссылаясь на опыт модерна и инженерии, было нельзя. Такая система аргументации была уже заранее признана сторонниками неоклассики несостоятельной. Они не только объявили модерн областью дурного вкуса, но и связали его «недостатки» со стремлением эстетизировать новые конструкции. Этим был как бы закрыт в нашей стране (в других странах сложились иные условия) нормальный путь освоения потенциальных художественных возможностей формообразования новых конструкций и нового материала. Отрицание модерна как прибежища дурного вкуса в годы первой мировой войны ужесточилось и националистической аргументацией. Тогда совершенно всерьез писали о недавнем «упадке нашей отечественной архитектуры» под влиянием стиля модерн — «германского стиля», пришедшего «из соседних с нами Австрии и Германии» и «едва не погубившего... своеобразную физиономию наших городов». «Но подуло свежим ветром. Страшный сон рассеялся. Русское творчество потекло по здоровому пути... Почти все, кажется, поняли опасность и стали беспощадно изгонять немецкое вторжение. «Стиль», так называемый модерн, не допускается, — вот фраза, которая вносится чуть ли не в каждый объявляемый архитектурными обществами конкурс. И это сделано не по уговору и не нарочно, а просто по объединившему всех здоровому чувству прекрасного»0. Критика модерна за то, что он якобы насаждал дурной вкус, выпячивая новую эстетизированную конструкцию, не только затрудняла поиски новых художественных форм, но и не давала возможности опереться на новые конструкции, по теоретической разработке и применению которых Россия занимала в начале XX в. передовые позиции. Большинство архитекторов как бы перестали «видеть» эстетическую выразительность форм новых структур в строительстве, хотя уже тогда в инженерных сооружениях было много интересного (мосты, ангары, водонапорные башни и т. д.). Критическое отношение архитекторов к внедрению в структуру средств архитектурной выразительности эстетизированных инженерно-технических элементов и форм было связано еще и с широко распространившейся в начале XX в. практикой строительства архитектурных сооружений по проектам инженеров различной специальности, официально получавших свидетельство на право выполнения работ наравне с архитекторами (на основе закона 1904 г.). До этого инженерно-технические специалисты с большими ограничениями получали право на производство работ в той области строительства, где, согласно Строительному уставу, существовали определенные правила относительно фасадов. Им разрешалось строить лишь фабрично-заводские сооружения. С 1904 г. положение изменилось: по принятому тогда закону составлять проекты всяких зданий и сооружений и производить всякого рода строительные работы дано право лицам даже с такими званиями, как горный инженер, инженер-металлург, инженер- механик, инженер-электрик, механик и агроном-техник. Те же права в 1905 г. были распространены на лиц, имеющих звание морского инженера2). 0 Гинц Г. Война и архитектура. — Архитектурно- художественный еженедельник, 1914, № 18, с. 261—262. 2) Архитектурно- художественный еженедельник, 1916, №11, с. 140. 169
Во многих городах развернулось обширное строительство жилых и общественных зданий по проектам инженеров разной специальности. Это, естественно, привело к снижению архитектурно-художественного уровня застройки, хотя одновременно явно усилило тенденции внедрения в архитектуру достижений строительной техники. В условиях распространения неоклассики и «русского национального направления» такое положение вызвало повышенную критику со стороны архитекторов-профессионалов архитектурной продукции инженеров, причем все инженерно-строительные новинки в облике здания квалифицировались как неправомерная экспансия в архитектуру строительного искусства и дилетантизм в архитектурно-художественных вопросах. Происходила как бы поляризация позиций в области формообразования. Дипломированные архитекторы из чувства профессиональной солидарности переходили на позиции неоклассики (или в крайнем случае «национального направления»), боясь оказаться в опасной внепро- фессиональной зоне среди инженеров, формально- эстетические эксперименты которых не воспринимались всерьез архитекторами: в них видели в лучшем случае наивный дилетантизм. Это привело к оттоку художественно одаренных проектировщиков из той сферы формообразования, где велись эксперименты с новой функционально-конструктивной структурой. Эксперименты в области формообразования как бы разделились на два потока: в одном, в сфере собственно архитектуры, участвовали архитекторы (например, эксперименты в духе неоклассики — так называемая «живая классика»), а в другом, в «строительном искусстве», поиски вели инженеры. Архитекторы рассматривали поиски инженеров весьма скептически и чаще всего обращали внимание не на находки, а на факты «порчи» дилетантскими постройками художественного облика городов. Особенно придирчивы были архитекторы-профессионалы к строительству по проектам инженеров в Петербурге — оплоте неоклассики. Они резко критиковали также получившую широкое распространение практику строительства по проектам инженеров в Москве. Так, в 1916 г. в «Архитектурно-художественном еженедельнике» в статье под характерным названием «Фальсификация архитектуры в Москве» подверглось резкой критике новое строительство в Москве, причем любые нововведения на базе современных материалов и конструкций сравнивались с торгашеской подделкой натурального продукта с целью извлечения прибыли. Итак, в профессиональной архитектурной среде в 10-е годы любые попытки использовать новые формы, заимствованные из инженерно-строительной области, расценивались как дилетантизм, элементарное неумение довести конструктивно-функциональную структуру до архитектурного уровня. В результате в архитектуре новая инженерно-строительная техника оказалась как бы вне стилеобразующих процессов, во всяком случае в главных творческих течениях. Вот в таких условиях на рубеже XIX—XX вв. и в начале XX в. были созданы как бы отдельно от архитектуры конструкции Шухова. Показанные на Нижегородской вставке 1896 г., они произвели большое впечатление на специалистов инженерно-технической сферы, но архитекторы их практически не заметили. Павильоны с висячими покрытиями Шухова имели эклектичные фасады (спроектированные архитекторами). И вполне понятно, что их внешний облик не привлекал особого внимания. Но интерьеры помещений этих павильонов с открытыми висячими покрытиями, создававшими просто фантастические для тех лет пространственные композиции, разнообразные в зависимости от конфигурации плана помещения (круглый, овальный, прямоугольный) и от расстановки внутренних опор, казалось, должны были по меньшей мере удивить архитекторов и заставить их проявить элементарное любопытство к новым конструкциям, позволяющим создавать такие необычные пространственные эффекты в интерьере. Однако этого не произошло. Иммунитет неприятия формообразующих потенций оказался весьма стойким. И он был еще более усилен прививкой неоклассики в 10-е годы. Вот такое наследство по соотношению формообразующих потенций в архитектуре (прежде всего в неоклассике) и в инженерно-технической сфере получил советский архитектурный авангард 20-х годов. Прежде всего важно иметь в виду, что сторонники авангарда, остро полемизируя с приверженцами неоклассики, заимствовали у них резко отрицательное отношение к модерну. И это тоже специфика именно советского архитектурного авангарда. Хотя сам по себе факт резкого отрицания в архитектуре 10-х годов модерна и сопровождающих его методов освоения новой техники, безусловно, затруднил процессы формообразования, одновременно он способствовал и необычной чистоте форм новаторских течений архитектуры 20-х годов (прежде всего конструктивизма), которые были надежно ограждены от модерна этапом неоклассики. Характерное же для 10-х годов мнение о том, что нельзя развивать архитектуру за счет эстетизации новых конструкций, было столь общепринятым, что оказывало влияние на подход архитекторов к вопросам формообразования и в начале 20-х годов. 170
Парадокс ситуации состоял в том; что и на раннем этапе формирования архитектурного конструктивизма его сторонники, подчеркивая рациональность новой формы, чаще всего искали аргументы за пределами архитектурно-строительной сферы, как правило, в сфере промышленного производства и техники. Особенно их привлекали транспортные средства, которые сближало с архитектурой наличие как внешней формы, так и интерьера: самолеты, паровозы и вагоны, автомобили, пароходы, дирижабли и т. д. Широко использовались для пропаганды современной целесообразной формы различного рода строительные и подъемные механизмы (экскаватор, кран) с их четко выявленной внешней структурой, динамо- машины и т. д. Это наглядно видно по подбору иллюстраций, например, в журнале «Вещь» (1922 г.), в книге М. Гинзбурга «Стиль и эпоха» (1924 г.), в журнале «Современная архитектура» (с 1926 г.) и т. д. Следовательно, в сфере архитектуры даже в 20-е годы в качестве аргумента предпочитали использовать не инженерные конструкции и сооружения в области строительства, а элементы внестроитель- ной техники, так как разрыв (например, между построенными в начале XX в. водонапорными башнями и маяками В. Шухова, с одной стороны, и неоклассическим особняком Тарасова в Москве И. Жолтовского, с другой) воспринимался тогда не в хронологических границах (современность и ренессанс), а в стадиях художественного освоения функционально- конструктивной основы. И все же, «переболев» на ранней стадии повышенным вниманием к процессам формообразования во внестроительных объектах инженерной техники, конструктивисты взяли на вооружение и формообразующие возможности строительных конструкций. Это характерно, например, для проектов Весниных 1923—1925 гг., заложивших основу стилистики архитектурного конструктивизма. Но, как показывает анализ, архитекторы весьма избирательно осваивали формообразующие возможности инженерных конструкций, не включая, например, в сферу своего внимания конструкции с двоякой кривизной, в том числе конструкции В. Шухова. Реальность была такова, что во второй половине 20-х годов, т. е. в самый разгар развития архитектурного авангарда, советские архитекторы-новаторы игнорировали формо- и стилеобразующие возможности наиболее перспективных новейших конструкций, в том числе и спектр шуховских гиперболоид- ных конструкций. В чем же причина такой профессиональной слепоты? Ведь, казалось бы, с глаз архитекторов уже упала неоклассическая «повязка», мешавшая им видеть в инженерных конструкциях эстетические потенции? Повязка действительно упала, архитекторы с удивлением, широко открытыми глазами увидели огромные формообразующие возможности инженерных конструкций. Но произошло то, чего больше всего боялись конструктивисты, но что неизбежно должно было произойти, — стремительно стали формироваться новые стилистические стереотипы. И если процесс формообразования на базе инженерных конструкций может и не иметь обратной связи, то процесс стилеобразования без такой обратной связи немыслим. Короче говоря, сложившаяся стилистика конструктивизма стала уже в чем-то диктовать архитекторам избирательный подход к освоению формообразующих возможностей конструкций. Конструктивизм, несмотря на все словесные протесты его лидеров против превращения его из «метода» в «стиль», имел сильную, ярко выраженную внутреннюю тенденцию к сложению стилистики определенной системы, средств и приемов художественной выразительности. На какой-то стадии своего развития конструктивизм оказался в плену сформированного им «конструктивного стиля». В плену в том смысле, что конструктивисты, освоив определенный класс инженерных конструкций, как бы перестали с той же остротой видеть формообразующие возможности конструкций иных классов, особенно самых новых и перспективных, в том числе гиперболоид- ных конструкций, которые разрабатывал В. Г. Шухов. Формообразующие возможности гиперболоидных конструкций не оценили в 20-е годы и сторонники других течений архитектурного авангарда. И все же менее всего этого можно было ожидать именно от конструктивистов, провозглашавших использование новейших конструкций в качестве важнейшего принципа своей творческой концепции. На практике получалось так, что конструктивисты, освоив эстетические возможности не столь уж новейших решетчатых металлических и безбалочных железобетонных конструкций и выработав на их основе приемы и средства художественной выразительности и стереотипы объемно-пространственной композиции, в выборе конструкций стали весьма разборчивы. 171
Какие же инженерные сооружения привлекали внимание конструктивистов? Сразу же по окончании строительства Шатурской ГРЭС (1926 г.) в конструктивистском журнале «Современная архитектура» был помещен фотоснимок ее эстакады (инженер Г. Красин) — ажурная металлическая конструкция на сигарообразных решетчатых опорах. Затем был опубликован спроектированный этим же инженером виадук на одной из подмосковных станций Северной железной дороги: система металлических ферм поддерживает пешеходный переход над железнодорожными путями. Подробно были представлены в журнале «Современная архитектура» проекты мостов через Днепр (арочные фермы), разработанные в связи с созданием Днепрогэса. С инженерной точки зрения приведенные примеры не являлись каким- то открытием, хотя конструктивные решения были оригинальными. Ажурные решетчатые металлические конструкции привлекали конструктивистов как структуры, где наглядно и внешне убедительно прочитывается взаимосвязь конструкции и формы. Все это работало на концепцию формообразования конструктивизма. В отличие от решетчатых конструкций гиперболоид- ные конструкции, даже если их структура оставалась открытой, не прочитывались зрителем как рационально-технические. Силовые напряжения в этом классе конструкций зрительно не воспринимались сами по себе даже подготовленным специалистом. Эти инженерные конструкции, образующие поверхности двоякой кривизны из прямых стержней, лежали вне привычной образно-конструктивной тектоники, основанной на стоечно-балочной и арочно- купольной системах. С их помощью не так просто было представить конструктивную целесообразность сооружения. Едва ли случайно на страницах журнала «Современная архитектура» (как, впрочем, и в книге М. Гинзбурга «Стиль и эпоха») не рассматривались инженерные сооружения В. Шухова: водонапорные башни, мачты электропередач, маяки, радиобашня. А между тем в первой трети XX в. эти металлические башенные конструкции, в которых использованы параболоиды вращения, были наиболее прогрессивными (в том числе по экономичному использованию материала, по методу возведения многоярусных башен — без вспомогательных лесов). Не было уделено внимания в конструктивистских изданиях и другим изобретениям Шухова (висячим и арочно-сводчатым покрытиям). Казалось бы, лидеры конструктивизма должны были, аргументируя свое стремление к конструктивной целесообразности формы, ухватиться за изобретения Шухова. Но они прошли мимо этого отечественного опыта, используя в качестве примеров рационального формообразования самолеты зарубежных фирм и приемы монтажа при строительстве американских небоскребов. Трудно объяснить, почему архитекторы-конструктивисты не заинтересовались шуховской радиомачтой. Она была создана в момент бурного старта конструктивизма (строительство башни было закончено в 1922 г.). Тем не менее ее появление в Москве осталось не замеченным архитекторами, хотя художники-конструктивисты проявили интерес к этому инженерному сооружению (А. Родченко, например, с интересом осматривал башню и сделал ряд ракурсных фотоснимков). Возникает вопрос: почему появившиеся почти одновременно башни Татлина и Шухова оказали такое неодинаковое влияние на формирование архитектурного авангарда? Первая башня имела огромный, можно даже сказать оглушительный резонанс в архитектурной среде, вторая воспринималась как вне- архитектурное инженерное сооружение. Многое здесь зависит от такой особенности психологии восприятия нового в искусстве, как «эффект замещения». Для того чтобы принципиально новое было воспринято как вновь введенный художественный элемент, необходимо, чтобы оно воспринималось именно как творческий прием. Распространившиеся еще в XIX в. решетчатые металлические конструкции широко использовались в инженерных сооружениях и даже включались в комплексы, выполненные в том или ином «стиле», но, за редким исключением, они все же воспринимались современниками как сугубо утилитарные, а не архитектурно- художественные элементы. Чтобы новая форма (даже сугубо «утилитарная») получила художественное звучание, она должна быть включена в художественную структуру, т. е. занять место элемента, традиционно игравшего роль художественной формы. Именно этим «эффектом замещения» объясняются факты, когда резко введенная в художественную структуру инженерная или утилитарная форма обретает большую силу художественного воздействия. Наглядным примером действия «эффекта замещения» и является различие художественной роли двух башен — Татлина и Шухова. Башня Шухова создавалась как сугубо инженерное сооружение и эстетически почти не воспринималась современниками. Башня Татлина уже своим назначением (памятник III Интернационалу) была поставлена в ряд архитектурных монументов, что придало ей огромную силу художественного воздействия. Ее облик (в отличие от башни Шухова) воздействовал на зрителя не как привычное инженерное сооружение, а как совершенно новый необычный образ монументального архитектурного сооружения. Значит, одной из причин того, что в советском архитектурном авангарде не были использованы формообразующие потенции конструкций Шухова, являлось действие «эффекта замещения». Но все-таки это не главная причина. Основным препятствием включения шуховских конструкций в стилеобразую- щие процессы была их объемно-пространственная новизна, что пришло в противоречие с образными стереотипами восприятия архитекторами инженерных конструкций. Параболоидные конструкции так и не вошли в систему средств и приемов архитектурной выразительности конструктивизма. Лишь в 1934 г. один из лидеров этого течения И. Леонидов использовал параболоиды вращения в своем конкурсном проекте Наркомтяжпрома в Москве. 172
Рис. 314. Владимир Григорьевич Шухов, 1890 г. 173
Описание сетчатых покрытий для зданий Группа ХШ. & 1894· 12 Марта 1899 г. О Π И СА Η Ι Ε сЬтчатыхъ покрыли для здатй, Къ прпвилегш инженеръ-механика В· Шухова, въ Москв*, заявленной 27 Марта 1895 года. Предлагаемое устройство cf/гчатыхъ покрыли для разпаго рода здашй состоитъ изъ сетчатой системы, изготовляемой пзъ полосового π углового желЪза π подвйшп- ваемой къ кольцеобразнымъ и прямолиней- нымъ балкамъ, поддержпваемымъ стЬнамп π кодоипамп, прпчемъ полосы и уголки, въ м!стахъ пзъ взаимнаго пересЬчешя, склепаны между собою. Образуемые этими полосами четыреугольнпкп разпыхъ формъ покрываются кровельнымъ матер^аломъ, прпчемъ, въ случае теплыхъ покрытШ, o6t стороны сЬтчатой поверхлости, т. е. внутренняя н внЪшпяя. од*ваются деревомъ съ прокладкой какихъ либо плохихъ проводнп- ковъ тепла. На чертежи фпг. 1 π 2 изображают^ устройство, въ которомъ между стЬнами ^внутренними колоннами протянуты полосы 1,1,2.2, образующая ctTKy, замЪняющую обы- кнояснныя стропила. Внутренняя часть, надъ колоннами, покрывается куполообразною поверхностью, состоящею изъ жесткнхъ угол- ковъ 5,3. Расположеше зтихъ уголковъ мо- жеп, быть взапмно перпендикулярное, какъ показано па фиг. 2а, причсмъ линш й,6, 7 и 8 ндутъ по кривым'!» нерссЬчешя куполообразной поверхности вертикальными плоскостями. Получаемый такимъ нутомъ с1»тча- тыя покрыпя представляютъ собою· значительную экономно въ Bf>cf> с])авнптольпо съ обыкновенно устраиваемыми формами стро- лплъ. Элементы сЪткп подвержены всегда одному усплш, т. е. пли растяжешю пли сжатш, будучи склепаны π связаны въ мЪ- стахъ пересЪчешя, опи образуютъ поверхность, способную сопротивляться большимъ сосредоточониымъ грузамъ. КромЪ того, однородность формы железа по всей поверхности обусловливаете значительное упрощеше въ изготовленш и c6opKt покрытш, Под- в!сныя ct/гкп, опирающаяся, въ случай круг- лыхъ здашй, на кольцевую балку, уложенную на стЬиахъ или колоннахъ, вызываютъ въ этой балкЬ успл1я сжат1я. Для протпво- дЬйств1Я этому усил!ю прпмЪияотся конструкция круглой балки, показанная на фиг- 8; она состоитъ изъ жслЪзной коробки а Ь с d, внутри которой помещена масса η (заштрихованная на чертежи) пзъ кирпичной кладки или бетона, принимающая па себя уешпе сжаття. Кирпичная кладка пли бетонъ закладываются черезъ отверспе а, устраиваемое въ верхней части балки. Въ случай подвЪсныхъ сЬтокъ, т. е. такпхъ, элементы которыхъ подвержены успл!ямъ растяжешя, полосы располагаются такъ, что пхъ широкая сторона лежитъ въ горизонтальной плоскости, какъ это показано на фиг. 1, прн- чемъ полосы склепываются между собою въ мйстахъ пересЪчешя. Кслп лее сЪтки подвор- ясены д1;йств1Ю слития, то полосы устанавливаются такъ, что широкое ребро ихъ верг тика τι.ιιο, какъ :»то показано при /",// и г па фиг. б. Детальное устройство жесткой ctTiui изъ уголковъ показано при h и к, на фпг. 6. Фиг. 4 изображает!» устройство сьтчатаго покрьтя пзъ полосъ или уголковъ 11, 12 на прямоугольномъ зданш, прпчемъ одро- кидываше стйнъ, вызываемое иатяжеш'емъ покрьтя нродогвращается раскосами //. VI ц тягами 14,1й. Π Г Ε Д Μ Ε Τ Ъ II Р И В И Л Ε Г I И. )Ст. 20, и. 4 и ст. 22 Положсшя о привилепяхъ па и.зоГ»р. и усоверш.). Cf/гчатыя покрьтя для здашй, характо- рпзуюнияся тймъ, что ихъ остовъ состоитъ изъ ciiTKK, образуемой пересекающимися н склепываемыми въ мЪстахъ пересЬчешя же* л).шммп полосами и утльнньпми, расположенными, какъ показано на фиг. 1, ii и 2 л, прпчемъ при кругломъ периметр!; здашн, стягивающее усилю передается этой гЬткой ясесткому кольцу η (фиг. 3), состоящему изъ желйзной коробки, заполненной ботоиомъ или кирпичной кладкой,—при прямолиней- номъ периметр*—мсталлическимъ подкосамъ 16 π тягахъ 15 (фиг. 4). 174
175
Описание сетчатых сводообразных покрытий Группа XIII. 12 Марта 1899 г. J6 1895. О Π И С Α Η Ι Ε сЬтчатыхъ сводообразныхъ покрьтй. Къ прнвилегш пнисенеръ-механнка В. Шухова, въ МосквЪ, заявленной 27 Марта 1895 года. На фиг. 1 и 2 чсртелса изображено арочное сЬтчатое покрыто предлагаема™ устройства. Покрыло образуется изогнутыми по зпгзагамъ железными полосами (фиг. 2), детали соединений которыхъ показаны на фпг. 3. II Ρ Ε Д М Б Т Ъ Π Ρ II В II Л Ε Г I И. (Ст. 20, п. 4 и ст. 22 Положсшя о прниилеплхъ на изобр. и усоверш.). СЪтчатыя сводообразный покрытая, характеризующаяся гЬмъ, что остовъ ихъ состонтъ нзъ сЬтки, образованной изогнутыми н склепанными на ребро железными полосами (фиг. 1 π 2, и деталь ш, на фпг. 3). 176
Описание ажурной башни Группа ХШ. Х> 1896. 12 Марта 1899 г. О Π И С Α Η Ι Ε ажурной, башни. Къ прнвнлегш инженеръ-механика В. Шухова, въ Москв*, заявленной 11 Января 1896 года. Сктчатая поверхность, образующая башню нродлагаемаго устройства, состонть нзъ иря- мыхъ деревянныхъ брусьевъ, желЪзныхъ трубъ плп уголковъ, опирающихся на два кольца, одно нзъ коихъ вверху, другое внизу башни; въ мЪстахъ нересЪчешя — брусья, трубы π уголки скр!пляются между собою. Составленная такимъ образомъ сЪтка образу етъ пшерболоидъ вращешя. (фиг. 1 н 2 чертежа), по поверхности котораго прохо- ходптъ рядъ горизонталышхъ колецъ. Устроенная такимъ способомъ башня представляетъ собою прочную конструкщю, противодЬйству- ющую вн*Ьшнимъ успл1ямъ при значительно меньшей затрат* материала. Главное прим*Ь- iieiiie такой конструкцш предвидится для водойапорныхъ башеиъ и маяковъ. Предметъ привилепи. (Ст. 20, п. 4 и ст. 22 Положешя о прнвилеНяхъ на изобр. и усовсрш.). -Ажурная башня, характеризующаяся гЬмъ, что остовъ ея состонть изъ пересЬкающпхся между собою прямолииейныхъ деревянныхъ брусьевъ, или желЪзныхъ трубъ пли уголь- никовъ, расположенныхъ по пропзводящнмъ тЬла вращешя, форму котораго nnterb башня, склепываемыхъ между собою въ точкахъ по- ресЪчешя и кромЪ того соединенныхъ горизонтальными кольцами (фиг. 1 и 2). 177
Расчет зданий инженерного отдела Нижегородской выставки В. Г. Шухов * Данная и следующая статьи есть точное воспроизведение оригиналов В. Г. Шухова. Архив РАН, 1508-1-47, листы 20—23. 1. КРУГЛОЕ ЗДАНИЕ Крыша круглого здания состоит из двух висячих покрытий, подвешенных на концентрических кольцах диаметром 84' (внутреннее) и 224' (наружное). Фигура 1 Наружное покрытие Пусть на фиг. 1 АВ изображает меридианальное сечение наружного покрытия; г — радиус внутреннего кольца; Я — радиус внешнего кольца; h — разность высот двух колец. Обозначим нагрузку на квадратную единицу площади покрытия через q. Если линия АВ представляет собой линию равновесия, несущую определенную нагрузку, то под влиянием груза Q, равномерно распределенного от точки А до точки X, часть поверхности АХ стремится оторваться от части ее ХВ с усилием Т, направленным по касательной к линии АВ в точке X, причем Τ = Q/sina. Для равновесия кривой АВ необходимо и достаточно, чтобы горизонтальная слагающая S груза О и усилие Τ были постоянны, что дает S = ОЛда. Это условие определяет форму кривой. О — нагрузка на кольцо, имеющее радиусы Я и Я — х, будет Q = qwR2 - оМЯ - х)2 = рт(2ЯХ - х2), tg« = dy/dx, т. е. выполняются условия, при которых в материале покрытия устраняются напряжения от ломающих моментов, следовательно, ^ = $(2Я*-х>), dx S откуда У = ^(Ях2 --). S 3 (1) (2) Это есть уравнение кубической параболы, вращение которой и образует наружное покрытие здания. В нашем случае Я = 112', г = 42', Я — г =70', h = 28', нагрузка q принята в 30 пудов на один квадратный сажень, или 30/50 на 1 кв. фут. В точке А имеем dy — = 0, S = Т. Для точки В у = h, χ = Я — г. dx Применяя уравнение (2) в точке Б, имеем qir 1_ (2/з R3_rR2 + уъГ3^ о откуда Я*,. S = -НУз R3 -rR2+ Уз г3). η Внося эту величину S в уравнение (1), будем иметь для точки В: dx = tga0 = h(R2 - г2) I (Уз R3 - rR2 + ν* г3). Подставляя цифровые значения, получим: tgao = 0,6947; α0 = 34°48' и sina0 * 0,571. Полная нагрузка наружного покрытия при площади покрытия в 690 кв. сажень составляет 20 700 пуд Следовательно, Q S = — = 30 000 пуд. tg« Наибольшее значение Г у точки В будет Q Τ = = 36 300 пуд. Sina Наименьшее у точки А: Τ = S = 20 000 пуд. Покрытие состоит из 640 полос: наибольшее растягивающее усилие каждой будет Г/640 = 56,7 пуд. Сечение полосы 2 χ ъАь" за вычетом заклепок 3/8" дает 0,304 кв. дюйм, что соответствует напряжению на разрыв 193 пуд. Действительное напряжение полос будет меньше рассчитанного вышеприведенным путем. Покрытие на самом деле представляет собою общую связанную систему, так как полосы в местах взаимного пересечения склепаны между собою и образуют этим как бы сплошную поверхность, подверженную усилиям нагрузки. В случае расчета таких поверхностей необходимо рассмотреть, что действие нагрузки распадается на 2 слагающих, из коих только одна производит усилие растяжения поверхности по меридианальному сечению, другая же из слагающих идет на образование усилия сжатия и растяжения сплошной поверхности по направлению ей параллельной (или горизонтальных сечений). Рассмотрение этого случая расчета мы пока отлагаем, заметим здесь только, что он, очевидно, приведет к уменьшению разрывающего усилия полосы. Внутреннее покрытие Для избежания возможного просачивания падающих дождевых вод во время засорения сточной трубы внутреннего покрытия оно сделано из склепанного железа. 178
Покрытию придана форма шаровой поверхности радиусом 2000". Нагрузка принята в 50 пуд. на 1 кв. сажень, или 1 пуд на 1 кв. фут, или 1/140 пуд на 1 кв. дюйм. Напряжение материала в шаре, поверхность коего подвержена давлению р, определяется по формуле Τ = pRli. В нашем случае Τ = s 7,15 пуд. 280 Толщина железа Иб", ослабление железа заклепками 0,30. Напряжение железа на 1 кв. дюйм будет 7,15 χ 16 = 165 пуд. 0,7 УН Внешнее и внутреннее кольца Под влиянием усилия S внешнее кольцо сжимается с усилием SI2tt = 4780 пуд (на единицу окружности кольца усилие будет SI2vR, сжатие в кольце будет S 30 пуд на 1 кв. сажень. Это дает на каждую колонну 1660 пуд. Колонна состоит из 4-х уголков, расположенных по вершинам квадрата при стороне его 24". Уголки связаны полосами 2 χ Va" и уголками 1 χ 2 χ χ Va" . Площадь сечения 4 уголков размером 4 χ 4 χ У%" дает 12 кв. дюйм и напряжение сжатия на 1 кв. дюйм составляет 140 пуд. Высота колонны от башмака до первой связи 35 фут. Колонны опираются на башмаки, лежащие на бутовом основании, верхняя часть коего заканчивается кирпичной кладкой. Нижняя часть бутовой кладки имеет размеры 4 χ 4'. При таких размерах нагрузка на грунт выходит менее 120 пуд на 1 кв. фут. Груз покрытий от верхнего кольца передается колоннам посредством стоек из парных уголков 4 χ 4 χ У%". Наибольшее расстояние между стойками 5'6'\ Части верхнего кольца на этом расстоянии испытывают ломающий момент, величина коего будет 2тгЯ χ Я = S/тг). 5,5 · 12 · 550 12 = 3025 пудо «дм. Кольцо состоит из 2 листов 2 χ Мб" 2 уголков 4x4 χ Ms" площадь сечения 15 кв. дюйм 6 кв. дюйм Один лист в У%" высотой 15" дает момент сопротивления W = bh2l6 = 14 куб. дюйм, что составит напряжение 216 пуд на 1 кв. дюйм. Всего 21 кв. дюйм Наружные колонны Кольцо укреплено на наружных колоннах, дающих ему прочную опору. При этом верхний пояс, связывающий колонны и могущий участвовать в сопротивлении сжатию, в расчет не принимать. Фигура 2 Внутреннее кольцо подвержено усилиям растяжения под влиянием нагрузки наружного покрытия и усилиям сжатия от нагрузки внутреннего покрытия. Хотя эти усилия и могут уравновешиваться, кольцу придана крепость, достаточная для сопротивления им в отдельности. Сжатие, вызываемое в этом кольце от нагрузки внутреннего покрытия (фиг. 2), будет: Общая нагрузка внутреннего кольца равна Qi = 113 χ 50 = 5650 пуд; 2000 S, = Qi/tga = Rlr = 5650 = 22 400 пуд. 504 Сжатие кольца будет Sill-κ = 3600 пуд. Кольцо состоит из Наружные колонны, составляющие скелет стен здания как стойки, несут ничтожный груз наружного кольца и на это усилие не должны быть рассчитаны. Колонны эти представляют двутавровое железо размерами 230 мм χ 102 мм (9 И β χ 4"). Момент сопротивления W & 20 куб. дюйм. Число колонн — 48, расстояние между ними 14,66 фут. Вверху колонны связаны железной балкой из листов 2", внизу — балкой из листов шириною 3 фута. Между балками и колоннами проведены связи из полос 3 χ Va". Действие ветра на колонны, передаваемое волнистым железом и площадью окна, составляет около 180 пуд. груза, равномерно распределенного. Момент этого груза, рассматривая колонну как балку, заделанную двумя концами, будет 3780 пудо-дюймов и напряжение материала составит около 190 пуд. Общее давление ветра, составляющее ~ 3000 пуд на всю поверхность здания, вызывает во всех 48 колоннах опрокидывающий момент, плечо которого — половина высоты колонны, следовательно, величина момента будет 31 5Θ0 пудо · фут. Каждая панель, образуемая двумя колоннами, связанными полосами в 3 и 2 фута, а равно и связями 3 χ Va", дает сопротивление опрокидывающему мо; менту в плоскости ее расположения — около 400 пудо · футов при напряжении железа 250 пуд. В направлении, перпендикулярном панели, каждая колонна представляет сопротивление около 500 пудо · • футов. Так как часть колонн стремится опрокидываться в плоскости панелей, а часть в направлении перпендикулярном, то среднее сопротивление будет 2 уголков 4 χ 4х3/в" 1 листа 18 χ У%" 1 листа 12 χ Va" что дает 6 кв. дюйм 6,75 кв. дюйм 3 кв. дюйм Всего 15,75 кв. дюйм 4000 + 1000 = 1250 пудо · фут. Следовательно, 28 колонн достаточно для устойчивости здания. Колонны Внутренние колонны числом 16 штук несут весь груз покрытия, который равен 26 380 пуд при нагрузке 2. ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ ЗДАНИЯ Крыши этих зданий представляют шатровое покрытие, вершина которого подвешена к продольной бал- 179
ке, лежащей на средних колоннах, а нижние концы прикреплены к балкам, идущим по стойкам стен зданий .03 ющему моменту равномерно распределенного усилия S. Она должна рассматриваться как закрепленная двумя концами ■>s Фигура 3 Длина зданий 32 сажени, ширина 14 саж. Ширина покрытия или пролета 7 саж., подъем его — 2,5 саж. Пусть АВ (фиг. 3) изображает сечение покрытия перпендикулярно оси здания, / — пролет, h — высоту подъема. Напряжение, вызываемое нагрузкой Q в произвольной точке а, будет Τ = Q/sina и Q/S = tg«; Ломающий момент 530 · 11,2 · 12 12 Фигура 4 = 5936 = 6000 пудо · дюйм. Балка состоит из двух уголков 3 χ 3 χ Ул" и листа 15 χ Ул", W > 24 куб. дюйм. 1-го q - нагрузка единицы площади, равная 30 пуд на центральные колонны 1 кв. сажень. Следовательно, — = — , откуда dx S уравнение кривой АВ: у = qx2/2S. У точки В \Qa = 0,72, <х = 35°47, sine* = 0,5845, Q = gl = 210 пуд. Следовательно, наибольшее Г в месте В: 210 sina 0,585 = 359 = 360 пуд. на 1 погон. Τ = сажень. В точке А Τ = S = 1,4 · 210 = 294 = 300 пуд. На каждую сажень приходится 9 полос, взаимно пересекающихся под углом -34°. На каждую полосу падает усилие наибольшее 360 = 42 пуд. Полосы имеют размеры попереч- 9cos 17° ного сечения 2 χ ъАь", заклепки 3А", напряжение железа будет около 160 пуд на 1 кв. дюйм. Усилие Τ = S в точке А передается стойками и тягой по следующей диаграмме (фиг. 4): высота стойки f = 2,5 сажень, высота стойки df = 2,624 сажень, расстояние ef = 2 сажень, расстояние dn = 1,7 сажень, длина тяги de = 2,022 саж., тяга cd = 1,77 саж. Расстояние между стойками 1,6 сажень, следовательно, усилие, передаваемое им, будет 1,6 χ 300 = 4800 пуд. К этому надо прибавить давление ветра на стены, которое составляет на длину 1,6 сажень 128 пуд. Перенесенная в точку С величи- 128 на этого усилия будет — = 51 пуд. Следовательно, 2,5 величина S будет 530 пуд. Сообразно показанным на фиг. 4 размерам и направлениям стоек и тяг, слагающие усилия S будут: сжатые стойки cf = 0,3S = 159 пуд., тавр. №8/8, сечение 2,1", сжатые стойки df = 1,5S = 795 пуд., 2 шт. Τ № 10, сечение 4,2", натяжение тяги cd = 1,04S = 552 пуд., полоса 6 χ У%" (за вычетом закл.), сечение 2 кв. дюйм, натяжение тяги de = 1,2S = 636 пуд., кр. железо диам. VA" (конец с резьбой 2"), сечение 2,4 кв. дюйма. Сетчатое покрытие прикреплено к балке, лежащей на стойках. Эта балка сопротивляется лома- Колонны эти несут полную нагрузку всего покрытия. Из 9 колонн, идущих на взаимном расстоянии 2 сажень, каждая несет груз 14 χ 2 χ 30 = 840 пуд. Колонны состоят из 4-х уголков 3 χ 3 χ 3/8Л, расположенных по квадрату 15", связанных полосами 2 χ 2 χ '/4*и уголками 1 Уг χ 1 χ Ул". Площадь сечения 4-х уголков 9 кв. дюйм. По колоннам идет балка, состоящая из полосы 12 χ W и двух уголков 3 χ 3 χ ιΑ. Крайние колонны несут груз 14x7x30 = 2940=3000 пуд. Колонны состоят из 4-х уголков 5 χ 5 χ Уг", расположенных по квадрату 24", и связаны уголками 2 χ 1 χ хА"\л полосами 3 χ ХА". От крайних колонн идут 4 полосы, служащие для прикрепления сетки. Общий груз распадается на эти 4 полосы по следующей диаграмме: На полосу АО падает груз площади Ьос, величина коего 1/2(3 χ 7 + 233 χ 6) χ зо = 525 пуд. Можно принять, что центр равнодействующей вышеупомянутого груза проходит на расстояние 4 сажени от пункта О, следовательно, горизонтальное усилие S в точке А будет 4 . 525 2,5 = 840 пуд. Следовательно, 2 стойки с тягами тех же размеров, как и вышерассчитанные, достаточны для сопротив- Фигура 5 ления этому усилию. Полоса АО (фиг. 5) состоит из двух полос 8 χ 1А". Расчет стоек и полосы О производят тем же путем, и им приданы размеры полосы 12 χ Ул". Стойки и тяги тех же размеров, как и в остальных частях здания. 180
Расчет зданий заводского и ремесленного отделов, в 2200 кв. сажень, и машинного отдела, в 1000 кв. сажень покрытия, Нижегородской выставки *} В.Г. Шухов Детали зданий Арочные покрытия обоих зданий, как это видно из чертежей, представляют собою сплошные сетчатые поверхности, образуемые соответственно изогнутым угловым железом. Уголки неравносторонние, большие их стороны стоят вертикально, меньшие расположены в плоскости сетки. В местах пересечения уголков их полки склепаны между собою и таким образом два ряда расположенных один под другим арочных уголков образуют связную жесткую систему, прочно сопротивляющуюся сосредоточенным нагрузкам. Пяты арочных покрытий опираются на балки, идущие по колоннам, и распор арок уничтожается горизонтальными тягами. Кроме горизонтальных тяг арки больших пролетов имеют наклонные тяги, связывающие 3/4 пролета покрытия. Г-Г. I Фигура 1 : ;/_____ J В арках с одними горизонтальными струнами наибольшие ломающие моменты получаются при односторонней их нагрузке, расположенной на половине пролета, как показывает фиг. 1, причем опасные сечения будут расположены в точках С и Ci, лежащих на расстоянии 1/4 пролета от опор. Наибольшее сжатие получается при полной нагрузке арки. Величина наибольшего момента будет: Μ = Ибр/2, где ρ — односторонняя нагрузка на единицу площади и / — полупролет. Натяжение струны ab и сжатие в ключе при полной нагрузке арки будет δ = ql2l2f, где q — нагрузка на единицу площади. В случае арок с наклонными тягами наибольшие моменты получаются при нагрузке половины дуги, стянутой данной тягой, как показано на фиг. 2, а поэтому, обозначая пролет, стягиваемый наклонной тягою, через 2/, ломающие моменты определяются тою же формулою, как и для арок без наклонных струн, а натяжение струны ab определяется по формуле δ = qL2l2f. Натяжение наклонных струн aci, возможное при односторонней нагрузке, будет определяться равномерной нагрузкой р, покрывающей стягиваемый ими пролет уравнением δ = p/2/2f'. Все арочные покрытия состоят из уголков, расположенных в два ряда, причем уголки каждого ряда идут на расстоянии 2' один от другого, так что на одну продольную погонную сажень покрытия приходится 7 уголков, и, следовательно, каждый уголок несет нагрузку проекции арочного покрытия шириной в один фут. При расчете арок принята равномерная нагрузка: односторонняя на половину пролета ρ = 0,3 пуд на 1 кв. фут /15 пуд на 1 кв. сажень), на весь пролет q = 0,6 пуд на 1 кв. фут (30 пуд на 1 кв. саж.). Прочное сопротивление материалов принято в 275 пуд на 1 кв. дюйм. При этих данных формула момента Μ = —ρ/2 примет вид 16 Μ = Ив χ 0,3 χ 12 χ I2 = 0,225/2 пудо · дюймов и искомый момент сопротивления 0,225 ,, W = /22 = 0,000818 куб. дюймов. 275 Это даст: для пролета в сажень / = 21", искомый W = 0,361 куб. дюйм, уголок 80 χ 40 χ АУг", действит. W = 0,403 куб. дюйм; для пролета 7 сажень / = 24,5х, искомый W = 0,491 куб. дюйм, уголок 80 χ 40 χ 6", действит. W = 0,53 куб. дюйм; для пролета 11 сажень (наклонные тяги) / = 28,9', искомый W = = 0,683 куб. дюйм, уголок80 χ 40 χ 8", действит. W = = 0,702 куб. дюйм; для пролета 13 сажень (накл. тяги) / = 35', искомый W = 0,951 куб. дюйм, уголок 100 χ 50 χ 1Уг\ действит. И/ = 1,020 куб. дюйм. " Архив РАН, 1508-1-47, листы 66—68. 181
Натяжение тяг Колонны и балки Тяги расположены на расстоянии в 6 фут друг от друга, а потому для горизонтальных тяг будем иметь ql2 0,6 / / δ = — = (— χ 6) χ/χ -= 1,8/- 2f 2 f f и сечение тяг Ω = —/- = 0,00655/-. 275 f f Применение этой формулы даст данные, приведенные в табл. 1. Таблица 1 Для Подъем пролета 13 саж. 1/4 пролета 11 1/4 и 3/8 пролета 7 1/4 и 3/8 пролета 6 1/6 и 3/8 пролета Тем же путем, но при замене q нагрузкою ρ = 0,3 пуд на 1 кв. фут определены размеры наклонных тяг, причем для пролетов в 13 саж. и в 11 саж. размеры тяг приняты одинаковыми и равными 3А"'. Концы тяг имеют утолщения для нарезки соответственной резьбы, так что нагрузка не ослабляет сечения. У стен зданий для уменьшения ломающего момента опорных балок, вызываемого распором арок, тяги раздваиваются. В действительности сопротивление вышеописанных арочных покрытий будет значительно больше рассчитанного, так как сетчатые поверхности, образуемые склепанными уголками, имеют больший момент сопротивления по сравнению с системой, составленной из уголков, лежащих свободно (больше на 30%). Искомое Ω Болты/железо Действи- 0,60 кв.д. d = 7/8 " 0,51 7/8" 0,32 3/4" 0,41 3/4" тельное Ω, кв. дюйм 0,601 0,601 0,442 0,442 В дополнительном машинном здании (1000 кв. сажень покрытия) внутренние и наружные колонны поставлены на расстояние 2-х сажень. Фигура 3 При нагрузке 30 пуд на 1 кв. сажень проекции кровли каждая внутренняя колонна несет груз (фиг. 3) 7 + 11 χ 30 χ 2 = 540 пуд. Колонна состоит из двух уголков 3ιΛ χ 3ιΛ χ Мб" и полосы 7 χ 5Лб". Высота колонны 22'. Площадь сечения равна 6,56 кв. дюйм. Напряжение материа- 540 ла — = 83 пуд на 1 кв. дюйм. Отношение lid = 6,5 22 χ 12 = 38 (по Лове), φ = 0,44 и прочное сопротивление 84 0,044 < 200 пуд/кв. дюйм. По колоннам идут балки, передающие нагрузку крыш на колонны, по следующей Фигура 4 Jc- -Ml —/Η схеме (фиг. 4). Следовательно, рассчитанный изгибающий момент балки определяется уравнением Μ = 180 χ 56 12 = 840 пудо · дюйм и момент сопротивления равен 840 W = — = 3,06 куб. дюйм = 50 куб. см. В проекте балки сделаны из швеллерного железа № 10 (/? = 100 мм, Ь = 50 мм), момент сопротивления которого 82,8 куб. см (две швеллерные балки). Таким же путем рассчитаны колонны и балки для зданий в 2200 кв. сажень, а именно: в 3-х корпусах этого здания колонны поставлены на расстоянии 2!/з сажень одна от другой, причем в среднем корпусе каждая колонна несет груз от пролетов в 13 и 7 сажень, т. е. 13 + 7 χ 2,33 χ 30 = 700 пуд. 182 Колонна состоит из 2-х уголков ЪУг Χ ZVi Χ 3/s" и полосы 7 χ 3/8".
Натяжение тяг Колонны и балки Тяги расположены на расстоянии в 6 фут друг от друга, а потому для горизонтальных тяг будем иметь ql2 0,6 / / δ = — =(— χ 6) χ/χ -= 1,8/- 2f 2 f f и сечение тяг Ω = — /- = 0,00655/-. 275 f f Применение этой формулы даст данные, приведенные в табл. 1. Таблица I Для пролета 13 саж. 11 7 6 Подъем 1/4 пролета 1/4 и 3/8 пролета 1/4 и 3/8 пролета 1/6 и 3/8 пролета Искомое Ω Болты/железо Действительное Ω, кв. дюйм 0,60 кв.д. d = 7/8 " 0,51 7/8" 0,32 3/4" 0,41 3/4" 0,601 0,601 0,442 0,442 Тем же путем, но при замене q нагрузкою ρ = 0,3 пуд на 1 кв. фут определены размеры наклонных тяг, причем для пролетов в 13 саж. и в 11 саж. размеры тяг приняты одинаковыми и равными гА". Концы тяг имеют утолщения для нарезки соответственной резьбы, так что нагрузка не ослабляет сечения. У стен зданий для уменьшения ломающего момента опорных балок, вызываемого распором арок, тяги раздваиваются. В действительности сопротивление вышеописанных арочных покрытий будет значительно больше рассчитанного, так как сетчатые поверхности, образуемые склепанными уголками, имеют больший момент сопротивления по сравнению с системой, составленной из уголков, лежащих свободно (больше на 30%). В дополнительном машинном здании (1000 кв. сажень покрытия) внутренние и наружные колонны поставлены на расстояние 2-х сажень. Фигура 3 При нагрузке 30 пуд на 1 кв. сажень проекции кровли каждая внутренняя колонна несет груз (фиг. 3) 7 + 11 χ 30 χ 2 = 540 пуд. Колонна состоит из двух уголков 3!/2 χ З'/г χ У\ь" и полосы 7 χ Vie". Высота колонны 22'. Площадь сечения равна 6,56 кв. дюйм. Напряжение материа- 540 ла — = 83 пуд на 1 кв. дюйм. Отношение lid = 6,5 22 χ 12 = 38 (по Лове), φ = 0,44 ι* прочное сопротивление 84 0,044 < 200 пуд/кв. дюйм. По колоннам идут балки, передающие нагрузку крыш на колонны, по следующей Фигура 4 / · Si" ' N К- -//: схеме (фиг. 4). Следовательно, рассчитанный изгибающий момент балки определяется уравнением Μ = 180 χ 56 12 = 840 пудо · дюйм и момент сопротивления равен 840 W = = 3,06 куб. дюйм = 50 куб. см. В проекте балки сделаны из швеллерного железа № 10 (h = 100 мм, Ь = 50 мм), момент сопротивления которого 82,8 куб. см (две швеллерные балки). Таким же путем рассчитаны колонны и балки для зданий в 2200 кв. сажень, а именно: в 3-х корпусах этого здания колонны поставлены на расстоянии 2*/з сажень одна от другой, причем в среднем корпусе каждая колонна несет груз от пролетов в 13 и 7 сажень, т. е. 13 + 7 χ 2,33 χ 30 = 700 пуд. 182 Колонна состоит из 2-х уголков 3ιΛ χ 3ιΔ χ 3/s" и полосы 7 χ 3/s".
Материалы шухова в советских архивах Н. М. Царикова, В.А. Мемелова, О. Перчи* Основные материалы В.Г. Шухова хранятся в трех местах в Москве: в архиве Российской Академии наук, личном собрании Федора Владимировича Шухова, внука В.Г. Шухова, и в Центральном государственном историческом архиве г. Москвы. В настоящее время личное собрание Ф.В. Шухова передано его сыну, Владимиру Федоровичу Шухову. * Царикова Н. М. — зав. отделом архива РАН; Мемелова В. А. — зав. отделом Центрального государственного исторического архива, г. Москва; Перчи О. — дипломированный переводчик библиотеки Штутгартского университета. В архиве Российской Академии наук (фонд· 1508) находятся материалы по твдрческому наследию В.Г. Шухова. Фонд поступил в архив, от дочери В.Г. Шухова Ксении Владимировны Шуховой. Научные труды и материалы к ним (1881 — 1934 гг.) составляют первую и наиболее значительную часть фонда: 139 папок. Учитывая разносторонность деятельности Шухова, эта часть поделена на разделы, начинающиеся разделом нефтеперерабатывающей техники. Здесь находятся расчеты и чертежи резервуаров0, насосов, газгольдеров2), нефтеперегонных уста- новок3), трубопроводов4*, генераторов и насадок, представленных в подлинниках патентов5), а также заключения, отзывы и замечания на проекты водо- и нефтепроводов, аппаратов перегонки нефти, заметки о разработке нефтепроводов6*. В этом же разделе имеется технологическая схема завода «Советский крекинг»7) конструкции Шухова и Капелюшникова в г. Баку. Документы по разработке металлических конструкций (1888 — 1935 гг.) относятся к строительству павильонов Всероссийской Нижегородской выставки (1896 г.)8) железнодорожных мостовых сооружений9), покрытий вокзалов (с указанием времени строительства) в фотоснимках и чертежах10) . В фонде имеются также описания сетчатых покрытий В.Г. Шухова и объектов, выполненных по его проектам10, а также чертежи и технические характеристики металлических конструкций зданий, покрытий, башен, резервуаров, маяков, кранов12). 18 фотографий и отдельных документов отражают процесс выпрямления минарета Улугбека в Самарканде13). Подлинником патента на изобретение ажурных башен открывается раздел башенных конструкций (1899 — 1929 гг.)14). Здесь представлены фотоснимки, чертежи, технические характеристики и расчеты маяков 15), водонапорных башен16), радиомачт, башен для литья дроби17) и мачт линий электропередачи18). Особый интерес представляют светокопия первоначального проекта чертежа общего вида башни для беспроволочного телеграфа высотой 350 м19) и проект построенной Шаболовской радиомачты20). Материалы по судостроению (1893 — 1918 гг.) включают фотоснимки, расчеты, спецификации, описания и чертежи барж20 и ворот сухого дока22). Раздел теплотехники (1890-1935 гг.) отражает деятельность Шухова по проектированию котлов самых различных конструкций. Здесь представлены чертежи23), подлинники патентов24*, фотоснимки, расчеты25) и перечни котлов системы Шухова26). Вторую часть составляют материалы биографического характера и научно- общественной деятельности Шухова, относящиеся к периоду 1857 — 1935 гг. (в общей сложности 59 папок). К ним относятся свидетельство о рождении, паспорта, письма дирекции Московского технического училища (1876 г.) о служебной командировке В.Г. Шухова в Филадельфию27) дипломы члена- корреспондента и почетного члена АН СССР, диплом Всемирной выставки 1900 г. о присуждении золотой медали, грамота Героя Труда Президиума Всероссийского Центрального Исполнительного Комитета28). Среди материалов имеется таже заверенная копия Постановления Совета рабоче-крестьянской обороны об установлении Шаболовской радиостанции (1919 г.)29), переписка по производственным вопросам 30), рекламные проспекты фирмы Бари, впоследствии завода «Парост- рой», по выпуску котлов системы Шухова30, протоколы заседаний строительной комиссии Нефтяного института, Научно-технического совета нефтяной промышленности, представителей нефтяной промышленности СССР и другие документы. Затем следуют материалы разных авторов о В.Г. Шухове3^, где наиболее значительное место по важности и объему занимает машинописная рукопись неопубликованной монографии Г.М. Ковельмана «Великий русский инженер Владимир Григорьевич Шухов»33). Фонд завершается фотоснимками В.Г. Шухова34), его семьи35) и отдельных строительных объектов3б). В личном архиве Федора Владимировича Шухова хранится часть наследия его знаменитого деда. В первую очередь это стереонегативы на стекле, сделанные дедом, увлекавшимся фотографией с 1905 г., старый стереоскоп и другие личные предметы В.Г. Шухова. Здесь же находятся подлинники некоторых важных рукописных пометок, карта России фирмы Бари с данными о ее строительной деятельности на территории всей царской России (1914 г., ил. 307), научная переписка, газетные статьи (преимущественно с 1917 г.), многочисленные фотоснимки и несколько почтовых открыток, посланных Шуховым со строительства объектов (Херсон, Нижний Новгород). В Центральном государственном историческом архиве (ЦГИА, г. Москва) под номером 1209 хранится фонд «Строительное бюро инженера А.В. Бари», содержащий в общей сложности 122 папки. Здесь находится свыше 303 чертежей и проектов за 1885 — 1918 гг. Это проекты различных заводов и фабрик, а также пояснительные записки к проектам. Среди них чертежи оборудования машиностроительных заводов Гумбольда, механических заводов We- yhelbig, проекты Тамбовского и Казанского пороховых заводов, Самарских заводов по производству труб37), план зданий кабельного завода товарищества «Алексеев, Вишняков и Шамшин» в Подольске, керосинового завода Закавказской железной дороги38), котельного завода Бари39), чертежи проектов дроболитейных40), шпалопропиточных, мыловаренных заводов, мануфактуры Коновалова в Вичуге40 и другие проекты заводов В.Г. Шухова. То, что это действительно проекты Шухова, можно установить лишь путем сравнения с документами в архиве Российской Академии наук. Очень редко это следует из самих чертежей (разве что в тех случаях, когда на них стоит подпись Шухова или имеются его рукописные пометки). По тематическому принципу здесь хранятся и папки с материалами, имеющи- 184
ми отношение к проектам зданий Всероссийской выставки 1896 г. В Нижнем Новгороде 42) и Московскому училищу живописи, ваяния и зодчества43). Основной составной частью этого фонда являются проекты зданий, технических сооружений и оборудования нефтяной промышленности: чертежи и планы нефтеперегонных заводов44*, чертежи аппаратов для непрерывной перегонки нефти, цистерн, баков, резервуаров для хранения нефтепродуктов4^, проекты нефтекачек и их оборудования. Кроме того, в фонде представлены проекты отдельных типичных речных барж Шухова46), а также проекты железнодорожных станций во Владимире, Сызрани, Оренбурге, Вологде, чертежи здания вокзала, вагонных мастерских и багажного туннеля станции С.-Петербург, почти 100 чертежей шуховского проекта Казанского вокзала в Москве47), чертежи пакгауза и пешеходного моста на станции Москва Николаевской железной дороги48). Биограф В.Г. Шухова Г.М. Ковельман ссылается в своей рукописи49) на материал, который нам не удалось найти в известных архивах. По всей видимости, у него имелся обширный личный архив Шухова50>. Очень важно сейчас установить местонахождение этого собрания. Советские специалисты, исследующие деятельность В.Г. Шухова, прежде всего Н.А. Смурова, смогли разыскать еще в четырех государственных учреждениях подлинные материалы, связанные с именем выдающегося ученого. 1. В Государственной библиотеке им. В.И. Ленина в Москве имеются уникальные каталоги экспонатов Всероссийской выставки 1896 г. В Нижнем Новгороде50·52) — единственный сохранившийся экземпляр шуховского водоснабжения г. Москвы (1.4), а также почти вся литература, относящаяся к работе Шухова, в том числе такая вспомогательная оригинальная литература, как первые шуховские публикации (1.2; 1.9) или работа Петрова о железных водонапорных 6ашнях53). В свое время справочник по Всероссийской Нижегородской выставке был выпущен на русском, английском, французском и немецком языках. Единственный экземпляр на русском языке находится в Государственной библиотеке им. В.И. Ленина, экземпляр на немецком языке — в Институте внешних сношений в Штутгарте 54). 2. В Центральном государственном историческом архиве С.-Петербурга (ЦГИА, г. С.-Петербург) хранится фонд 1357 «Петербургский металлообрабатывающий завод», который по заказу фирмы Бари осуществил строительство нескольких сооружений по проектам Шухова. По содержанию этот материал связан с фондом 1209 Центрального государственного исторического архива г. Москвы. Здесь же находятся чертежи московской гостиницы «Метрополь»55), московского ГУМа56) и Московского Главпочтамта57*. 3. В Центральном государственном архиве Военно-Морского флота СССР в С.-Петербурге находятся рукописи58) и проекты шуховских башен на военных кораблях «Павел I» и «Андрей Первозванный»5^. 4. В отделе техники Центрального государственного исторического архива в С.-Петербурге, одном из филиалов Центрального Государственного исторического архива (Москва), хранится папка**0 с патентами на ажурные башни и сетчатые перекрытия и своды (2.6; 2.7;2.8). Кроме того, в этой папке содержатся отпечатанные изображения зданий выставки 1896 г. В Нижнем Новгороде60. Другие материалы Шухова наверняка можно разыскать в архивах городов и фирм, в которых находились (или еще находятся) шуховские сооружения. Так, в музее г. Выксы хранятся литография и фотоснимок цеха местной фабрики с сетчатой оболочкой покрытия, в бывшей мануфактуре Коновалова в г. Вичуге имеется альбом фотоснимков шуховского моста шпренгель- ного типа (рис. 270), в краеведческом музее г. Кинешмы сохранились фотоснимки и картина построенной там и снесенной в 1989 г. водонапорной башни. В рабочем клубе батумско- го нефтехранилища мы нашли множество старых фотоснимков шуховских нефтяных резервуаров. Систематический поиск, безусловно, поможет разыскать еще немало материалов, связанных с именем В.Г. Шухова. 0 Архив Российской Академии наук, 1508-1-1; фотоснимок строительства резервуара в Константинове на Волге, 1889 г., 1508-1-41; сопоставление Шуховым американских и его собственных резервуаров. 2) 1508-1-8: чертежи. 3) 1508-1-6: патент №12926 от 27.11.1891 г. (2.3). 4) 1508-1-35: водопровод, 1922 г.; 1508-1-36: первый русский напорный водопровод, 1922 г. 5) 1508-1-42: патент от 1881 г., перезаявлен в 1928 г. в патенте №4902 (1508-1-43) (2.13). 6) 1508-1-13; 1508-1-19: нефтепровод Макат — Гребенщиково. 7) 1508-1-44; 1508-1-46: фотоснимки этой крекинг- установки и других установок; 1508-1-13: чертежи к проекту крекинг-установки по системе Шухова. 8) 1508-1-47: расчеты в рукописи Шухова (3.4; 3.6), в рукописной копии и с машинописной рукописи; 1508-1-48: синьки; 1508-1-49: папка с тиснением. 9) 1508-1-50: фотоальбом 1896 г. для Всемирной Парижской выставки 1900 г.; 1508-1-65: проекты мостов. ,0) 1508-1-57: два черновика, написанные рукой Шухова; 1508-1-54; 1508-1-60: фотоальбом строительства Киевского вокзала в Москве; 1508-1-66: паровозное депо на ж.д. перегоне Москва — Рыбинск; 1508-1-73: чертежи Киевского вокзала. 10 1508-1-52: патентная заявка к патенту № 1894 от 12.3.1899 г. (1508-1-56) (2.6). ,2) 1508-1-53: сетчатые поверхности для башен и резервуаров, 1895 г.; 1508-1-58: расчет башен, 1909—1910 гг.; 1508-1-59: расчет платформы резервуара для водонапорной башни, 1910—1914 гг.; 1508-1-62: арки; 1508-1-63: трехшарнирные арки; 1508-1-75: расчет связей покрытия. ,3) 1508-1-72. ,4) 1508-1-76: патент № 1896 от 12.3.1899 г. (2.8). ,5) 1508-1-77: фотоснимок маяка под Херсоном; 1508-1-83: расчеты и чертежи. 16) 1508-1-78: водонапорные башни, 1896—1914 гг., 1 тетрадь с фотографиями и описаниями; _^_^^ 185
1508-1-80: фотоснимок водонапорных башен; 1508-1-81: чертежи водонапорных башен; 1508-1-91: перечень водонапорных башен, построенных в 1896—1928 гг. ,7) 1508-1-87: синька дроболитейной башни, Марьина роща, Москва. ,8) 1508-1-88: синьки опор линий электропередачи Η И ГРЭС; 1508-1-90: фотоснимок опор линий электропередачи, 1927—1929 гг. ,9) 1508-1-84: проект Шаболовской башни 350 м, чертеж и расчет. 20) 1508-1-85; 1508-1-86: фотоснимки строительства башни (фактически мачты опор Η И ГРЭС). 20 1508-1-93: 9 фотоснимков, 1893—1894 гг.; 1508-1-95: перечень; 1508-1-100: синьки; 1508-1-101: чертежи. 22) 1508-1-96: расчет; 1508-1-98: чертежи и описания, 1914—1915 гг.; 1508-1-99: 15 фотоснимков, 1915 г. .23) 1508-1-123. М) 1508-1-106: патент №15435 от 27.6.1896 г. (2.5); 1508-1-111: патент №23839 от 30.4.1913 г. (2.9). 25) 1508-1-109: рукопись В.Г. Шухова. 26) 1508-1-105: таблица от февраля 1893 г.; 1508-1-116: сравнительная таблица котлов различных заводов. 27) 1508-2-12. 28) 1508-2-11. 29) 1508-2-17. Оригинал находится в архиве Института Маркса- Энгельса—Ленина: 2-1-10764/14858 (см. рис. 22). 30) 1508-2-19. 3,) 1508-2-47. 32) 1508-2-46: газетная статья (1897-1949 гг.). 33) Ковельман Г.М. В.Г. Шухов. Машинописная рукопись, в 9 томах. — М.: 1953. (Том 1. Очерки о жизни и творчестве. Том 2. Металлические конструкции. Том 3. Металлические башни и опоры. Том 4. Расчет. Том 5. Нефтяное дело. Том 6. Судостроение. Том 7. Резервуаростроение. Том 8. Метод монтажа. Том 9. Даты жизни и творчества.) 1508-2-36 — 1508-2-44. Печатается с сокращениями. Ковельман Г.М. Творчество почетного академика и инженера В.Г. Шухова. — М.: 1961, 360 с. М) 1508-2-50: портрет. 1508-2-52: Шухов на строительстве баржи, 1890 г. 35) 1508-2-53: Шухов и его жена Анна Николаевна, 1896 г. 36) 1508-2-59: фотоснимок реставрационных работ, 1910—1930 гг. 37) Центральный государственный исторический архив, Москва, 1209-2-2. 38) 1209-2-46. 39) 1209-2-4. 40) 1209-1-1. 40 1209-1-15. 42) 1209-1-69. 43) 1209-2-12. М) 1209-1-2; 1209-1-53. 45) 1209-1-46; 1209-1-64. 46) 1209-1-36; 1209-1-38; 1209-2-20. 47) 1209-1-24. 48) 1209-1-41. 49) Ковельман Г.М., 1953, см. прим. 33. 50) Ковельман Г.М., 196i, см. прим. 33. 50 Здания и сооружения Всероссийской художественно- промышленной выставки 1896 г. в Нижнем Новгороде. Составитель Г.В. Барановский. — С.-Петербург, 1897, 146 с. Всероссийская промышленное художественная выставка 1896 г. в Нижнем Новгороде. — М.: 76 таблиц, см. Общий указатель Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 г. в Нижнем Новгороде. — М.: 1896, 543 с. Общий вид Всероссийской 16-й выставки в Нижнем Новгороде 1896 г. — Одесса, 16 с, 1 цветной план. Всероссийская художественно- промышленная выставка 1896 г. в Нижнем Новгороде. — С.-Петербург: 1896, 202 с. Всероссийская промышленная и художественная выставка в Нижнем Новгороде 1893—1896 гг. - С.-Петербург: 1897, 75 с. 52) Виды работ, произведенных строительной конторой инженера А.В. Бари на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде, 16 таблиц. 53) Петров Д.М. Железные водонапорные башни. Их назначение, конструкции и расчеты. — Николаев: 1911, 133 с. М) Путеводитель город — ярмарка — выставка. — С.-Петербург, 1896, 264 с, 3 цветных плана. 55) Государственный исторический архив, С.-Петербург, 1357-6-4166, 1357-10-871. 56) 1357-6-491 — 1357-6-493; 1357-6-507. 57) 1357-10-1153. 58) Описание линейного корабля «Император Павел I». — С.-Петербург: 1914, 253 с. 59) 401-2-1103: ремонт башен; 876-5-4: синьки корабля «Андрей Первозванный». ад 24-7-1258. 60 Ср. с прим. 52. 186
Список трудов В.Г. Шухова О. Перчи* Ниже приводится полный список трудов В.Г. Шухова, за исключением рукописей. 1. ОПУБЛИКОВАННЫЕ ТРУДЫ 1.1. Механические сооружения нефтяной промышленности. — Инженер, М., 1883, 3, кн. 13, №1, с. 500 — 507; перепечатка: 4.1, с. 29 — 43. с. 571 —577; 1903, 12, №7, с. 531 — 536. См. также переработанный спец. выпуск: Уравнение Eld4y Idx4 = = -ay в задачах строительной механики. — М.: 1903, 22 с; перепечатка; 4.1, с. 53 — 64. 1.12.Теория изгиба бруса на упругой опоре. — Бюллетени Политехнического общества, М., 1903. 1.2. Нефтепроводы. — Вестник промышленности, М., 1884, № 7, с. 69 — 86 (См. также спец. выпуск: М. 1984, с. 18); переработка: 1.6, 1.8. 1.13. Боевая мощь русского и японского флота во время войны 1904 — 1905 гг., в кн.: Худяков П.К. — Путь к Цусиме. М.: 1907, с. 30 — 39. 1.3. По поводу последней брошюры В. А. Титова о московском водоснабжении. — М.:1889 (совместно с Э.К. Кнорре и К.Э. Лембке); перепечатка: 4.2, с. 100 — 121. 1.14. Расчет батопорта. — М.: 1915; рукопись: 3.11; имеется лишь том с чертежами и расчетами (1508-1-98). 1.4. Проект московского водоснабжения, составленный В.Г. Шуховым, Э.К. Кнорре и К.Э. Лембке. — М.:1891, 104 с, 1 план; перепечатка: 4,2, с. 11-100. 1.15. Чертежи и пояснительная записка к проекту батопорта. — М.: 1915. 1.16. Проекты мин заграждения, взрывателей к ним и якорей системы инж.-мех. В.Г. Шухова. — М.: 1916. 1.5. Насосы прямого действия и их компенсация (с чертежами на отдельных таблицах. — М.: 1893 — 1894, 32 с, 1 лист иллюстраций; 2-е. изд.: 1.7. 1.17. Описание платформы системы инж.-мех. В.Г. Шухова под 6- дюймовую пушку в 200 пудов. — Петроград: 1917. 1.6. Трубопроводы и их применение к нефтяной промышленности. — М.: 1895, 37 с, 1 табл.; перепечатка: 4.2, с. J 59 — 210; систематическая переработка: 1.2; дальнейшая переработка: 1.8. 1.7. Насосы прямого действия. Теоретические и практические данные для их расчета. 2-е изд. с дополнениями. — М.: 1897, 51 с, 1 черт.; перепечатка: 4.2, с. 122 — 149; переработка: 1.5. 1.8. Нефтепроводы. Энциклопедический словарь. — Изд. Ф>А. Брокгауза, И.А. Эфрона, С.-Петербург: 1897, том 20А (разд. 40), с. 936 — 937. 1.9. Стропила. Изыскание рациональных типов прямолинейных стропильных ферм и теория арочных ферм. — М.: 1897, 120 с, 2 тома чертежей; перепечатка: 4.1, с. 65 — 139; рукопись частично в 3.9. 1.10. Сборник задач по приложению теории растяжения и сжатия тел. Составлен В.Г. Шуховым и П.К. Худяковым, в кн.: Худяков П.К.: Сопротивление материалов. — М.: 1898, с. 396 — 442. 1.18. К вопросу о деревянных трубопроводах. — Нефтяное и сланцевое хозяйство, М/Л., 1921, №5/8, с. 147 — 150. 1.19. Заметка о патетах по перегонке и разложению нефти при повышенном давлении. — Нефтяное с сланцевое хозяйство, М., 1923, №10, с. 481 — 482; перепечатка: 4.3, с. 54 — 56. 1.20. Горизонтальные водотрубные котлы системы инж. В.Г. Шухова. — М.: 1923, 19 с; перепечатка: 4.3, с. 76 — 82; Рекламный проспект завода паровых котлов «Парострой». 1.21. Заметка о нефтепроводах. — Нефтяное и сланцевое хозяйство, М. :1924, 6, №2. 1.22. Расчет,нефтяных резервуаров. — Нефтяное хозяйство, М./Л., 1925, 9, №10, с. 516-520; перепечатка: 4.1, с. 44-46; в продолжение материала п. 1.1. 1.23. О применении петель в нефте- проводных линиях. — Нефтяное хозяйство, М./Л., 1926, 10, №2, с. 233 — 235. * Дипломированный переводчик библиотеки Штутгартского университета. 1.11. По поводу уравнения Eld4y Idx4 = = -ay. — Бюллетени Политехнического общества, М., 1902, 11, № 8, 1.24. Предисловие редактора «О значении сборника о стальных резервуарах» к сб. 1.25, с. 5. 187
1.25. Определение основных размеров вертикальных цилиндрических резервуаров с плоскими днищами, в сб.:Кандеев В. И., Котляр Е.Ф. Стальные резервуары/Под ред. Шухова. — М.: 1934, гл. 4, §2, с. 63 — 69; перепечатка: 4.1, с. 47 — 52; переработка рукописей: 1.1, 1.22. 2. ПАТЕНТЫ Патенты по добыче и переработке нефти 2.1 — 2.3. Патенты по теплотехнике (строительство паровых котлов): 2.4, 2.5, 2.9 — 2.16. Патенты по строительству: 2.6 — 2.8. 2.1. Аппарат для непрерывной дробной перегонки нефти и т. п. веществ, см. Свод привилегий. — С.-Петербург: 1889, №227, с. 1 —3 (№13 200 от 31.12.1886, заявка от 13.5. 1886, совместно с Ф. Инчиком). 2.2. Гидравлический дефлегматор для перегонки нефти и других жидкостей. Привилегия №9783 от 25.9.1890, заявка от 21.1.1866, совместно с Ф. Инчиком; перепечатка: 4.3, с. 20 — 21. 2.3. Приборы для непрерывной дробной перегонки нефти и подобных жидкостей, а также для непрерывного получения газа из нефти и ее продуктов. Привилегия №12 926 от 27.11.1891, заявка от 24.1.1890, совместно с Гавриловым; перепечатка: 4.3, с. 22 — 25. 2.4. "Трубчатые паровые котлы. Привилегия №15 434 от 30.6.1896; перепечатка: 4.3, с. 71 — 73. 2.5. Вертикальный трубчатый котел. Привилегия №15 435 от 27.6.1896. 2.6. Описание сетчатых покрытий для зданий. Привилегия №1894 от 12.3.1899, заявка от 27.3.1895, см. с. 174 данной книги. 2.7. Описание сетчатых сводообразных покрытий. Привилегия № 1895 от 12.3.1899, заявка от 27.3.1895, см. с. 176 данной книги. 2.8. Описание ажурной башни. Привилегия № 1896 от 12.3.1899, заявка от 11.1.1896, см. с. 177 данной книги, 2.9. Водотрубный котел системы В.Г. Шухова. Привилегия №23 839 от 30.4.1913; перепечатка: 4.3, с. 74 — 75. 2.10. Водотрубный котел системы В.Г. Шухова. Патент на изобретение. - М.: 1926, № 1097 от 27.2, 1 с. 2.11. Водотрубный паровой котел. Патент на изобретение. - М.: 1926, №1596 от 31.8, 2 с, заявка от 16.2.1925; перепечатка: 4.3, с. 83 — 84. 2.12. Описание воздушного экономайзера. Патент на изобретение.— М. :1927, №2520 от 31.3, 4 с, заявка от 21.3.1925. 2.13. Устройство для выпуска жидкости из сосудов с меньшим давлением в среду с большим давлением. Патент на изобретение. — М.: 1928, №4902 от 31.3, 2 с, заявка от 8.2.1926, совместно с И.И. Елиным, Н.Е. Березовским, И.Н. Аккерманом; перепечатка: 4.2, с. 154 — 156. 2.14. Подушка для уплотнительных приспособлений к поршням сухих газгольдеров. Авторское свидетельство №37 656 от 31.7.1934, совместно с А.А. Антроповым, В. Кандеевым, Е. Котляром, П. Тухмановым-Бело- вым, В. Синицыным, А. Федоровым, заявка от 15.2.1933. 2.15. Приспособление для прижатия к стене резервуара уплотнительных колец для поршней сухих газгольдеров. Авторское свидетельство №39 038 от 31.10.1934, совместно с А. Антроповым, В. Кандеевым. Е. Котляром, П. Тухмановым-Бело- вым, В. Синицыным, А. Федоровым. Заявка от 15.2. 1933. 2.16. Обновление патента 2.14. Авторское свидетельство № 39 039 от 31.10.1934, заявка от 15.2.1933. 3. РУКОПИСИ (выборочно). 3.1. Архив Российской Академии наук, 1508-1-7, листы 10-16: Расчет резервуаров. 3.2. 1508-1-10, листы 1 — 2 (об. сторона): Расчет резервуара газа под давлением. 3.3. 1508-1-47, листы 14 — 18: Расчет трехчленных спиральных ферм; перепечатка: 4.1, с. 151 — 158. 3.4. 1508-1-47, листы 23-34 (об. сторона): Расчет здания инженерного отдела на выставке в Нижнем Новгороде; перепечатка: 4.1, с. 169—174, см. с. 178 и далее. 3.5. 1508-1-47, лист 35: Расчет моста для выставки в Нижнем Новгороде. 3.6. 1508-1-47, листы 50 — 60 (об. сторона): Расчет зданий заводско- ремесленного отдела с покрытием 2200 кв. саженей и машинного отдела с покрытием 1000 кв. саженей на выставке в Нижнем Новгороде; перепечатка: 4.1, с. 175-178, см. с. 181 и далее данной книги. 3.7. 1508-1-55, листы 1-11: Здание завода в Лысьве; перепечатка: 4.1, с. 173 — 185. 3.8. 1508-1-58 лист 8 (об. сторона): Расчет двухъярусных башен в Ярославле. 3.9. 1508-1-68, листы 1 — 14: Графический метод определения сил, действующих в элементах конструкций покрытия; перепечатка: 4.1, с. 140 — 150. 3.10. 1508-1-83, листы 1 —31: Расчеты Херсонского маяка (высота 68 м); перепечатка: 4.1, с. 159-169. 3.11. 1508-1-96, листы 7 и 8: Расчет батопорта. 4. ПОЛНОЕ СОБРАНИЕ ТРУДОВ Учреждения Академии наук СССР — Институт истории естествознания и техники, Комиссия по увековечению памяти В.Г. Шухова и Архив Академии наук СССР —выпустили до настоящего времени три тома избранных трудов В.Г. Шухова: 4.1. Шухов В.Г. Избранные труды, 1. Строительная механика/Под ред. А.Ю. Ишлинского. — М.: 1977, 192 с. 4.2. Шухов В.Г. Избранные труды. 2. Гидротехника/Под ред. А.Е. Шейндли- на. — М.: 1981, 222 с. 4.3. Шухов В.Г. Избранные труды. 3. Нефтепереработка. Теплотехника/Под ред. А.Е. Шейндлина. —М.: 1982, 102 с. 188
К созданию книги Р. Грефе* * Д-р философии, профессор, Институт легких несущих конструкций Штутгартского университета, Инсбрукский университет. Идея выпустить эту книгу возникла еще десять лет назад. Она появилась в связи с исследованиями ставших уже историческими легких строительных конструкций, проводимыми в Институте легких несущих конструкций Штутгартского университета. В 1980 г. я вместе с переводчиком университетской библиотеки О. Перчи начал обработку опубликованных материалов о строительных конструкциях Шухова. В этом Же году в институте находился на стажировке инженер-строитель М. Гаппоев из Московского инженерно-строительного института. Во время своего годичного пребывания он также участвовал в наших исследованиях творческого наследия Шухова. Мы решили продолжить работу и затем опубликовать результаты. Легкие строительные конструкции Шухова стали нам известны после ознакомления с работой видного немецкого инженера Ф. Отто «Висячее покрытие». В предисловии к русскому изданию этой книги, вышедшему в 1960 г., обращалось внимание читателя на шуховские висячие покрытия, полностью преданные забвению в Западной Европе. По нашей просьбе К. Шедлих прислал в 1977 г. машинописный экземпляр своей диссертационной работы «Железо в архитектуре 19 века» (Веймар, 1967 г.), в которой были описаны* и подвергнуты тщательному анализу сетчатые и решетчатые конструкции Шухова. Кроме этой работы, литература по шуховским строительным конструкциям имелась лишь на русском языке. В последующие годы О. Перчи составил обширную библиграфию трудов Шухова и важнейшие его материалы перевел на немецкий язык. В 1983 г. я получил возможность приехать в Москву и в течение нескольких недель продолжил работу вместе с М. Гаппоевым. Мы установили тесный контакт с Комиссией по увековечению памяти В.Г. Шухова и договорились о сотрудничестве с бывшим в то время председателем этой комиссии акад. А.Ю. Ишлин- ским. Ученый секретарь комиссии И.А. Петропавловская во многом способствовала продолжению работы. Уже тогда обсуждалась с ней идея связать намеченное издание книги с проведением выставки. Дочь Шухова, Вера Владимировна Шухова, любезно предоставила нам возможность ознакомиться с ее личным архивом. В 1984 г. тема по изучению творчества В. Г. Шухова была включена в программу научно-исследовательской группы по истории конструирования, входящей в состав отдела специальных исследований 230 Немецкой ассоциации ученых, и дальнейшая работа, несмотря на некоторые трудности, проводилась вместе с советскими коллегами. В 1986 г. в качестве гостя в Штутгартский институт международных отношений (ИМО) приехал В.И. Бал- дин, бывший директором Музея архитектуры им. Щусева (Москва). В 1983 г. его музей вместе с ИМО организовал выставку работ Ф. Отто. В.И. Балдин планировал провести новую выставку Ф. Отто, на которой были бы представлены новые сооружения этого талантливого инженера и результаты последних исследований. Невольно возникла мысль в ответ на эту выставку в Москве организовать выставку В.Г. Шухова в Штутгарте. Это предложение сразу же было принято Ф. Отто и В. Балдиным. Руководитель отдела выставок Штутгартского института международных отношений Г. Поллиг заявил о своей готовности взять на себя совместно с Музеем архитектуры Москвы организацию обеих выставок. Тем самым план принял конкретные очертания. Дальнейшая помощь ИМО осуществлялась через референта отдела Центральной,. Юго-Восточной и Восточной Европы Э. Рихтер, обеспечившей обмен советских и немецких специалистов. В Москве были уточнены детали наметившегося сотрудничества. По инициативе акад. В.П. Мишина, ставшего председателем Комиссии по увековечению памяти В.Г. Шухова, Академия наук СССР приняла участие в организации и финансировании этого проекта. Академия наук предоставила возможность немецким ученым посетить Москву и Ленинград и провести соответствующие исследования. Кроме того, руководитель отдела выставок Академии наук СССР А.П. Капица заказал второй комплект моделей шуховских сооружений. Они были выполнены бывшим сотрудником Шухова К.К. Купаловым и инженером О.В. Берновым с предельной точностью. Была образована довольно большая рабочая группа. В нее, как и прежде, входили М. Гаппоев, Р. Грефе, О. Перчи и И. Петропавловская. К ним присоединились заместитель директора Музея архитектуры И. Казусь и историк архитектуры Н. Смурова — страстная поклонница таланта В.Г. Шухова. Эта группа в обстановке полного дружеского взаимопонимания и выполнила всю работу, В последующие два года члены группы неоднократно встречались для обработки обширного материала, имеющегося в архивах и библиотеках, и выяснения местонахождения и состояния шуховских сооружений. Рабочие поездки советских коллег в Германию финансировались отделом специальных исследований 230 Немецкой ассоциации ученых и отделом Центральной, Юго-Восточной и Восточной Европы Института международных отношений. Итак, в целом речь шла о комплексном двустороннем проекте, который удалось осуществить лишь благодаря неформальному взаимодействию многих людей и организаций. Строгого, детального разделения задач в этой совместной работе не существовало. Тем не менее следует выделить некоторые основные направления работы. И. Петропавловская взяла на себя труд проведения исследований в архиве Академии наук. Кроме того, являясь представителем АН СССР, она во многом способствовала установлению контактов с организациями и отдельными учеными, что значительно облегчило проведение намеченных работ. Н. Смурова, проверяя остальные архивы, в том числе Центральный государственный исторический архив г. Москвы и архив г. Ленинграда, обнаружила среди прочих материалов ранее не изученные и ознакомила с ними членов группы. Обработкой архивного материала занималась вся группа. Фоторепродукции при содействии советских коллег были изготовлены в основном немецкой стороной. После подготовки, проведенной И. Петропавловской, Н. Смурова и И. Казусь наметили первоначальную концепцию выставки. И. Казусь взял на себя трудную задачу по организации работ в Москве. О. Перчи наряду с другой деятельностью занимался 189
регистрацией и изучением архивных материалов. М. Гаппоев был ответственным за научно-организационную координацию процесса работы всего советско-немецкого коллектива. Без его участия реализация задуманного проекта вряд ли была бы возможной. Большую помощь оказала группе Э. Рихтер (Институт международных отношений, Штутгарт), на которую было возложено множество плановых и организационных вопросов. Кроме того, она занималась изучением документов, в частности обработкой архивного материала. Большая часть фоторабот в архивах и все фотоработы для книги были выполнены И. Шмаль (Институт легких несущих конструкций). Я был ответствен за общую научную концепцию, а также за обработку результатов научных исследований и подготовку их для публикации и выставки (по вопросам, относящимся к книге, совместно с М. Гап- поевым и О. Перчи, по вопросам организации выставки — с Г. Поллигом). В 1987 г. работу Музея архитектуры им. Щусева возглавил A.M. Щусев. Он энергично взялся за выполнение шуховского проекта и устранил многие препятствия. Благодаря ему мы получили возможность провести необходимую инвентаризацию и составить документальную опись сохранившихся сооружений Шухова во время специально предпринятой 10 000-километровой поездки по СССР. За осуществление этих работ мы благодарны акад. Е.Г. Розанову, председателю Госкомитета по вопросам архитектуры, его заместителю Э. Зарнацкому и начальнику международного отдела министерства О. Кошкину. Ответственным за подготовку и организационное обеспечение работ был сотрудник Музея архитектуры В. Эпштейн. Г. Поллиг разделил с нами все трудности и радости по выполнению проекта. Он был нашим советником при публикации книги. Вместе с ним после предварительной работы, проведенной советско-немецким коллективом в тесном сотрудничестве с дизайнером Х.П. Хохом и членами его мастерской, была разработана концепция экспозиции. Г. Поллиг и А. Щусев приняли решение о продолжении обмена выставками по архитектуре. Намеченная программа охватывает период до 1993 г. и содержит наряду с темами «Шухов» и «Фрей Отто» темы: «Герман Финстерлин», «Поселок Вейсенхоф в Штутгарте», «Современная деревянная архитектура» — с немецкой стороны и «Традиционная русская деревянная архитектура» и «Русский архитектурный авангард I и II» — с российской стороны. Весьма полезно было общение с Ф. Отто; мы смогли оценить тонкое понимание им шуховских конструкций. Он с нескрываемым интересом следил за ходом наших работ и всемерно способствовал их успешному продвижению. Он советовал не только обращать внимание на сенсационные строительные конструкции Шухова, но и охватить весь спектр шуховских работ и их многообразное применение в самых различных областях. Ф.В. Шухов дал нам немало ценных указаний относительно творчества своего выдающегося деда. Ему и его семье мы премного благодарны за щедрость, с которой они позволили ознакомиться со своим личным архивом, за сердечное гостеприимство. Мы признательны за создание для нас наилучших рабочих условий директору архива Академии наук Б.В. Левшину и его сотруднице Н.М. Цариковой, директору государственных архивов А.С. Киселеву, директору Центрального государственного исторического архива Е.Г. Болдиной, а также зав. отделом Библиотеки им. Ленина (г. Москва) Т.А. Андриановой. Лишенное всякого бюрократизма сотрудничество между сотрудниками московской Библиотеки им. Ленина и библиотеки Штутгартского университета сделало возможной беспрепятственную пересылку материалов между Москвой и Штутгартом во время совместных исследований. Мы получили ценные советы и практическую помощь от Л. Демьянова, Г. Хайм, С. Колесниченко, А. Косицына, Р. Райнера, Г. Й. Рошке, Хирленгера, Д. Шенка и Й. Томлова. Если бы не было многих, готовых прийти на помощь, прежде всего городских архитекторов, представителей городских властей, руководителей и сотрудников различных фирм в Москве и России, многое из задуманного мы не смогли бы осуществить. Г.-Б. Бертрам, руководитель отдела культуры посольства ФРГ в Москве, оказал нам любезное содействие и поддержку. Особую признательность хотелось бы выразить авторам, приславшим свой материал в дополнение к статьям членов группы по подготовке книги. Мы также благодарны Г.П. Хоху, А. Хоху, Г. Баур-Буркарт за хорошо продуманное оформление, И. Казусю за оформление переплета, а также Р. Мюлендаль и издательству «Дойчер ферлагс-анштальт» (Штутгарт) за высококачественное издание книги. 190
Указатель ш Аккерман И.Н. 188 Александр II 8 Аль-Тагля 121 Андижан 80 «Андрей Первозванный» 105, 185, 186 Антропов А.А. 188 Арнодин 14 Афанасьев К.Н. 13, 16 Ачинск 145 Аше 148 Баку 8, 19,22, 116-120,184 Балаханы 116 Балдин В.И. 190 Бари 8, 11-16, 30, 44, 45, 76, 78, 112, 118, 119, 123, 129-132, 135-137, 147, 156—159, 164, 184 Бари А.В. 8 Барселона 110 Бартон 18 Батуми 10, 22, 76, 116, 125, 126, 148 Баур-Буркарт Г. 191 Бауэр 134 Бах К. 104 Белая 147 Белелюбский Н.А. 164 Беленя Е.И. 60 Белев 141, 148 Белл А. Г. 14 Белореченск 22 Березовский Н.Е. 188 Бертрам Г.-Б. 191 Болдина Е.Г. 191 Брейер С. 106 Брод 74 Бруно Дж. 25 Буркхардт Б. 13, 53 Вагнер Р. 136 Валькотт В.Ф. 154, 161 Веснины Л.В. и А.В. 155, 156, 161, 171 Верхнеисетск 22 Винклер Э. (Winkler Ε.) 120, 138, 149 Виолле ле Дюк 24 Вичуга 137, 184, 185 Владимир 185 Волга 10, 128, 129 Волгоград (Царицын) 10, 121 Врен К. 110 Врубель М.А. 155 Выкса 13, 47—49, 81, 152, 153, 185 Вяземск 147 Гаврилов А. 118, 119, 188 Гаппоев М.М. 54, 74, 190 Гауди А. 110, 113, 114 Геппенер М.К. 155 Гинзбург М. 171, 172 Гипронефть 20 Голосов И.А. 153 Горький М. 8 Грайворон 8 Грефе Р. 8, 28, 190 Грозный 22, 29, 116 Гусев Б. 150 «Дагестанские огни» (завод) 23 Делакруа Э. 25 «Динамо» (фирма) 10, 16, 78, 124, 152, 161 Дружинин СИ. 164 Дункер К.Г. 134 Дюпюи Ж. 30 Екатерина II 134 Елин И.И. 117, 188 Енисей 142—144 Ефремов 79 Жиздра 141 Житкевич Н.А. 164 Жолтовский И.В. 153, 171 Жуковский Н.Е. 25 Журавский Д.И. 164 Забаев А.П. Загири 80 Зимин Н.П. 134 134 Иваново-Вознесенск 112 «Император Павел I» 105, 185, 186 ИнчикФ.А. 118, 188 Ишлинский А.Ю. 189, 190 Казусь И. 152, 190 Калинин М.И. 20 Кандеев В.И. 165, 188 Кант И. 24 Капелюшников 184 Капица А.П. 190 Кинешма 10, 91, 185 Кисловодск 136 Китой 146 Кия 147 Клейн Р.И. 152, 154, 155, 162 Кнорре Э.К. 134, 187 Коваль Ф.П. 92 Ковельман Г.М. 10, 59 Козельск 141 Коломна 80 Константинов© 123, 185 Корбюзье 114 Косиор И.В. 20 Косицын А.В. 81 Косов В. 13, 44, 154, 164 Котляр Е.Ф. 188 Красин Г. 168, 172 Краснодар 90 крекинг 18, 118, 119, 184 Крелль 53 Кренкель Э. 166 Кринский В. 18 Крылов А.П. 27 Крылов А.Н. 128 Крым 115 Кузнецк 22 Кузнецов Н. 18 Кулагин СМ. 155, 161 Купалов К.К. 60, 190 Курдюков Н.С 155, 161 Лаваль 117 Лаве А.Э. 123 Лазарев П.П. 128 Лазаревское 148 Лафай Б. 35 Лейбензон Л.С 116, 117 Лек 139 Лембке К.Э. 134, 187 Ленин 16, 20, 22, 92 Ленинград (Санкт-Петербург) 77, 92, 115, 185 Лентулов А. 19 Леонидов И. 19, 114, 156, 172 Летников А.В. 25 Липецк 14, 86 Лисичанск 79 Лолейт А.Ф. 58, 70, 71, 154, 155, 168 Луговая 89 Лысьва61, 189 Ляйнекугель ле Кок 14 Магнитогорск 22, 152 Майар Р. 166 Майкоп 53 Майнц 52 «Максим Горький» 23 Маннесман 13, 107 Марбинск 147 Маяковский В.В. 17 Мельников Н.П. 24 Мельников К.С 53, 72, 73, 153, 156, 158, 161 Мемелова В.А. 184 Менгерингхаузен М. 14 Менделеев Д.И. 116 «Меркульевы» 128, 130, 131 Михайлово 121 Мишин В.П. 190 Моллер Г. 50 Мор X. 138 Москва автозавод 22 Азовско-Донской банк 155 Академия наук 161 банк Солдатенкова 155, 163 Бахметьевский автобусный парк 73, 158, 161 богадельня Морозова 162 Высшие женские курсы 155, 162 гараж 53, 72, 161 Главный почтамт 16, 64, 155, 161, 185 Голофтеевский пассаж 152, 162 градирня 82 ГУМ 12, 43, 53, 58, 59, 152, 154, 161, 185 завод газовый 154 завод Гивартовского 80, 163 завод фирмы Бари 10, 13, 15, 16, 27,29—31,45,46,50,62,76, 124, 135, 152, 161, 162 Казанский вокзал 16, 70, 71, 155, 185 Киевский вокзал 16, 61, 66—69, 152, 155 Комиссаровское училище 80, 155 Крестовские водонапорные башни 135, 154, 162 Метрополь 152—155, 161, 185 Миусский трамвайный парк 156, 161 Московский художественный театр 13,51, 155, 162 Мюр и Мерилиз 155, 162 Петровский пассаж 12, 43, 152, 155, 161 Симоновская башня. 79, 82 система водоснабжения 10, 16, 77, 185, 187 техническое училище 8, 20, 21, 25, 116, 120 типография Сытина «Русское слово» 155, 162 училище живописи, ваяния и зодчества 63, 155, 161, 185 центральная электрическая станция 154 ЦУМ 152, 155 Шаболовская башня 16—20, 22, 74,82,93—97,153,156,161, 166, 167, 172, 184 Мунц О.Р. 155, 161 Муханов К. 60 Нерви 166 НИГРЭС 98-103, 186 Нижний Новгород 12—14, 22, 30, 32—34, 36—45, 53, 55, 57, 60, 74, 76, 78, 79, 83, 85, 110, 121, 136, 164, 165, 170, 178, 181, 184-186, 189 Нижний Тагил 152 Никитин 166 Николаев 14, 79, 80, 83 Николаев A.M. 92 Новиков Д.И. 155, 161 Новокузнецк 152 Ока 18, 22, 83, 98-103, 141, 145, 148 Олтаржевский В.К. 155, 161 Оренбург 141, 185 Орлов Ф.Е. 25 Орск 82 Отто Ф. 53, 166, 191 Парострой 15, 16, 20, 147, 158, 184 Патон Е.О. 144, 149, 164 Паули Ф. 139 Передерни Г.П. 164 Перчи О. 8, 184, 187, 190 Песельник СИ. 77 Петров Д.М. 185, 186 Петропавловская И. 78, 92, 190 Пиза 150 Пирл-Харбор 109 Питтсбург 8, 25 Подольск 22, 117, 136, 184 Полибино 14,86,87, 110 Поллиг191 Полонсо 60 Полтава 81, 88 Померанцев А.Н. 43, 55, 58, 152, 154, 156, 161 Престон А. 104, 105 Прилуки 81 Проскуряков Л.Д. 164 Прохоров С. 168 Путято В.А. 60 Рамм 120 Рерберг И.И. 66—69, 152, 155 Рига 92 Риттер А. 138, 149 Рихтер Э. 158, 190 Робинсон 106 Родченко A.M. 68, 73, 172 Ротов К. 18 Рыков А.И. 20, 22 Саграда Фамилия 110, 111, 113, 114 Самара 50, 81, 111, 184 Самарканд 19, 23, 184 Санкт-Петербург 26, 44, 127—168, 185 Саратов 10, 151 Саргер Р. 166 Свирь 115 Севастополь 133 Синицын В. 188 Смоленск 92 Смурова Н. 134, 154, 164, 190 Соловьев СУ. 155, 1,62 Стальмост 16, 22, 147 Стендаль 25 Сураханск 116 Сызрань 147, 185 Сытин И.Д. 155, 162 Тамбов 10, 82, 184 Таруса 136 Татлин В.Е. 17, 156, 172 Ташкент 138, 141 Токио 93 Толстой А. 18 Томлов Й. 110, 191 Томь 145 Туапсе 22, 116, 148 Тула 136 Тухманов-Белов П. 188 Тюмень 82 Уитмен У. 8 Филадельфия 8, 25 фирма братьев Нобель 8, 117 Фойгт X. 52 Ховгаард 106 Шанц С. 53 Шведлер Й.В. 50, 138, 144, 149 Шедлих X. 12, 53 Шейндлин А.Е. 189 Шеффлер X. 123 Шехтель Ф.О. 47, 162 Шнирх Ф. 47 Шпаковский А.И. 116 Шухов Ф.В. 11, 20—22, 156, 165, 184 Шухов Ю.В. 156, 165 Шухова А.Н. 186 Шухова К.В. 11,21, 184 Щербо Г.М. 24 Щуко В.А. 153 Щусев А.В. 16, 70, 71, 152—155 Эйфель (эйфелева башня) 17, 78, 93, 166 Эпштейн Β.Ί91 Эрихсон А.Э. 152, 154, 155, 161—163 Эслингер Г.У. 29, 55 Ярославль 10, 16, 27, 35, 79—82, 88, 166, 189 Stleglitz 127 Wachsmann К. 14 191
Предисловие к русскому изданию 5 Предисловие 7 Жизнь и творчество. Р. Грефе, О. Перчи 8 Воспоминания о моем дедушке. Ф. В. Шухов 20 Деятельность В. Г. Шухова после Октябрьской революции. Ф. В. Шухов 22 Об истоках новаторства Шухова. Г. М. Щербо 24 Сетчатые покрытия. Р. Грефе 28 Арочные конструкции с системой гибких затяжек. Μ. М. Гаппоев 54 Плоские несущие системы инженера Шухова. Е. И. Беленя, В. А. Путято 60 Деревянные конструкции Шухова. Μ. М. Гаппоев 74 Ажурная башня Шухова и сетчатые сооружения гиперболоидного типа. И. А. Петропавловская 78 Башня радиостанции на Шаболовке. И.А.Петропавловская 92 Сетчатые мачты русских и американских линкоров. К. Бах 104 Введение новой формы конструкции Шуховым и Гауди. Й. Томлов 110 Вклад Шухова в развитие нефтяного дела. Н.Л.Чичерова 116 Строительство резервуаров. Э. Рамм 120 Нефтеналивные баржи конструкции Шухова. И. И. Черникова 128 Вклад Шухова в водоснабжение Москвы. Н. А. Смурова 134 Мостостроение. Р. Вагнер 136 Шухов — реставратор памятников архитектуры. Б. П. Гусев 150 О сохранении сооружений Шухова. И. А. Казусь 152 Шухов и архитектура Москвы. Н. А. Смурова 154 Сооружения Шухова в Москве. Э. Рихтер 158 Роль Шухова в формировании новой эстетики в архитектуре России конца XIX — начала XX вв. Н. А. Смурова 164 Шухов, конструктивисты и стилеобразующие процессы советского архитектурного авангарда. С. О. Хан-Магомедов 168 Описание сетчатых покрытий для зданий 174 Описание сетчатых сводообразных покрытий 176 Описание ажурной башни 177 Расчет зданий инженерного отдела Нижегородской выставки. В. Г. Шухов 178 Расчеты зданий заводского и ремесленного отделов. В. Г. Шухов 181 Материалы Шухова в советских архивах. Η. М. Царикова, В. А. Мемелова, О. Перчи 184 Список трудов В. Г. Шухова. О. Перчи 187 К созданию книги. Р. Грефе 189 Указатель 191 Научное издание Райнер Грефе, Оттмар Перчи, Федор Шухов В.Г.Шухов (1853—1939): Искусство конструкции Под редакцией Р.Грефе, М.М.Гаппоева, О.Перчи Заведующий редакцией В. И. Пропой Редактор 1-й категории Л.А.Паршина Редактор Л.В.Тарасова Художник Ю.Л.Максимов Технический редактор Т. К. Такташова И Б №8321 Лицензия Л. Р. №010174 от 22.01.92 г. Подписано к печати 22.02.94. Формат 70х100'/8. Бумага офсетная. Гарнитура гелиос. Печать офсетная. Объем 12,00 бум. л. Усл. печ. л. 31,20. Усл. кр.-отт. 31,53. Уч.-изд. л. 26,51. Изд. №7/9122. Тираж 3000 экз. Зак.1424 С013 Издательство «Мир» Комитета Российской Федерации по печати Набрано в Фотонаборном центре издательства «Мир» 129820, Москва, И-110, ГСП, 1-й Рижский пер., 2 АО «Внешторгиздат» 127576, Москва, Илимская, 7 192