1 / 25

В.А. Игнатьев, В.В. Галишникова

АРХИТЕКТУРА — МИР,
В КОТОРОМ МЫ ЖИВЕМ
Учебное пособие

2-е издание (электронное)

Москва
«Интермедиатор»
2018
2 / 25

УДК 72(07)
ББК 85.11я7
И26
Рецензенты:
академик РААСН, доктор технических наук, профессор В. В Петров, заведующий кафедрой
теории сооружений и строительных конструкций СГТУ;
доктор архитектуры, профессор Д. Г. Донцов,
заведующий кафедрой архитектуры жилых и общественных зданий
Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета

И26

Игнатьев, Владимир Александрович
Архитектура — мир, в котором мы живем [Электронный ресурс] : учебное
пособие / В. А. Игнатьев, В. В. Галишникова. — 2-е изд. (эл.). — Электрон.
текстовые дан. (1 файл pdf : 275 с.). — М. : Агентство электронных изданий
«Интермедиатор», 2018. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe
Digital Editions 4.5 ; экран 10".
ISBN 978-5-91349-050-6
Посвящено проблеме повышения уровня взаимопонимания между архитекторами и
инженерами-конструкторами, строителями в их совместной профессиональной деятельности.
Дает возможность архитекторам расширить свои представления о работе конструкций,
их функциональных и эстетических свойствах, законах их построения, о достижениях и
тенденциях в развитии строительной науки, информационных и компьютерных технологий, а инженерам-конструкторам получить систематизированные сведения об азах архитектуры и выдающихся произведениях зодчества, истории развития архитектуры, ее проблемах, философских аспектах архитектуры, как вида искусства.
Для студентов и специалистов строительных и архитектурных направлений и специальностей, а также широкого круга читателей, проявляющих интерес к архитектуре как
виду искусства.

УДК 72(07)
ББК 85.11я7

В оформлении обложки использованы фотографии А. Г. Яковлева.
Деривативное электронное издание на основе печатного издания: Архитектура — мир,
в котором мы живем : учебное пособие / В. А. Игнатьев, В. В. Галишникова ; М-во образования
и науки Рос. Федерации, Моск. гос. строит. ун-т. — М. : Изд-во МИСИ—МГСУ, 2014. — 274 с.
— ISBN 978-5-7264-0931-3.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации.
ISBN 978-5-91349-050-6

© Национальный исследовательский
Московский государственный
строительный университет, 2014
© Агентство электронных изданий
«Интермедиатор», 2017

Памяти
профессора Сергея Иосифовича Вольвича (1910–1970),
своими работами оказавшего огромное влияние
на научную судьбу авторов этой книги

4 / 25

ОГЛАВЛЕНИЕ
От авторов
Введение. Архитектура и ее место в жизни человека и общества
1. Краткая история развития архитектуры
и строительного искусства с инженерной точки зрения
1.1. Доисторический период
1.2. Архитектура Древнего мира
1.3. Античное строительное искусство
1.4. Архитектура Древней Греции
1.5. Архитектура Древнего Рима (753 г. до н. э. –– V в. н. э.)
1.6. Новые функции архитектуры в христианстве
1.7. Византийская архитектура
1.8. Архитектура дороманского периода
1.9. Романская архитектура
1.10. Готическая архитектура
1.11. Архитектура Эпохи Ренессанса
1.12. Архитектура Барокко
1.13. Архитектура XVIII––XIX в.
1.14. Архитектура первой половины XX в.
1.15. Архитектура второй половины XX в. Современная архитектура
2. Архитектура для всех: прочность, польза, красота. Почему так?
2.1. Прочность
2.2. Конструкции
2.3. Материалы
2.4. Из истории возникновения и развития базовых элементов
2.5. Польза (функция, форма)
2.6. Красота. Как ее измерить?
2.7. Стандартизация, типизация
2.8. Декор
2.9. Свет и цвет в архитектуре
2.10. Экология визуальной среды
2.11. Архитектура и город
Заключение
Библиографический список

5

5 / 25

6
7
13
13
16
27
30
35
44
45
48
49
52
57
60
61
71
89
101
101
114
153
167
210
224
250
253
256
262
265
269
271

ОТ АВТОРОВ
Данная книга — не учебник. Ее основная цель — показать будущим архитекторам и инженерам-строителям тесную взаимосвязь этих двух профессий и необходимость взаимопонимания в их будущей профессиональной
деятельности.
Для того чтобы в дальнейшем мог возникнуть продуктивный диалог архитектора и инженера-конструктора, необходимо поднять уровень компетентности инженеров-конструкторов в области архитектуры с точки зрения истории
ее развития и достижений, тенденций и проблем и одновременно дать возможность архитекторам расширить свои представления о работе конструкций,
свойствах материалов и обо всем том, что может быть математизировано и
позволяет создать математическую и визуальную модель сооружения и спрогнозировать его физические и эстетические свойства.
Инженеры-конструкторы имеют, к сожалению, разрозненные сведения об
азах архитектуры и выдающихся произведениях зодчества и мало знают о том,
какие конструктивные решения и материалы использованы при их создании,
какими средствами достигается их эмоциональное воздействие на человека.
Точно так же архитекторам необходимо понимать и знать, на каких физических законах основана работа конструкций, их функциональные и эстетические свойства, насколько может расширить возможности архитекторов знание
законов построения конструкций, свойств новых материалов, законов строительной физики и т.д.
Важно также иметь представление о достижениях и тенденциях в развитии строительной науки и техники, информационных и компьютерных технологий.
Авторы сознательно избегают перечисления, описания и оценок выдающихся произведений зодчества, чтобы избежать участия в ожесточенных спорах архитекторов по тем или иным сооружениям или направлениям в архитектуре. Обо всем этом написано много прекрасных книг, перечисленных в списке литературы [11, 15, 16, 20, 24…26, 31, 35, 36, 38, 42, 46 и др.]. «Прочность,
польза, красота», Витрувий «Десять книг об архитектуре» (24—14 гг. до н. э.).
При подготовке рукописи к изданию большой вклад был внесен доцентом
В.В. Габовой, за что авторы выражают ей свою глубокую благодарность.

6

6 / 25

ВВЕДЕНИЕ.
АРХИТЕКТУРА И ЕЕ МЕСТО В ЖИЗНИ
ЧЕЛОВЕКА И ОБЩЕСТВА
Со времени появления человеческого общества строительство было главным занятием людей. Они строили везде и всю жизнь.
Вначале это было использование всего того, что давала готовым
сама природа: пещеры, ямы, навесы скал и т.д. Позже люди освоили
изготовление каменных орудий труда и стали строить первые укрытия
и жилища из ветвей, жердей, глины, тростника для защиты от холода,
жары, дождя, ветра.
Стены жилищ, кровля — это то, что пришло на смену первобытному естественному покрову и звериной шкуре.
Древний человек боялся природы и одновременно старался защититься от нее и создавать себе более комфортные условия для жизни.
Естественная природа воспринималась им одновременно и как враждебная, и как красивый беспорядок.
Создание для себя комфортных условий и обозначение своего присутствия требовало внесения порядка в этот природный беспорядок. В
этом человек брал пример также у живой природы, видя в конструкциях деревьев, растений, цветов, в их цветовых гаммах пример преодоления беспорядка и хаоса. На всем протяжении своей истории человек
сознательно или интуитивно подражал природе в своей архитектурностроительной деятельности.
Архитектура возникла тогда, когда человек стал регулярно заниматься земледелием.
Вместо того чтобы охотиться и собирать растения, как это делали
их предки, люди стали стремиться иметь жилища вблизи от возделываемых полей. Этот новый образ жизни возник на берегах Нила и в так
называемом Междуречье — плодородной равнине между Тигром и Евфратом, а также на восточном побережье Средиземного моря. Первые
города и первая архитектура возникли в странах, которые мы теперь
называем Египтом, Израилем, Ираком и Ираном.
Есть важное различие между строительством и архитектурой. Даже
звери могут строить. Термиты создают сложные сооружения в австралийской саванне. Птицы строят гнезда. Построенные на основе ин7

7 / 25

стинктивного разума пчелиные соты обнаруживают непревзойденные в
природе по геометрии и экономичной материалоемкости качества.
Однако только человек создал архитектуру. Проще говоря, речь
идет о том, что наука и строительное искусство возникли в тот момент,
когда строительное сооружение превратилось из защищающей конструкции в самостоятельное произведение искусства.
Развиваясь на протяжении тысячелетий, архитектура становилась,
по выражению К. Маркса, «очеловеченной природой». Средствами архитектуры человек преобразовывал окружающую природную среду,
проявляя организующую, упорядочивающую силу и утверждая свою
власть над хаотическими, разрушительными силами природы.
Архитектура, а точнее архитектурные сооружения и комплексы,
создает необходимые условия для материальной и духовной жизни общества. В то же время она оказывает большое эмоциональное и идейное воздействие на людей.
Выразительные возможности архитектуры — это, прежде всего,
материал, конструкция, цвет, форма. Причем последние два чаще всего
являются производными от двух первых.
Вся истории архитектуры — это непрерывный процесс совершенствования и отбора ее выразительных средств, напрямую зависевших
от уровня развития строительной техники и потребностей общества.
В свою очередь уровень развития строительной техники и строительного искусства у каждого народа и государства определялся природными географическими и климатическими условиями, уровнем связей между различными государствами и народами.
Вся история человечества — это история его строительного искусства (строительных сооружений). В каждом архитектурном стиле отражается действительность общества, а также его идеалы и мечты, выраженные в произведениях строительного искусства [2, 20, 24, 31, 38, 56 и
др.]. Вот почему так не похожи архитектурные стили Китая и Древней
Греции, Древнего Египта и Камбоджи, Северной Руси и Византии.
Египетские пирамиды не могли быть воздвигнуты в лесах Северной Руси, Кельнский собор не мог быть построен в Японии.
Архитектура всегда была одним из основных способов выражения
или отражением социальной культуры общества. Поэтому она всегда
динамична, всегда идет от прошлого к будущему, иногда заглядывая в
это будущее.
С развитием общества меняются его потребности и эстетические
взгляды, оценки прошлого. Так, например, большинство современных
8

8 / 25

архитекторов считает готические соборы великолепными памятниками средневекового зодчества, а известный архитектор раннего итальянского Ренессанса (Возрождения) Филарете проклинал готическое
искусство.
Так же высоко оценивается сегодня архитектура эпохи барокко.
Однако представители стиля классицизма начала XIX в. считали стиль
барокко антихудожественным.
Архитектура всегда была связана с необходимостью отвечать не
только эстетическим, но и утилитарным требованиям. Достижение гармонии не может ограничиться только лишь высоким качеством архитектурной композиции, т.е. ее художественной выразительностью.
Поэтому мы говорим сегодня, как и античный архитектор Витрувий, о трех сторонах архитектуры: функциональной (имеется в виду
назначение сооружения или то, ради чего оно построено), инженерноконструктивной (прочность) и художественно-эстетической (красота).
«Прочность, польза, красота» — античная формулировка Витрувия актуальна и для современной архитектуры как перечень критериев оптимальности сооружений при постановке задачи, как математической задачи многокритериальной оптимизации. В них, конечно, не учтены такие критерии, как экономичность, технологические и экологические
ограничения.
В эпоху античности рабская рабочая сила и низкий уровень техники не давали повода даже подумать об этом.
Профессия архитектора в древности имела очень высокий статус,
так как храмы и дворцы строились для фараонов, царей, жрецов и правящей элиты. Все приемы строительного искусства и технологий составляли тайну архитектора и передавались по наследству.
Впоследствии происходило расширение границ архитектурной деятельности, так как круг заказчиков стал пополняться частными лицами, имеющими высокий уровень богатства.
С конца XIX в. архитектурная профессия становится ориентированной на потребности широких слоев населения, на массовое строительство городов, зданий и сооружений.
Это привело и к принципиальным изменениям в характере взаимоотношений архитектора с обществом.
Огромный размах строительства в конце XIX в. и начале XX в.,
связанного с бурным ростом промышленного, транспортного и гражданского строительства и имевшего главным образом утилитарный,
коммерческий характер, привел, как и во всех областях производства, к
9

9 / 25

разделению труда, т.е. к разделению профессий архитекторов и инженеров. Как следствие, архитектор потерял свое ведущее творческое
значение в строительстве и сложившийся веками единый творческий
процесс создания архитектурных сооружений был нарушен. Индустриализация строительства, унификация и стандартизация еще более ослабили роль архитектора [25].
По сути ему была отведена роль декоратора, оформителя фасадов и
интерьеров зданий, возводимых инженерами. При этом он был вынужден также по воле и прихоти заказчика делать это в требуемом историческом стиле, независимо от функционального назначения сооружения
и совместимости с окружающей архитектурной средой.
За последние сто лет понятия (термины) «искусство» и «наука»
применительно к архитектуре изменили свое содержание полностью.
Современная строительная наука включает теперь изучение грунтов,
конструкций и материалов, строительную физику (отопление, освещение, акустика, водоснабжение, водоотведение и т.д.), экономику, а в
самое последнее время — применение информационных и компьютерных технологий в проектировании.
Инженерно-строительная деятельность человека распространилась
не только на землю, но и на воду и космос.
Влияние создаваемой им среды — природно-технической системы
(ПТС) — на естественные процессы, делающие возможной жизнь на
Земле, стало столь велико, что возникла опасность катастрофы [8, 21,
22]. Поэтому крайне важно преодолеть нежелание, а зачастую и непонимание и неумение предвидеть и предупреждать эти катастрофы.
Крайне важным в связи с этим является разрабатываемый в последние годы экосистемный подход к обеспечению комплексной безопасности инженерно-строительной деятельности, в основе которой
лежит методология «направленного развития» общества [33, 34].
Сущность экосистемного подхода к организации инженерностроительной деятельности заключается в представлении инженерных
сооружений (объектов строительства) в качестве элементов функциональных подсистем, создаваемых природно-технических систем
(ПТС) [51].
Экосистемный подход к обеспечению комплексной безопасности
инженерно-строительной деятельности предполагает приоритет обеспечения экологической безопасности, т.е. предупреждение опасных
необратимых нарушений динамического равновесия между природными и антропогенными компонентами ПТС.
10

10 / 25

Технологическая (функциональная) безопасность подсистемы «инженерное сооружение — природная среда» характеризуется показателями прочности, устойчивости, стабильности и надежности на всех стадиях жизненного цикла, которые всегда могут быть представлены в численном виде.
Социальная безопасность подсистемы оценивается по критериям
социальной напряженности, характеризующим качество преобразований среды обитания: комфортность, эстетичность, информационное
обеспечение принятия управляющих решений на основе комплексного
мониторинга. Эти показатели определяются экспертным путем и поэтому не имеют пока нормативных численных величин.
Сложившийся во второй половине XX в. высокий уровень развития
информационных, телекоммуникационных и вычислительных технологий создал условия для выработки нового подхода как к генерации
идей, так и к оценке архитектурных и инженерных решений в строительстве.
Необходимость такого подхода вызвана, прежде всего, тем, что последние достижения науки и техники приносят человечеству не только
выгоду, но и таят в себе потенциальную опасность (Чернобыль, СаяноШушенская ГЭС и т.д.). Многочисленные аварии и катастрофы инженерных сооружений подтверждают это.
С другой стороны, понятно, что остановить научно-технический
прогресс невозможно и потому необходимо достигать разумного
компромисса между достижениями науки и техники и природой [8,
21, 22].
Ученые и специалисты в области архитектуры и строительства
столкнулись в последние три десятилетия с необходимостью разработки теории и практического применения создаваемых на ее основе интеллектуальных систем управления инженерными сооружениями и их
комплексами, или так называемыми природно-техническими системами (ПТС) [9, 10, 51].
Основная задача таких систем в кибернетической постановке —
идентификация ситуаций и управление сценарием работы системы.
В настоящее время решаются или решены лишь отдельные фрагменты этой задачи, включающей в себя такие области, как архитектура, конструкции, материалы, системы управления, трансляция информации и коммуникации, управление технологическими и жизненными
циклами сооружений, функциональное соответствие, экология, комфорт и т.д.
11

11 / 25

Актуальностью решения задачи объясняется тот факт, что практика создания систем управления зданиями опережает разработку общей теории. То, что мы сегодня называем архитектурой, всего лишь
оболочка, граница между внешним (открытым) и внутренним пространством, которое определяет характер функционального использования, а значит, и утилитарный смысл, человеческую полезность архитектуры.
Архитектуре, как уже отмечено выше, свойственны устойчивость и
долговечность, и эти ее свойства обеспечиваются конструкцией. Конструкция воспринимает механические, тепловые и прочие нагрузки,
противостоит всем воздействиям внешней среды.
Архитектурное сооружение — архитектурное пространство имеет
не только утилитарный смысл, но и художественное содержание, определяющее уровень его эстетического воздействия.
Необходимо всегда помнить, что эстетическая неполноценность
постройки чаще всего оценивается и быстрее, и острее, чем ее функциональные или конструктивные недостатки.
Итак, функция, конструкция, форма. Три составляющих единого
архитектурного целого, по Витрувию.
В этой его формуле все члены равны — среди них нет главных и
второстепенных. Стоит одной из составляющих потеснить две другие — и архитектура исчезает. Остается строительство, инженерия,
декорация, но не высокое искусство архитектуры. В том и состоит
главная сложность профессии архитектора — умение сочетать вещи,
казалось бы, несовместимые: рациональность и экономичность функционального решения, надежность и изящество конструкции, гармоничность и выразительность формы. Не всегда это удается даже одаренным и опытным архитекторам.

12

12 / 25

1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬНОГО ИСКУССТВА
С ИНЖЕНЕРНОЙ ТОЧКИ ЗРЕНИЯ
Во всяком деле надо знать
историю его развития.
М. Горький

1.1. ДОИСТОРИЧЕСКИЙ ПЕРИОД
Доисторический период развития человечества делится условно на
следующие временные этапы: палеолит, неолит, бронзовый и железный
века.
Начало строительной деятельности связано с постройкой первых
примитивных жилищ с помощью каменных орудий труда и относится к
эпохе палеолита.
Уже в конце ее начинается эстетическое осмысление простейших
конструктивных систем и их элементов, появляются зачатки изобразительного искусства и художественно-технического строительства, т.е.
архитектуры [38, 7, 56].
В эпоху неолита (новокаменного века) возможности человека выросли за счет накопившегося опыта, более совершенных каменных
орудий труда. В это время уже строят жилища из дерева, прутьев, глины, тростника. Самые древние из найденных археологами на территории современной Турции укрепленных поселений относятся к VI тысячелетию до н. э.
Самыми древними дошедшими до нас из позднего неолита являются мегалитические сооружения. Это название сооружений, относящихся к каменному веку, происходит от греческих слов «мегас» — «большой» и «литос» — «камень».
К таким сооружениям относятся менгиры и дольмены (5000—
2000 гг. до н. э.). Менгир представляет собой вертикально поставленный большой высоты (до 20 м) грубо обработанный камень. Хотя
«менгир» — кельтское слово, но такие сооружения сохранились и в
других странах Европы, Северной Африки, в Индии и в Японии.
Дольмены (по-бретонски «дол» — «стол», «мен» — «камень») являются более сложными сооружениями, выполненными в виде каменной плиты, опертой на два высоких вертикально поставленных камня.
13

13 / 25

Менгиры и дольмены воздвигались предположительно как культовые сооружения или в честь выдающихся событий или лиц.
Несколько дольменов, поставленных вплотную друг к другу, образовывали уже монументальное сооружение, которое могло использоваться в различных целях (погребальная камера, первобытный храм для
почитания божеств и т.д.) (рис. 1).
Более сложным и самым молодым (1600 г. до н. э.) мегалитическим
сооружением является кромлех (по-бретонски «кром» — «круг»,
«лех» — «камень»). Из дошедших до наших дней кромлехов самым
значительным является Стоунхендж (Англия).
Это сооружение состоит из расставленных регулярно по кругу вертикальных обработанных камней, связанных между собой каменными
плитами — перемычками. Стоунхендж в известном смысле можно считать предшественником стоечно-балочной системы и колоннады, получившими в дальнейшем развитие в архитектуре древних государств:
Месопотамии, Египта, Персии, Китая, Японии и т.д.
История архитектуры неразрывно связана с историей строительного искусства и строительной техники.
Историю строительного искусства можно четко разделить на две
части: первую (раннюю), когда методы строительства были главным
образом эмпирическими, и вторую, в период которой технология
строительства во всевозрастающей степени базировалась на научной
основе.
От древности и Средних веков осталось мало архитектурного
наследия, за исключением культовых и погребальных сооружений. От
многих сооружений сохранились лишь отдельные фрагменты, а целый
их ряд, несомненно, человечеством забыт.
Недостаточная прочность каменной кладки на растяжение обусловила ограниченность пролетов всех сооружений и в значительной мере
определила их форму. Монументы, дошедшие до наших дней от древнейших цивилизаций, чаще всего представляют собой нагромождения
из камня и глинобитного кирпича либо каменную облицовку искусственного или природного холма.
Информацию о строительной науке в древние времена и в Средневековье обнаружить очень трудно. Полностью отсутствует информация
о цивилизациях Древней Индии: хотя проведенные раскопки позволяют
распознать решения планов и понять некоторые архитектурные особенности сооружений, но они мало говорят о конструкциях в наземных
частях.
14

14 / 25

г

д

Рис. 1. Мегалитические сооружения эпохи первобытно-общинного строя:

а — менгир; б — дольмен; в — кромлех; г –– Стоунхендж, Солсбери, Англия,
1-я четверть 3-го — сер. 2-го тыс. до н. э.; д –– кромлех в Стоунхендже, в Англии

15 / 25

Разрушение многими завоевателями вследствие варварского обычая наиболее значительных и ценных зданий и построение на их развалинах своих собственных сооружений тоже приводит к трудностям в
понимании истории архитектуры.
1.2. АРХИТЕКТУРА ДРЕВНЕГО МИРА
Уже в глубокой древности примерно 9000—8000 лет до н. э. люди
посредством грандиозных сооружений начали стремиться к звездам.
Священники и жрецы поднимались по лестницам этих построек, чтобы
встретиться с богами или дать им возможность спускаться к людям.
Церкви и храмы строились в честь богов или святых. Архитектура
служила своего рода лестницей на небо.
Строительное искусство Месопотамии. В плодородном бассейне
рек Тигра и Евфрата, называемом Месопотамией, в период 3-е тыс. до
н. э. — V в. до н. э. существовали такие государства, как Шумер, Вавилония, Ассирия, Персия.
Еще в VII в. до н. э. в Вавилоне — столице Вавилонии — ассирийским царем Ассархадоном была построена знаменитая «Вавилонская
башня до небес», как упоминается в Библии. Она имела в высоту 90 м и
семь этажей разного цвета (рис. 2).
Не менее знаменитыми были висячие сады, построенные в Вавилоне царем Навуходоносором для его жены Семирамиды и получившие
название второго чуда света.
Оригинальность решения, позволившего поднять сады на высоту
100 м, состояла в том, что массивные каменные площадки лежали на
мощных сводах из сырцового кирпича, опиравшихся на высокие каменные колонны.
Такая конструкция позволила расположить на перекрытии террасы-уступы с садами на них.
Этими висячими садами спустя 200 лет после их сооружения восхищался завоевавший Вавилон Александр Македонский. Через
1000 лет от всех вызывавших когда-то восхищение сооружений не
осталось ничего: выполненные из сырцового кирпича, они разрушились
от времени, наводнений.
Одним из величайших и впечатляющих ранних храмовых сооружений является зиккурат (ступенчатая пирамида) в шумерском городе Ур
(рис. 3).
16

16 / 25

а

б
Рис. 2. Вавилон, святилище бога Мардука (Вавилонская башня):
а –– реконструкция; б –– репродукция картины Питера Брейгеля старшего
(1530—1569 гг.) «Строительство Вавилонской башни»

17 / 25

а

б
Рис. 3. Зиккураты:

а –– зиккурат в Уре, конец 3-м тыс. до н. э.;
б –– зиккурат в Вавилоне, VII—VI вв. до н. э.

18 / 25

В Месопотамии не было ни строевого леса, ни легкого в обработке камня. Поэтому основным строительным материалом были сырцовый и обожженный глазурованный кирпич (рис. 5, г), а основу всех
конструкций составляли мощные многометровые по толщине стены
(рис. 4, а).
Иногда наружную сторону стен облицовывали глазурованными
кирпичами, образующими определенный орнамент или огромные изображения людей (рис. 4, б, в).
Из высушенного на солнце сырцового или обожженного кирпича
возводили и необходимые для преодоления пролетов конструкции: арки, своды, купола, заменявшие дорогие деревянные балки. Особенность
этих конструкций из кирпича состоит в том, что в них не возникают
растягивающие напряжения, а возникающий распор гасится в массивных стенах (рис. 4. б, в).
В Месопотамии и Персии были, очевидно, впервые применены
при строительстве сооружений простейшие цилиндрические своды
(рис. 5, а, б).
В Древней Персии, унаследовавшей строительное искусство Месопотамии, также не было строительного леса, но глины и камня было в
избытке.
Своды и купола Ассирии были взяты персидскими строителями за
основу. Ими были разработаны приемы безопалубочного возведения
куполов. Благодаря применению обожженного кирпича и известкового
раствора им удалось увеличить перекрываемые пролеты: 27 м — пролет свода дворца царя Хозроя в Ктесифоне, столице Сасанидского Ирана (рис. 5, в). Грандиозные сводчатые залы этого дворца явились вершиной сводчато-купольных форм в странах Передней Азии.
Строительное искусство Месопотамии, созданное народами Шумерии, Ассирии и Вавилонии в течение тридцати веков до н. э., технологии изготовления кирпича и строительства из него и известкового раствора в качестве вяжущего сложных конструкций проникли через Персию и впоследствии пришли в Рим и на Восток, включая Индию.
В течение многих столетий камень был единственным строительным материалом, применявшимся для сооружения арок, сводов и
стен.
Искусство архитектора-строителя было высоко почитаемым как в
Месопотамии, так и в Древнем Египте. Как правило, строители пирамид и храмов занимали самые высокие должности при дворах царей и
фараонов.
19

19 / 25

а

б

в
Рис. 4. Дворец Саргона II в Дур-Шаррукине:

а –– общий вид; б –– главный вход, 711—707 гг. до н. э.;
в –– главный вход (графическая реконструкция), VIII в. до н. э.

20 / 25

а

б

в
Рис. 5 (начало). Сводчатые конструкции

21 / 25

г
Рис. 5 (окончание). Сводчатые конструкции:

а, б –– сводчатые конструкции Ирана эпохи Сасанидов (дворец в Фирузабаде, III в.);
в –– развалины дворца в Ктесифоне близ Багдада (Ирак), построенного в III в.
Выложенный из кирпича 100-метровый фасад богато украшен колоннами и арками,
не несущими каких-либо конструктивных функций. Землетрясение 1880 г. разрушило
значительную часть фасада дворца; г –– глазурованный кирпич. VII—VI вв. до н. э.
(Древняя Месопотамия. «Ворота Иштар» из Нового Вавилона)

Строительное искусство Древнего Египта (3200 г. до н. э. —
1100 г. до н. э.) столь же древнее, как и искусство Месопотамии.
Древние египтяне считали обязательным сохранение мумий умерших людей, так как они верили, что душа человека продолжает жить,
если его тело сохранилось. Мумии хранились в пустых гробницах для
простых людей, в мастабах — мумии знати. Для мумий фараонов еще
при их жизни сооружались огромные пирамиды (рис. 6, а. б).
Мастаба (по-арабски «скамья») — каменная гробница — имела
форму усеченной пирамиды.
Пирамиды первоначально возникли в виде ступенчатой надстройки
мастабы. Так была построена около 2800 г. до н. э. ступенчатая пирамида Джосера в Саккара, относящаяся к древнейшим монументальным
сооружениям (рис. 6, а). Ее высота — 60 м, размеры в плане 107х116 м.
22

22 / 25

Египетские пирамиды, сохранившиеся до нашего времени, являются древнейшими и грандиознейшими сооружениями в истории строительства. Пирамида Хуфу (Хеопса) высотой 146,5 м, имеющая в основании квадрат со стороной 233 м, — одно из семи чудес света. Она построена из 2 300 000 каменных блоков весом от 2 до 30 тонн. На ее
строительстве одновременно в течение 20 лет работало 100000 рабов
(рис. 7). Вплоть до возведения в 1889 г. Эйфелевой башни в Париже
пирамида Хеопса оставалась самым высоким сооружением на Земле.
При возведении пирамид хотя и решались отдельные инженерные
задачи, но серьезных пролетных конструкций они не содержат. Пирамиды скорее представляют собой скульптурное сооружение, подчиненное строгим правилам ориентации и геометрии форм. Их основное
назначение — символизировать божественность, вечность и неизменность власти фараонов и ничтожество простых смертных.

а

Рис. 6. Пирамиды:

б

а –– ступенчатая пирамида Джосера в Саккара; б –– пирамида в Дашуре

Рис. 7. Поперечный разрез пирамиды Хеопса

23

23 / 25

а

б

Рис. 8. Колонны:

а –– перекрытие колонного зала каменными плитами; б –– башни-пилоны

Рис. 9. Стоечно-балочные конструкции в Древнем Египте:

а — конструкция покрытия и световых проемов; б — поперечный разрез;
в — древнеегипетские колонны

24 / 25

Рис. 10. Египетские колонны

а

б

в
Рис. 11 (начало). Колонны и капители

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

25 / 25

г

д

Рис. 11 (окончание). Колонны и капители:

а –– обелиск –– материализованный «луч солнца»; б –– египетский пилон
и многоугольная в плане колонна; в –– капители: лотосовидная (1), композитная (2),
с головой Хатор (3), пальмовидная (4); г –– египетские колонны;
д –– интерьер храма Амона в Карнаке, I в. до н. э.

Египетские храмы — это жилище бога. Поэтому размеры их конструктивных элементов колоссальны. Храм состоял из открытого квадратного в плане двора, окруженного колоннадой, перед которым стояли
мощные башни-пилоны, перекрытого колонного зала и святилища, перекрытого каменными плитами, опертыми на стены (рис. 8, а, б). Колонны выполнены из известняка, а балки и плиты — из песчаника. Малая прочность балок и плит на изгиб обусловила малый шаг колонн.
Размеры колонн и их число огромны. Так, в храме Амона Ра в Карнаке, построенном в начале XII в. до н. э., 16 рядов колонн диаметром
3,5 м и высотой 20 м (рис. 8, 9, 10, 11, д).
26

1 / 25

Египтяне не использовали сводов при строительстве храмов, хотя и
знали эти конструкции, судя по их наличию в погребальных камерах
пирамид.
Вес тяжелых каменных балок и плит перекрытия несли стены, пилоны и колонны. Последние были самые разнообразные: в одних случаях имели простое квадратное сечение, в других — многогранное
(рис. 11, а, б, г). Стволы колонн иногда имели канеллюры. Капители
египетских колонн имели своеобразную форму цветков лотоса, папируса или листьев пальмы (рис. 11, в).
Для архитектуры Древнего Египта в целом свойственны преимущественно балочные и стоечно-балочные пролетные конструкции.
1.3. АНТИЧНОЕ СТРОИТЕЛЬНОЕ ИСКУССТВО
В конце XIX в. археологами была открыта микенская, а в начале
XX в. — более ранняя критская культура, называемая иногда «минойской». Возникновение их относится к 3-му тысячелетию до н. э., а расцвет — ко 2-му тысячелетию до н. э.
Обе эти культуры эгейского мира являются связующим звеном
между ранними культурами Востока и античностью и одновременно
первой развитой древней европейской цивилизацией.
От первоначальных дворцовых комплексов до нашего времени
остались только части фундаментов. По ним и отдельным фрагментам
можно понять, что в этих дворцах, как, например, дворец Кносса, имелись водопровод, ванные комнаты, канализация.
Необходимо отметить, что, вероятно, в один и тот же период времени и в странах минойской культуры, и в Месопотамии, и в Древнем
Египте люди научились делать проемы в стенах, не прибегая к перемычкам. Для этого слои каменной кладки напускались друг над другом с
двух сторон от проема, пока они не смыкались посередине. Образованный таким образом проем получил название ложного свода (рис. 12,
а, б). В такой конструкции возникающий от вышележащей вертикальной
нагрузки распор воспринимается и гасится кладкой стен (рис. 12, в).
Ложный свод явился предшественником арки, свода и купола.
Наиболее сохранившимися и интересными с точки зрения строительного искусства сооружениями являются гробницы. Они представляют собой круглые в плане подземные помещения с перекрытием в
виде ложного купола. Наиболее известной является расположенная недалеко от Микен гробница — так называемая Сокровищница Атрея
27

2 / 25

диаметром 14 м и высотой купола 13 м. Ложные своды перекрывают
коридоры в микенских крепостных сооружениях (рис. 13, а).
Интересны также входные ворота в Микенский акрополь — так
называемые Львиные Ворота. Над большим каменным блоком — перемычкой над проемом входа — оставлено треугольное отверстие в
стене, позволяющее уменьшить нагрузку в пролете перемычки от вышележащей кладки ближе к опорным столбам, т.е. устранить изгибающие моменты в каменной перемычке. Треугольное отверстие закрывалось для украшения плитой с барельефом (рис. 13, б).

а

б

в
Рис. 12. Ложные своды:

а –– ложный свод в подземном ходе крепости в Хаттусе, 2350—22 гг. до н. э.;
б –– вариант ложного свода; в –– выступающий портик гробницы Клитемнестры

28

3 / 25

а

б
Рис. 13. Ложные своды:

а –– галерея в оборонной стене
так называемой циклопической кладки; б –– Микены, входные ворота Акрополя

4 / 25

Дворцы представляли собой обширные и сложные сооружения в
несколько этажей. В качестве несущих элементов для плоских перекрытий использовались, как и в Древнем Египте, стены, пилоны и колонны, т.е. также использовалась стоечно-балочная система.
Главный, или центральный, зал дворца, так называемый мегарон,
представлял собой прямоугольное помещение, потолок которого поддерживался четырьмя столбами.
1.4. АРХИТЕКТУРА ДРЕВНЕЙ ГРЕЦИИ
Архитектура Древней Греции охватывает в своем развитии в основном VIII—I вв. до н. э.
Несмотря на то что греками было положено начало многим наукам
и создана база для развития инженерной науки, получившей применение при строительстве мостов, плотин и других сооружений, греческая
архитектура с конструктивной точки зрения оставалась простой. Главными ее элементами были стена и стоечно-балочная система. Арки,
своды и купола были известны грекам, но они не нашли широкого распространения из-за их меньшей сейсмостойкости по сравнению с балками перекрытия, не создающими распора при нагружении.
Стоечно-балочная система получила свое наивысшее художественное развитие в виде определенных художественных форм — ордеров,
позволяющих выявить с помощью отдельных архитектурных элементов, соответствующих пропорций и композиционного ритма красоту
конструкции и представить все сооружение как единое целое (рис. 14).
В то же время она оказалась ограниченной в своем дальнейшем развитии небольшими размерами перекрываемых каменными балками пролетов, зависевших от диаметра колонн (1,5—3,5 диаметра, т.е. 4—4,5 м).
Основной задачей древнегреческого строительного искусства было
возведение храмов.
Первые храмы начали строиться уже в VIII в. до н. э. Их планировочную основу составил микенский мегарон. В течение VII—VI вв. до
н. э. сложились характерные греческие стили — ордера (рис. 15).
Основным строительным материалом для стен был сырцовый кирпич. Обожженный кирпич использовался довольно редко. Жилые дома
строились в основном из сырцового кирпича, но иногда применялся и
обожженный. Общественные здания строились из камня. Каменную
кладку выполняли сухим способом без применения раствора. Для
устойчивости при землетрясении каменные блоки сцеплялись большим
30

5 / 25

количеством металлических штырей, скоб или шипов. В культовых сооружениях кирпичные стены облицовывались каменными плитами.
Некоторые из них, как новый Акрополь, построенный Периклом, были
из мрамора.

а

б

Рис. 14 (начало). Стоечно-балочные конструкции

31

6 / 25

в

г

Рис. 14 (окончание). Стоечно-балочные конструкции:

а –– Парфенон в Афинском Акрополе (447—432 гг. до н. э.); б –– дорический орден
храма Посейдона в Пестуме; в –– алтарь Зевса в Пергаме. Общий вид. Реконструкция;
г –– пергаменский алтарь Зевса. Фрагмент. Лестница входа

7 / 25

а

б

в

г
Рис. 15 (начало). Ордера

8 / 25

д

Рис. 15 (окончание). Ордера:

е

а –– дорический ордер; б –– ионический ордер; в –– ионическая капитель;
г –– коринфская капитель; д –– дорический ордер; е –– ионический ордер

Вершиной развития античной греческой архитектуры являются
храмы ансамбля Акрополя в Афинах — Парфенон, Эрехтейон и храм
Ники Аптерос. Главное сооружение Акрополя храм Парфенон, возведенный в 447—438 гг. до н. э., считается одним из самых совершенных
произведений мирового зодчества (рис. 16).

Рис. 16. Акрополь в Афинах (V в. до н. э.). Общий вид

34

9 / 25

В эпоху эллинизма в странах бывшей империи Александра Македонского получают развитие новые типы зданий: дворцы монархов, библиотеки, инженерные сооружения. Архитектура этого периода характеризовалась усилением декоративности с одновременным сохранением
конструктивных и художественных традиций греческой архитектуры.
Основанная на классической греческой архитектуре, архитектура
периода эллинизма впитала в себя также строительную культуру и традиции народов эллинистических государств. Она стала в свою очередь
одним из важнейших источников для развития древнеримской архитектуры. С 146 г. н. э. Греция стала Римской провинцией.
1.5. АРХИТЕКТУРА ДРЕВНЕГО РИМА
(753 г. до н. э. — V в. н. э.)
Строительство храмов, которое в античной Греции было главной
целью архитектуры, в Риме уходит на второй план. В отличие от греков
архитектурное творчество римлян характеризуется преобладанием
гражданских зданий над храмами и культовыми сооружениями.
В своем строительстве они широко использовали достижения своих соседей и предшественников — греков и этрусков, опыт строителей
из своих провинций — наследников культуры Месопотамии, Персии и
эллинистических государств.
У них они позаимствовали и развили конструкцию цилиндрического свода, ввели в употребление и довели до уровня искусства сводчатые
и купольные конструкции и арки.
Для решения новых задач, связанных с гражданским строительством и необходимостью в сооружениях с большими пролетами для
проведения многолюдных мероприятий, греческая стоечно-балочная
конструктивная система с ее помещениями, загроможденными колоннами или столбами, поддерживающими перекрытия, была слишком
простой и неудобной.
Основой конструктивных систем римских строителей стало широкое использование пилонов, арок, сводов и куполов. Соединение этрусского опыта их возведения и греческой архитравной (стоечнобалочной) системы привело к выработке новой типично римской архитектуры, характеризующейся размахом и масштабностью.
В Риме строились сложные в инженерном смысле сооружения:
термы, цирки, амфитеатры, храмы, мосты и акведуки. Некоторые из
них, построенные еще в I в. н. э., сохранились до наших дней.
35

10 / 25

Для сооружений использовались различные материалы — камень
и кирпич. В кладке часто применялось чередование слоев камня и
кирпича.
На начальном этапе развития строительства кладка из камня выполнялась из блоков с тщательно обработанной поверхностью.
Примерно во II в. н. э. получила распространение новая технология
получения быстро твердеющей строительной смеси, позволяющей возводить монолитные сооружения без использования каменных блоков
или кирпичей. Эта смесь из извести и песка с каменным щебнем получила название римского бетона — эмплектона. Добавки в виде пуццолана — вулканического песка — придали этому бетону большую прочность и водонепроницаемость.
Изобретение нового материала позволило перейти к более дешевому способу кладки — грубо околотых каменных блоков или кирпичей
на раствор очень высокого качества.
Кладка стен римских сооружений выполняется различно для лицевой и внутренних поверхностей. Лицевая сторона выполняется чаще
всего из тесаного камня, а внутренняя — из грубо околотого камня на
растворе или полностью литая из раствора с щебнем.
Именно бетон открыл новые возможности для сооружения куполов
и сводов.
Особенностью римских бетонных сводов и куполов является кирпичный каркас из обожженного кирпича в виде арок (рис. 17).
Самым большим техническим достижением древнеримских строителей является непревзойденное за последующие две тысячи лет умение перекрывать большие пространства, свободные от внутренних
опор.
Самым выдающимся монументальным сооружением, дошедшим
невредимым до наших дней, в котором реализовано это умение, граничащее с гениальным инженерным чутьем, является купол римского
Пантеона — храма всех богов, построенного Аполлодором при императоре Адриане (115—125 гг.).
Бетонный сферический купол римского Пантеона диаметром 43 м
стал непревзойденным вплоть до начала ХХ в. большепролетным сооружением (рис. 18).
Он выполнен в виде кирпичного каркаса и заполнителя межреберного пространства — эмплектона, состав которого напоминает современный бетон.
36

11 / 25

Рис. 17. Конструкция купола Пантеона

а

б
Рис. 18. Интерьер Пантеона, Рим:

а –– в разрезе; б –– римский храм всех богов, построенный в 118—128 гг. н. э., представляет собой увенчанное куполом сооружение с потрясающим интерьером Зал имеет
диаметр 43,5 м и высоту 42,7 м, свет проникает через круглое окно (окулос) в куполе

12 / 25

Купол Пантеона предвосхитил конструктивную идею большепролетных железобетонных оболочек, реализованную после изобретения
железобетона — материала, позволяющего создавать любые пластические формы.
Технология бетона в кирпичной опалубке, примененная при строительстве Пантеона, была по достоинству оценена и с небольшими изменениями применена лишь в ХХ в. Бетонно-кирпичными были и своды терм Каракаллы (рис. 19).
Разделением пролетных конструкций на каркас и заполнением по
нему все последующие эпохи от готики до современности обязаны
римлянам.
В римской архитектуре важным выразительным средством наряду
со светотенью является цвет. Архитекторы с помощью комбинаций
цвета естественных материалов (мраморные плиты разных цветов,
цветная мозаика и т.д.) создают внутреннее пространство, соответствующее функции сооружения, увеличивая оптически его эмоциональное воздействие.
Свет во внутреннее пространство Пантеона попадает через круглое
отверстие диаметром 9 м в верхней части купола.
Римляне значительно усовершенствовали и развили как форму
сводов, так и их конструирование и технологию возведения. Наряду с
цилиндрическими сводами, передающими возникающий распор на толстые стены, они использовали крестовые своды.
Эти своды, образуемые пересечением двух полуцилиндров, передают возникающий распор на четыре угловые опоры, а не на всю стену.
Эта особенность создает возможность объединения пространств,
перекрываемых такими сводами, в любой комбинации.
Характерной чертой римской архитектуры является аркада. Соединение арочной и ордерной систем позволило достичь высокой степени
выразительности возводимых сооружений (рис. 19). Специфически
римскими сооружениями являются овальные в плане амфитеатры. Самый крупный из них — Колизей — вмещал до 80 тысяч зрителей
(рис. 20).
Инженерные сооружения римлян также относятся к величайшим
достижениям не только того времени, но и последующих веков вплоть
до конца XIX в.
К ним, прежде всего, относятся акведуки, мосты и дороги.
С конструктивной точки зрения акведуки представляют собой мостовые сооружения, состоящие из одноярусной или многоярусной си38

13 / 25

стемы высоких каменных пилонов и арок, в зависимости от глубины
преодолеваемого препятствия (рис. 21).
Древнеримская архитектура и строительное искусство достигли
высочайшего технического и художественного уровня и стали на последующие две тысячи лет основой для развития всего европейского, а
впоследствии и мирового искусства и архитектуры.

а

б
Рис. 19 (начало). Аркады

39

14 / 25

в

г

д
Рис. 19 (окончание). Аркады:

а –– театр Марцелла в Риме, закончен в 14 г. до н. э.;
б –– арки поставлены непосредственно на колонны (Римская аркада);
в –– арка Константина в Риме; г, д –– термы Каракаллы в Риме. III в.

15 / 25

а

б
Рис. 20 (начало). Овальный амфитеатр

16 / 25

в

г
Рис. 20 (окончание). Овальный амфитеатр:

а –– Колизей в Риме (I в. н. э.); б –– план Колизея; в –– общий вид несущей структуры
трибун римского Колизея; г –– общий вид здания Колизея. Полуколонны на фасаде в
сочетании с горизонтальным антаблементом выполняют лишь архитектурнохудожественные функции, являясь пластическими элементами,
декорирующими несущие столбы зданий

17 / 25

Рис. 21. Гардский акведук у г. Нима, Франция. I—II вв. н. э.

18 / 25

1.6. НОВЫЕ ФУНКЦИИ АРХИТЕКТУРЫ В ХРИСТИАНСТВЕ
После признания императорской властью в 313 г. христианства и
объявления его в 382 г. государственной религией в общественной и
хозяйственной жизни Римской империи произошли большие изменения, вызванные новой идеологией. Христианская религия требовала
перенесения культового действия внутрь храма в отличие от языческого, где молящиеся собирались рядом со зданием. Вследствие этого возникает раннехристианская архитектура с главным направлением —
строительством церквей. Требовались здания для проведения собраний
большого количества людей, взгляд и внимание которых обращены к
главному месту — к алтарю. Развитие церковного строительства и в
западных, и в восточных областях империи идет сначала одинаковым
путем использования известных конструктивных решений в виде куполов и сводов.
Однако догматические различия между католицизмом и православием привели к различиям и в развитии архитектуры, и, в частности, в
архитектуре храмов.
Для создания храма зодчие Византии применили архитектуру Рима
и Востока, широко использовав купол, поставленный в центре здания.
Купольный храм с центрической структурой стал основным типом
храмов на востоке.
В основу позднейших западных христианских храмов легла римская базилика — общественное здание в городах Римской империи,
использовавшееся в торговых целях и для проведения судов.
Аркада на колоннах — более рациональная конструкция, распространилась у римлян незадолго до образования Византийской империи
и получила общее распространение в IV в., широко применяясь в Византии и христианских базиликах.
Различия в архитектуре Западной и Восточной Римской империи
возникли как вследствие раскола христианства на восточную церковь
(православную) и западную (католическую), так и из-за различных
предшествующих культур, унаследованных этими двумя частями империи.
После разделения Римской империи в 395 г. столицей Восточной
Римской империи — Византии — становится Константинополь.
Возникшая на развалинах Римской империи Византия переняла эстафету в развитии и совершенствовании древнеримского строительного
искусства и архитектуры.
44

19 / 25

1.7. ВИЗАНТИЙСКАЯ АРХИТЕКТУРА (IV—XV вв.)
Византийская архитектура унаследовала как достижения римского
античного строительного искусства и архитектуры, так и эллинские
архитектурные традиции, сложившиеся под влиянием завоеванных
народов. Поэтому византийскую архитектуру нужно рассматривать в
целом как синтез античных и восточных традиций и культур. Она оказала значительное влияние на строительное искусство как европейских,
так и некоторых азиатских стран.
Своего расцвета византийская архитектура достигла уже в VI в.
В это время были заложены основы новой византийской архитектуры и
возник свой архитектурный стиль.
Византийская архитектура унаследовала от античной римской архитектуры арочные и сводчатые конструкции. Однако возводились они
из камня и кирпича. Использование бетона в сооружениях не было воспринято.
Византийская архитектура широко использовала сводчатые покрытия, введя в них технологические усовершенствования: во-первых, своды возводились из кирпича или камня без использования кружал, а не
отливались из бетона с применением опалубки; во-вторых, своды воздвигались также и на прямоугольном плане, который достигался пересечением двух цилиндрических сводов (крестовый свод) или усечением
основания сферической оболочки до прямоугольного плана (парусный
свод или купол на парусах).
Наиболее существенным конструктивным достижением византийской архитектуры является опирание купола — парусного свода — на
отдельно стоящие четыре опоры — столба (рис. 22, а).
Успешно используя и развивая достижения римского строительного искусства и архитектуры, византийские строители изобрели важный
конструктивный элемент — барабан, вставку между куполом и стенами, имеющую форму цилиндрического кольца (рис. 22, б).
Введение этого элемента в купольное покрытие позволило сохранить монолитность купола, перенеся оконные проемы, и по-новому
решить важную проблему восприятия создаваемого куполом распора.
Барабан воспринимал частично или полностью этот распор и передавал его на четыре угловых пилона. Кроме того, путем введения арок,
опирающихся на эти четыре пилона, удалось решить важную проблему
перевода нагрузок с круглого в плане купола на квадратный план, образуемый четырьмя пилонами (рис. 22, в).
45

20 / 25

а

б

в
Рис. 22. Своды:

а –– парусный свод; б –– купол на барабане, схема; в –– схема сводов храма св. Софии

Для расширения внутреннего пространства храма использовался
прием подпирания купола полукуполами, воспринимавшими распор от
основного купола и взаимно уравновешивали возникающий от них распор (рис. 23, 24). Это выдающееся решение было использовано и в готической архитектуре, где восприятие распора от свода выполнялось
системой полуарок — аркбутанов и контрфорсов.
Сочетание купола с барабаном стало отличительным знаком византийской архитектуры. Эта конструктивная схема была в дальнейшем
позаимствована и другими архитекторами.
46

21 / 25

Рис. 23. Макет купола собора св. Софии в Константинополе

Рис. 24. Интерьер собора св. Софии в Константинополе, 532—537 гг.

22 / 25

Наиболее ярким примером использования этой конструктивной
схемы является храм Святой Софии (Hagia Sofia — «Божественная
премудрость») в Константинополе с куполом на «парусах» диаметром
33 м, построенный Анфимием и Исидором в 532—537 гг. при императоре Юстиниане (20—60 гг. VI в.) (рис. 24).
Еще одной характерной особенностью византийского строительного искусства являлось использование естественных цветов материалов.
Основными строительными материалами были кирпич и раствор, а
также камень. При кладке стен создавались цветные композиции из
различных по цвету участков или слоев из камня и кирпича.
Внутренние поверхности византийских зданий облицовывались.
Стены облицовывались мраморной мозаикой, полы — мраморным
узорным мощением, своды — мозаикой из стеклянной смальты.
Византийские конструктивные схемы и византийский стиль на долгие столетия оказали влияние на развитие строительного искусства и
архитектуры как в греческом мире, так и в славянских областях (Софийский собор в Киеве, построенный в 1037 г., Софийский собор в
Новгороде, построенный в 1054 г., и др.).
1.8. АРХИТЕКТУРА ДОРОМАНСКОГО ПЕРИОДА
В то время, когда в Восточной Римской империи — Византии —
архитектура переживает свой расцвет, в Западной Римской империи
мрачный период раннего Средневековья — период формирования новых государств и наций.
В Западной Европе в конце V в. на территории, занимаемой сегодня Германией, Францией, северной частью Испании и Италии, образовалась империя франков. В этот период (с V по VI в.), называемый
дороманским, центром культурной и художественной активности становится монастырь, а решающее значение в жизни общества приобретают духовенство и власть. Поэтому главным направлением в архитектуре становится строительство резиденций феодалов, монастырей
и церквей.
Меньшие технические умения строителей того времени позволяли
создавать лишь тяжелые модификации образцов римской архитектуры.
Сооружения V и VI вв. в г. Равенна являются свидетельством соединения римских и восточных традиций в христианской архитектуре
[31, 38, 56].
48

23 / 25

Все они строились в основном из кирпича. Для украшения интерьера использовалась мозаика. Все эти сооружения относительно небольших размеров. Архитектура этого периода не внесла ничего нового
в конструкции и технологии предшественников, оставаясь архитектурой сводов, массивных стен и небольших пролетов.
1.9. РОМАНСКАЯ АРХИТЕКТУРА
Название этого стиля в архитектуре, сформировавшегося в начале
VI в., происходит от названия группы языков Западной Европы, сложившихся на основе латинского языка из местных диалектов после
крушения Римской империи. Он возник первоначально в областях,
входивших в прошлом в состав Римской империи.
Дальнейшее становление и развитие этого нового стиля, называемого романской архитектурой, происходило на всей территории западной и южной части Европы.
Романская архитектура явилась дальнейшим развитием античной
христианской и римской архитектуры и служила удовлетворению потребностей общества в новых социально-экономических условиях —
феодализма и идеологии христианства. Решающую роль в возникновении и развитии романской архитектуры и искусства сыграла Франция.
В этой стране родились идеи, послужившие толчком для появления и
развития новых технических и художественных возможностей в архитектуре того времени. Следует при этом отметить, что зачастую эти
идеи в области технических проблем были повторением достижений
античной римской и византийской архитектур.
Так, например, обстояло дело в проблеме перекрытия внутреннего
пространства церквей. Она решалась сначала с помощью куполов и цилиндрических сводов, а позднее использованием крестовых сводов (пересечением двух полуцилиндров), хорошо известных в византийском
строительстве. Византийское влияние проявилось во многих храмах,
построенных в тот период в Италии. Под влиянием следов римской архитектуры были вновь освоены ее принципы формообразования (купола, аркады и т.д.).
Постепенно с накоплением опыта подражания и ростом технической смелости происходит переход к более легким сводам и стенам.
Основой для сводов этого времени стал уже упомянутый выше старый римский крестовый свод над квадратным в плане помещением
(рис. 25).
49

24 / 25

а

б
Рис. 25 Романский крестовый свод:

а –– схемы: торцовые ребра (1); диагональные ребра (2); замок (3);
распалубка (4); б –– общий вид

В развитии крестового свода ключевым элементом является линия
пересечения двух полуцилиндров или оболочек других очертаний. Ребро на пересечении поверхностей этих оболочек — сводов — появилось
позднее, что в результате полностью изменило сущность восприятия
нагрузки сводчатым перекрытием, позволив сделать его более легким и
упростить его возведение.
50
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

25 / 25

При таком решении вся нагрузка от сводов — вертикальная и распор — передавалась на четыре мощных угловых пилона.
Исполнение этого свода в виде арок — диагональных и контурных
(поясных, гуртовых), играющих роль каркаса, — позволяло использовать различные варианты их очертаний (подковообразные, круговые,
стрельчатые) (рис. 26).

Рис. 26. Различные типы арок

Эта конструкция получила название ребристо-крестового свода.
Наиболее характерны для периода расцвета романского стиля (XI в.)
повышенная остроконечная форма диагональных арок и погашение
распоров от арок системой опор в виде усиленных составных пилонов.
Такое конструктивное решение стало основой для последующего готического стиля.
Следует при этом отметить, что архитекторы того периода так и не
смогли понять роль цилиндрического барабана в купольном перекрытии (см. рис. 23), позволявшего решить проблему распора наилучшим
образом.
В романской архитектуре использовались различные строительные
материалы. Но основным строительным материалом в Средние века
был все же камень. Он применялся сначала только при строительстве
храмов и замков-крепостей, а позже и для других построек.
Вид камня зависел от местности. Если во Франции это был мягкий
известняк, то в Италии это был также и мрамор. Разноцветный мрамор
позволял выполнить облицовку стен очень эффектной, что стало характерной чертой итальянской романской архитектуры.
51

1 / 25

В Германии использовался песчаник и различные виды туфа, в Чехии — опока (песчанистый мергель). В Средние века, в отличие от античности, использовались камни меньшего размера, что объясняется
более низким уровнем техники, отсутствием рабской рабочей силы и ее
значительно меньшей численностью.
Там, где недоставало камня, использовался по римской строительной традиции кирпич.
1.10. ГОТИЧЕСКАЯ АРХИТЕКТУРА
Элементы нового, готического стиля возникли еще в первой половине VII в., т.е. в поздний романский период в северной Франции, где
влияние античных традиций отсутствовало, а романская архитектура не
могла удовлетворить возникающие потребности. Зародившись во
Франции, готика за последующее столетие стала господствующим стилем в Западной Европе.
Уже в романский период строители стремились создать прочный и
легкий свод, позволяющий устраивать перекрытие на большой высоте.
Основой для нового направления строительного искусства, получившего название «готического», стала идея ребристых сводов и каркасной системы, представляющая суть готического строительного искусства.
Готика внесла в конструкцию сводчатого перекрытия три новшества, оказавшие огромное влияние на развитие готического стиля в архитектуре: введение ребер (нервюр) в качестве каркаса свода; придание
аркам стрельчатого очертания, позволившего снизить величину возникающего от вертикальной нагрузки распора; введение в качестве элементов каркаса сооружения аркбутанов и контрфорсов, воспринимающих распор (рис. 27, 28).
С точки зрения современной строительной механики аркбутаны и
контрфорсы выполняли роль подпорок и являлись сложным конструктивным продолжением арки.
Преимущество использования стрельчатых арок состоит в том, что
они давали возможность увеличить пролет конструкции за счет уменьшения величины распора по сравнению с арками кругового очертания.
Погашение этого распора с помощью вынесенных наружу подпорных
арок (аркбутанов), передающих его на наружные опорные столбы
(контрфорсы), позволило передать нагрузку от ребристого свода на
каркас.
52

2 / 25

а

б

г

в

д

Рис. 27. Конструкция и пластическая
разработка форм в готической архитектуре:

а –– поперечный разрез собора в Реймсе, XIII в.; б — членение и декор основного нефа;
в –– собор в Реймсе; г — стрельчатый крестовый свод; д — нервюры свода

При такой каркасной несущей конструкции толстые массивные
романские стены оказались ненужными. Сам заполненный облегченной
кладкой свод, ребрами (нервюрами) которого являлись стрельчатые
арки, стал тонким. Все это позволило достичь значительной экономии
строительного материала, увеличить пролет конструкции и дать возможность развить новый образный строй.
53

3 / 25

Рис. 28. Типичная конструкция готического собора с контрфорсами:
1 — деревянная крыша; 2 — арочный свод; 3 — контрфорс;
4 — деревянная крыша бокового придела; 5 — стена придела

Строители того времени в процессе развития готики создавали все
большие по площади и высоте сооружения, становившиеся максимально облегченными.
Первые ребристые своды были возведены в начале XIII в. во Франции. Со временем они стали возводиться по всей Западной Европе.
Следует отметить, что готика — единственный архитектурный
стиль, создавший совершенно своеобразную систему форм.
Основным характерным материалом для готики является камень —
отесанный и бутовый. Он использовался и для создания конструкции, и
в декоративных целях.
Если античные строители обрабатывали огромные каменные блоки
для возведения колоссальных сооружений, то готические строители
использовали относительно небольшие обработанные камни, необходимые для возведения каркасов ребристых сводов и пилонов. Ребристые своды, легкие и прочные, возводились из мелкозернистого известняка. Ребра свода выполнялись из клинообразных камней.
54

4 / 25

Системой ребер создавались самые различные рисунки (рис. 29, 30).

а

в

б

г

д

Рис. 29. Своды:

а – сетчатый; б – звездчатый; в – веерный; г – сотовый; д – крученый

55

5 / 25

а

б

в
Рис. 30. Ребристые своды:

а –– нервюрный свод; б –– кафедральный собор Сент Этьен, Бурж, Франция,
1195—1275 гг. с нервюрным сводом, снабженный аркбутанами, которые позволяют
разместить в верхнем ярусе центрального нефа большие окна;
в –– готический нервюрный свод снабжен аркбутанами, которые позволяют разместить
в верхнем ярусе центрального нефа большие окна

6 / 25

У готических сооружений большой высоты и площади внешняя система опор состоит из колонн и подпорок, так называемых аркбутанов,
передающих распоры от сводов на дополнительные опоры — контрфорсы (см. рис. 27, 28).
Такая конструкция системы опор позволила высвободить стены от
функции несущего элемента, создать ощущение легкости сооружения и
открыть возможности для декора и цветосветовых эффектов от витражей и больших оконных проемов.
1.11. АРХИТЕКТУРА ЭПОХИ РЕНЕССАНСА
Ренессанс (Возрождение), как новое направление в искусстве, возник в начале XV в. в Италии, где влияние античного искусства никогда
полностью не исчезало. Начало эпохи Возрождения связано с падением
Византии. Наиболее ярко это сформулировано Фридрихом Энгельсом в
его работе «Диалектика природы» (М. : Госполитиздат, 1955. С. 3): «В
спасенных при падении Византии рукописях, в вырытых из развалин
Рима античных статуях перед изумленным Западом предстал новый
мир — греческая древность; перед ее светлыми образами исчезли призраки Средневековья; в Италии наступил невиданный расцвет искусства, который явился как бы отблеском классической древности и которого никогда уже не удавалось достигнуть».
В XV в. возрождение античного искусства постепенно распространяется по всей Италии. В течение XVI в. Ренессанс распространяется
во Франции. В остальных европейских странах сохраняет свои позиции
готика.
С ростом богатства старой и новой знати, торговой аристократии,
вызванным географическими открытиями, с ростом торговли произошли серьезные социально-экономические изменения в жизни феодального общества, выразившиеся в усилении светской власти. Архитектурная деятельность эпохи Возрождения была связанной с решением
возникших социальных проблем и художественных потребностей.
Первоочередной задачей, которую решала ренессансная архитектура, было удовлетворение потребностей светской и церковной знати во
дворцах и украшениях интерьеров этих дворцов.
Наиболее характерен для архитектуры этой эпохи тип светского
здания дворец (палаццо) — городской жилой дом знати. Примером таких домов может служить палаццо Медичи во Флоренции, построенный в первой половине XV в. (рис. 31).
57

7 / 25

Рис. 31. Палаццо Медичи (первая половина XV в.)

В этот период масштабной мерой для сооружений становится человек и, как следствие, меняется характер монументальной архитектуры. Появились новые типы сооружений с другой функциональной организацией. Из античной архитектуры Ренессанс перенял ордерную
систему и все конструктивные решения в виде цилиндрических и крестовых сводов и куполов, стен из кирпича или камня (рис. 32). При их
возведении использовался опыт не только античных, но и средневековых строителей. Римский Пантеон стал образцом для архитекторов Ренессанса (см. рис. 18).
Однако существенной особенностью строительства сооружений
стало применение железа в качестве конструктивных деталей типа затяжек, стяжек, скреп и скоб. Для облегчения конструкции в системе
сводов они применяются как дополнительные элементы и оставляются
открытыми, выполняя одновременно и декоративные функции. Это обстоятельство делает понятным частое использование конструктивного
решения храма Св. Софии в Константинополе в виде купола «на парусах», опирающегося на высокий цилиндрический барабан с металлической стяжкой, который передает практически только вертикальные
усилия на четыре пилона. Такое конструктивное решение применено
Микеланджело при достройке храма Св. Петра (1588—1590 гг.). Для
погашения распора, создаваемого двухслойным куполом, он заложил в
обод над барабаном массивные цепи (рис. 33).
58

8 / 25

а

1

в

2

б

г

Рис. 32. Цилиндричсекие и крестовые своды и купола:

а –– шар и куб, основные геометрические тела, используемые в период Ренессанса;
б –– схема сводов: цилиндрический (1), крестовый прямой (2), крестовый повышенный
(3), крестовый готический (4), крестовый шестичастный (5), монастырский (6),
купол (7), лотковый (8), зеркальный (9), купол на многоугольной основании (10),
лепешкообразный (11); в –– свод: цилиндрический с люнетами (1), монастырский (2);
г –– схема: купол на парусах (1), купол на барабане (2)

9 / 25

а

б
Рис. 33.Купол собора св. Петра:
а –– общий вид; б –– разрез

В период Ренессанса наряду с традиционными материалами (камнем и кирпичом) важным материалом становятся строительные растворы. Они используются не только в кладке, но и в штукатурке и для создания декоративных элементов.
Для этого времени характерно чередование цветов материалов. Для
создания нужного цветосветового эффекта используются терракота,
майолика, глазурованный кирпич, медь, олово и бронза, тонированные
и позолоченные лепные украшения.
Дерево используется для конструирования стропил, карнизов и потолков. В некоторых случаях из дерева сооружались и своды.
1.12. АРХИТЕКТУРА БАРОККО
В XVI в. возникшее внутри церкви протестантское реформистское
движение значительно ослабило могущество католической церкви. Одновременно происходило укрепление господства светских властей,
стремящихся показать свою мощь и богатство художественными сред60

10 / 25

ствами. Этому стремлению соответствовал новый художественный
стиль в архитектуре — барокко (итал. «странный»), зародившийся в
Италии уже в период позднего Ренессанса.
Архитекторы этого направления не создали ничего нового с точки
зрения конструктивных решений покрытий больших пролетов и пространств, переняв всю предыдущую технику строительства. Вместе с
тем они, используя накопленный опыт строительства сводов, создали
новые варианты их пересечения в пространстве и получения за счет
этого светотеневых эффектов.
В XVII в. сами по себе художественно выразительные конструктивные системы стен, арок, сводов, куполов покрываются сплошным
пышным цветным декоративным ковром.
Характерной чертой стиля барокко было широкое использование
штукатурки, которой покрывались массивные стены из камня и кирпича. Из штукатурки выполнялись разнообразные архитектурные детали
и формы, украшавшие внутренние и внешние поверхности сооружений.
Именно это обстоятельство явилось причиной того, что критики
этого стиля называли архитектуру барокко «штукатурной архитектурой» или «фасадничеством».
Тем не менее к достижениям этого стиля следует отнести использование взаимного пересечения различных геометрических форм для
получения пространств большей сложности и создания игры светотени,
цветовых эффектов. Активное использование живописи и скульптуры
для достижения визуального эффекта красоты сооружения также является характерной чертой стиля барокко.
1.13. АРХИТЕКТУРА XVIII—XIX ВВ.
Промышленная революция, начавшаяся в Англии в последней трети XVII в., вызвала глубокие изменения общества, выразившиеся в переходе от феодализма к капитализму, от мануфактурного производства
к промышленному.
Она вызвала потребность в свободной рабочей силе и уничтожении
крепостной зависимости, а также глубочайшие изменения в условиях
жизни людей. Великая французская революция 1789 г. стала переломным моментом в развитии человечества.
Промышленная революция и волна революционных событий
XIX в. воздействовали не только на материальную жизненную среду,
но и на представления о мире. Более совершенные способы производ61

11 / 25

ства создали основу для ускоренного развития науки и ее непосредственного участия в техническом прогрессе.
Все это вызвало глубокие изменения в психологии как отдельных
людей, так и всего общества. Опора на разум, а не на мистическую веру, рационализм мышления и поведения стали нормой жизни.
Одновременно с этим постепенно меняются функциональные, технические и эстетические требования к строительству, архитектуре и
искусству.
Основным заказчиком на новое строительство стала буржуазия, а в
управлении строительной деятельностью начинает играть роль государство, так как при строительстве и перестройке городов, инженерных
сетей, транспортных систем оно выступает основным регулятором.
В архитектуре новые общественные потребности вызвали появление новых типов сооружений: промышленных, транспортных, санитарно-гигиенических и т.д.
Кроме художественных архитекторы должны были решать и вопросы функционального и экологического характера.
Технический прогресс и научные достижения оказали огромное
влияние на развитие архитектуры. Развитие науки о прочности, применение новых материалов, и в особенности металла, разработка новых
типов конструкций и способов строительства позволили начать переход от чисто эмпирических знаний к научно обоснованным нормам и
правилам в строительстве сооружений [25, 3, 56].
Буржуазия как новый класс, являвшаяся основным заказчиком на
строительство, не имела еще сложившихся собственных традиций, и
для нее знакомство с результатами археологических исследований и
открытий, связанных с античной архитектурой, стало основой ее идеологии и искусства. Теоретики этой идеологии считали античную архитектуру и искусство вершиной совершенства и образцом абсолютной
красоты.
Ожившие идеалы античной красоты стали почвой для зарождения
самого значительного стиля XIX столетия — классицизма, связанного с
самыми большими переменами в истории архитектуры.
Классицизм стал философией буржуазного рационализма в архитектуре. Его концепция заключалась в использовании античных систем
формообразования, наполненных новым содержанием, соответствующим потребностям нового класса — буржуазии. За неполных сто лет
классицизм распространился по всей Европе и проник в Новый Свет.
62

12 / 25

Одновременно родился и развивался стиль, получивший название
«романтизм», который так же, как и классицизм, опирался на прошлое,
но не античное, а средневековое, готическое, также наполненное новым
конструктивным духом. Романтизм проявлял интерес к средневековому
искусству и архитектуре, к восточной культуре.
В романтизме в противоположность к объективному, рациональному, почти научному мышлению преобладали эмоции, стремление к естественной жизни в тесном общении с природой. Это вело к использованию элементов самых различных исторических архитектурных стилей.
Сначала классицизм стал ведущим стилем во Франции, где даже
Конвент провозгласил его стилем французской буржуазной революции.
С классицизмом связаны наиболее значительные градостроительные концепции и их реализация в конце XVIII в. и первой половине
XIX в. В этот период закладываются новые города, парки, курорты.
Из Западной Европы классицизм распространился и в Россию. В
нем проявилось и традиционное влияние русской и византийской архитектуры и искусства.
Своей вершины русский классицизм достиг в новой столице — Петербурге. Через французских архитекторов классицизм проник и в
Америку.
В период зрелого классицизма конца XVIII в. и начала XIX в. появились проекты зданий и городов, в которых были использованы простые геометрические формы без декора как символы архитектурной
формы и функций сооружений. Эти проекты предвосхитили эстетические принципы современной архитектуры (рис. 34).
Со временем классицизм превращается в систему догм и чистый
академизм. Он перестает реагировать на достижения научнотехнического прогресса XIX в., на возникновение новых социальнокультурных потребностей и новых функциональных задач.
В конце XVIII и начале XIX вв. были разработаны новые и дешевые промышленные технологии получения не просто железа, а двух его
видов — сначала чугуна, а позже стали. Это дало мощный импульс для
разработки металлических конструкций и их применения при строительстве различных сооружений. Все это привело к необходимости
разработки научных основ прочности конструкций, изготовленных из
металла и других материалов. В результате были созданы предпосылки
для развития современных наук о прочности и долговечности материалов и конструкций.
63

13 / 25

а

б

в
Рис. 34. Классицизм в архитектуре:

а –– театр в Берлине, перспектива. К.Ф. Шинкель, 1818—1821 гг.;
б –– башня Адмиралтейства в Санкт-Петербурге, А.Д. Зазаров, 1806—1815 гг.;
в –– Исаакиевский собор

Первый чугунный мост был спроектирован и построен в 1779 г. через реку Северн в Англии. Он имел пролет 30,62 м. В конце XVIII в.
такие мосты строились уже и в Англии, и во Франции. К этому времени
относится изобретение металлических подвесных мостов (хотя изобретением в полном смысле этого слова такую конструкцию назвать нельзя: она была известна с древнейших времен, но выполнялась на канатах
из материалов растительного происхождения) [52].
64

14 / 25

К наиболее ранним и технически совершенным чугунным подвесным мостам на цепях относятся мосты в Чехии (Стражницы, 1823—
1825 гг., Яромерж, [42] и др.), в Венгрии (Будапешт, 1839—1849 гг.).
Во второй половине XIX в. идет интенсивное развитие и совершенствование конструкций подвесных мостов. Особенно большое влияние
на этот процесс оказала новая технология изготовления вант из стальной проволоки. Наиболее впечатляющими примерами вантовых подвесных мостов являлись Бруклинский мост в Нью-Йорке и мост над
Ниагарским водопадом (1869—1883 гг.) [52].
С конца XVIII в. начинается применение чугунных конструкций
при строительстве зданий.
Чугунные конструкции при строительстве соборов были применены в Англии уже в 80-х гг. XVIII в. (Ливерпуль). Однако эти конструкции изготавливались и использовались в соответствии с конструктивными решениями и методами возведения сводов предшественников
(т.е. из других материалов).
С середины XIX в. металлические конструкции прочно вошли в
практику строительства. Этому способствовали примеры удачно запроектированных и построенных сооружений [2]. Большое впечатление,
например, произвел на первой Всемирной выставке в Лондоне в 1851 г.
Хрустальный дворец (Кристалл палас) (рис. 35).

Рис. 35. Хрустальный дворец в Лондоне — начало архитектуры
стекла и металла (1851 г.)

65

15 / 25

Рис. 36. Библиотека св. Женевьевы, Париж, 1844—1850 гг., Пьер Франсуа
Анри Лабруст. Внешние стены читального зала возведены из камня, но каркас
выполнен из металла, тонкие колонны в центре поддерживают металлические
арки перекрытий. Арки играют еще и декоративную роль

Бурный рост капиталистического производства привел к необходимости решения большого объема строительных задач того времени.
К таким задачам относились перестройки крупных городов, строительство новых типов сооружений: промышленные здания и комплексы,
выставочные комплексы, театры, концертные залы, мосты, административные здания и т.д. Все это было одновременно связано и с новыми функциональными, художественными и экономическими требованиями к сооружениям.
Все эти новые возможности, открывшиеся с разработкой и применением металлических конструкций, привели к зарождению уже в
недрах классицизма нового архитектурного стиля — неоренессанса.
Неоренессанс стал универсальным стилем нового капиталистического общества с его растущими возможностями и потребностями.
66

16 / 25

Архитекторы этого стиля уже в самом начале его становления
очень изобретательно с точки зрения новых форм и эстетики голых
конструкций без декора использовали металлические конструкции.
Около середины XIX в. в Париже были возведены здания с применением металлических конструкций (Парижский рынок, северный вокзал и др., конструкции которых были повторены в странах Европы, в
США и в России) (рис. 36) [2].
Вторая половина XIX в. характеризовалась концентрацией промышленности, ростом городского населения, развитием транспорта и
торговли. Все это привело к необходимости перестроек пространственной и транспортной структуры городов, благоустройства в соответствии с новыми гигиеническими требованиями, сооружения новых типов зданий, организации зон зеленых насаждений. Все это выполнялось
в духе неоренессансной архитектуры.
Неоренессанс внес большой вклад в теорию архитектуры. Многие
положения и принципы этой теории остались актуальными и в ХХ столетии. Авторы этой теории считали функциональность основным качеством объектов строительства. Художественная ценность их должна
определяться характером и образом объектов строительства, как можно
более ясно выражающих идею целесообразности. Другим важным
принципом в теории неоренессанса являлось соответствие новых форм
их назначению, т.е. новая функция должна породить новую конструкцию и, как следствие, новую форму.
Рациональный подход к архитектуре неоренессанса определяется
теоретиками как достижение в каждом объекте строительства единства
назначения (функции) объекта, формы, используемого материала, среды и индивидуальности творца.
В конце XIX в. стала разрабатываться и теория градостроительства.
И хотя она ориентировалась прежде всего на решение практических
вопросов, тем не менее уже тогда были провозглашены новые художественные принципы в градостроительстве. Именно тогда в Америке
возникло движение за «красивый город».
Во второй половине XIX в. в архитектуре началось широкое использование различных архитектурных стилей прошлого, начиная с
романского и заканчивая стилем барокко, в угоду требованиям и вкусам элиты буржуазного общества, выражавшимся в стремлении к максимальной парадности зданий и комплексов и богатству интерьеров.
Это явление в архитектуре, получившее название «эклектизм», выразилось в псевдоисторизме и стилевой смеси.
67

17 / 25

Одновременно это был период интенсивного развития металлических конструкций и их использования в архитектуре. В этом процессе
очень большую роль сыграла Чикагская школа, возникновение которой
было стимулировано строительным бумом после Великого пожара в
Чикаго в 1870 г. Основатель этой школы Уильям Ле Барон Дженни запроектировал первый небоскреб (1883—1885 гг.) [50].
Возможности создания новых архитектурных форм с использованием металлических конструкций представляли всемирные выставки
конца XIX в.
Вершиной достижений того времени в области металлических конструкций можно считать 300-метровую башню Гюстава Эйфеля и Дворец машин, построенный также в связи со Всемирной выставкой в Париже в 1889 г. (рис. 37, а, б). Дворец машин был перекрыт арочными
металлическими фермами пролетом 115 м (рис. 37, в, г). В это же время
возведены большепролетные металлические мосты и мосты вантовой
конструкции. Так, например, мост через залив Ферт-оф-Форт в Шотландии (1889 г.) имел длину одного пролета 520 м.
В конце XIX — начале XX вв. происходил процесс бурного развития капитализма. С ним было связано быстрое развитие промышленного и гражданского строительства, появление новых строительных материалов, строительной техники, строительных конструкций и, соответственно, методов расчета и проектирования, разработка новых норм и
правил.
Идея гармонии в архитектуре потеряла свое воздействие на архитектурное творчество в связи с этим противоречивым процессом, выдвинувшим на первый план чисто утилитарный, коммерческий интерес
к строительству и архитектуре.
Тем не менее именно к этому периоду времени относится творчество А. Гауди (Antony Gaudi, 1852—1926 гг.). Оно развивалось в ходе
подъема модернизма — направления движения в искусстве в Каталонии (Испания). Самое знаменитое его сооружение — храм «Святое семейство» (Sagrada Familia) в Барселоне (1882), достройка которого
продолжается до сих пор. Этот шедевр архитектуры из камня, принявшего бионическую форму фантастического растения, а также другие
его работы оказали огромное влияние на архитекторов конца XIX и
начала XX вв. (рис. 38) [2, 16, 38, 56].
Огромный размах строительства и дифференциация сооружений в
соответствии с широким спектром функциональных требований привели к разделению профессий архитекторов и инженеров.
68

18 / 25

Архитектор потерял свое ведущее значение в строительстве, став
лишь декоратором сооружений, спроектированных инженером.
Однако этот декор, выполненный по заказу, определял только
внешний вид сооружения независимо от его назначения и структуры.
Произошел отрыв теории от практики архитектурно-строительной
деятельности.

1

1

а

б

2

2

Рис. 37. Архитектурыне формы с использованием металлических конструкций:
а –– Эйфелева башня в Париже, 1887—1889 гг.: общий вид (1); металлическая
опора (2); б –– Дворец машин в Париже. Контамен и Дютер, 1880 г.:
павильон машиностроения на Всемирной выставке 1889 г. в Париже. Авторы —
Ф. Дютер и В. Контамен. При строительстве этого здания удалось осуществить доселе
невозможное — перекрыть без устройства промежуточных опор 115-метровый пролет.
Ф. Харт назвал это сооружение «вершиной и конечным пунктом» совершенствования
зальных сооружений, выполненных в стальных конструкциях (1);
опора трехшарнирной арочной фермы (схематический разрез конструкции) (2)

69

19 / 25

Рис. 38. Храм «Святое семейство»

20 / 25

1.14. АРХИТЕКТУРА ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЫ ХХ в.
Научно-технический прогресс и его ускорение к середине XX в.,
названное научно-технической революцией, оказали мощное влияние
на архитектуру в целом. Научно-техническая революция изменила существовавшее ранее представление о физической сущности мира и
расширила возможности его изучения и преобразования.
Общественное сознание пришло к пониманию основного отличия
ХХ в. от всех предыдущих, заключающегося в ускорении процесса передачи информации, в возрастании скорости движения и, как следствие
этого, в необходимости изучать функцию как определенную форму
движения взаимосвязанных процессов и явлений.
В первой четверти ХХ в. строительные материалы и конструкции
оставались теми же, что и в конце XIX в., и это отражалось в архитектуре. Однако к этому периоду относится появление железобетонных
конструкций.
Вторая четверть ХХ в. характеризовалась повышенным вниманием
к математике в архитектуре, к тем сторонам проблем в архитектуре,
которые могли быть математизированы.
Тогда же были заложены основы индустриализации строительства
и стандартизации. Архитектурная форма стала создаваться исходя из
принципа рациональности.
Получила популярность теория функциональной гибкости архитектурных сооружений, в соответствии с которой функция становится независимой от принятой конструктивной системы и формы.
Стремление архитекторов ориентироваться на гибкую функциональность означало коренное изменение конструктивных и художественных принципов архитектуры.
Важным событием в истории архитектуры было изобретение в
1867 г. железобетона, запатентованное французским садовником
Ж. Монье.
Конструктивные преимущества железобетона стали широко использоваться в начале ХХ в. при строительстве сооружений самых различных
видов: арочный мост через Рейн (1905 г.), склад в Цюрихе (1910 г.).
Благодаря железобетону стали возможны достижения XX в., связанные с разработкой и реализацией новых форм в архитектуре.
Его революционизирующее влияние на строительство оказалось в
пересмотре прежних представлений об объемно-пространственном и
художественно-эмоциональном образе сооружения.
71

21 / 25

Этому же способствовало с другой стороны и развитие промышленной архитектуры, требовавшей больших пространств производственных помещений с минимальным количеством опор, перекрываемых легкими экономичными конструкциями, а также максимального
остекления фасадов.
В основе этой архитектуры лежат принципы конструктивной,
функциональной и технологической необходимости. Однако при этом
ни техника, ни конструкции не рассматриваются еще как собственно
архитектура. Поэтому была необходима совместная творческая работа
архитектора и инженера по поиску средств выразительности этой архитектуры [2, 3, 16 и др.].
Революционным шагом в архитектуре стала технология изготовления и монтажа сборных железобетонных конструкций. Сборные железобетонные ангары в аэропорту Орли в Париже (1916—1924 гг.), «Зал
столетий» во Вроцлаве (1914 г.) с куполом диаметром 65 м были выдающимися инженерными сооружениями того времени (рис. 39).

а
Рис. 39 (начало). Железобетонные своды и арочные конструкции
в архитектуре капиталистических стран периода до Второй мировой войны

72

22 / 25

б
Рис. 39 (окончание). Железобетонные своды и арочные конструкции
в архитектуре капиталистических стран периода до Второй мировой войны:

а –– «Зал столетий» во Вроцлаве, 1914 г., архит. Берг, инж. Тауэр (1); ангар в Орли
близ Парижа, 1916 г., инж. Э. Фрейбине (2); мост, инж. Р. Майар,
конец 20-х — начало 30-х гг. (3); цементный зал в Цюрихе, 1938 г., инж. Р. Майар (4);
ангар в Орвьето, 1936 г., инж. П.-Л. Нерви (5); постройки инж. Э. Торроха (6): рынок в
Альхесирасе (Испания), 1933 г. (а); спортивный зал в Мадриде, 1934 г. (б); трибуны
ипподрома в Мадриде, 1935 г. (в); б –– «Зал столетий», общий вид

Еще одним важнейшим достижением в развитии железобетонных
конструкций в предвоенные 30-е гг. и послевоенные 50—60-е гг. XX в.
стало изобретение и широкое применение предварительно напряженных конструкций. Впервые применил предварительное напряжение в
1928 г. Э. Фрейсине, создав на его основе новые конструкции.
Важным стимулом для этого стала необходимость массового строительства жилых домов взамен разрушенных во время войны.
В первой четверти ХХ в. сокращение строительной деятельности
после Первой мировой войны привело к росту интереса архитекторов и
художников к теоретическим и экспериментальным изысканиям, к рез73

23 / 25

кому увеличению количества разнообразных теоретических программ,
утопических предложений и, соответственно, к возникновению различных направлений в архитектуре и искусстве.
Общей особенностью большинства направлений было преобладание художественного подхода над инженерно-конструкционным. Как
следствие субъективизма и интуитивности художественного видения
формообразование взяло верх над конструированием.
К новым направлениям этого времени относятся футуризм, супрематизм и конструктивизм, экспрессионизм, неопластицизм, кубизм и
декоративизм [49].
Для футуризма, зародившегося в Италии, характерно было стремление на основе прогнозов развития науки и техники спроектировать
города и жилища будущего. Из преклонения перед бурным ростом технической цивилизации и возрастающей динамичностью жизни вытекает манифест футуристической архитектуры итальянца А. Сант-Элиа, в
котором он призывал архитекторов к разработке проекта футуристического города в виде полной движения верфи, а футуристического
дома — в виде сложной огромной машины. Однако в реальности дело
не пошло дальше эскизных проектов (рис. 40).
Заметный след в искусстве и архитектуре в первые два десятилетия
ХХ в. оставили работы супрематистов витебской группы (Э. Лисицкий,
К.С. Малевич, В.Е. Татлин, О. Цадкин), отстаивавших принципы «конкретного искусства». К.С. Малевичем — главным представителем и
автором программы супрематизма, изложенной в его книге «Беспредметный мир» (1923 г.), были созданы объемные композиции, названные
им «архитектонами», не имеющие материальной и конструктивной
предметности. Они должны были, по мнению автора, способствовать
поиску новых форм и их элементов.
Такому же поиску новых форм были посвящены и работы
В.Е. Татлина, имевшие вид рельефных и пространственных композиций динамического характера (рис. 41).
Появлению кубизма в архитектуре (в основном в Чехии) с его чисто эмоциональным подходом к формообразованию предшествовал
кубизм в живописи. Его идеологи Ж. Брак и П. Пикассо полагали, что
современное искусство должно не копировать действительность, а само
стать действительностью.
В соответствии с теоретическими принципами кубизма (П. Янак,
1910 г., Чехия) образовать объем и пространство можно, прежде всего,
путем пространственной обработки их поверхностей.
74

24 / 25

а

б
Рис. 40. Футуристические города:
а –– так представляли себе современный город в начале XX в.;
б –– проект футуристического города, А. Сант-Элис, 1913—1914 гг.

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

25 / 25

Рис. 41. Проект памятника III Интернационалу, В. Татлин, 1919 г.

Выразительным средством для этого стала система скошенных
геометрических тел, которые придавали объемам и плоскостям сооружений стереометрический характер.
Следует отметить, что работы художников новых направлений
конца XIX и начала ХХ вв. (экспрессионизм, кубизм, супрематизм и
т.д.) позволили по-новому взглянуть на восприятие света и цвета человеческим глазом в статике и динамике и породить интерес ученых
ХХ в. к этой проблеме. Результаты этих исследований оказались очень
интересными и сразу же нашли применение в возникшем в результате
дизайне архитектурной среды и техники.
Пуризм в архитектуре, основные тезисы которого были сформулированы Ле Корбюзье, руководствовался основной идеей сведения архитектурной формы к элементарной системе геометрических тел — кубов, конусов и шаров, подчиненных принципам классической композиции. Это привело к принципу экономии формы и к теории стандарта —
основе пуристской эстетики производства серийной продукции.
Дальше всех в вопросе анализа пространства и формы ушло голландское движение «Стиль», программа которого включала ряд принципов: новая архитектура элементарна, экономична и функциональна;
ее пространственное развитие определяется прямоугольными плоскостями, не имеет ни одного пассивного элемента и отрицает различие
между экстерьером и интерьером; отсутствие несущих стен.
76

1 / 25

Следствием таких принципов был «открытый» архитектурный объем, в котором внешние и внутренние пространства переплетались.
В Германии перед Первой мировой войной было широко распространено мнение, что мир ремесленного искусства должен быть тесно
связан с индустрией, чтобы повысить качество немецкого индустриального и архитектурного дизайна с присущим ему рационализмом.
Конец Первой мировой войны принес одновременно изменения в
понимании архитектуры. В Советском Союзе, в фашистской Италии, в
национал-социалистической Германии архитектура неоклассицизма
использовалась для пропаганды.
Все тоталитарные режимы рассматривали модерн в архитектуре
как противопоставление неоклассицизму, получившему распространение в Италии, Германии и Советском Союзе.
В других странах в это время шла ожесточенная война между правыми и левыми (в политике и в искусстве). Этим были вызваны метания в архитектуре и архитектурных стилях.
Большое значение для развития функционализма как рациональной
ветви немецкого модерна сыграл основанный в 1919 г. в Веймаре (Германия) Баухаус (1919—1933). Сначала Баухаус был комбинацией академии искусств и школы ремесленного искусства. В нем зародились
основные принципы эстетики технической цивилизации. Первый директор Баухауса В. Гропиус (1883—1969) был также автором его первых программ и принципов координации всех творческих сил архитекторов на основе рационализма. Эти принципы были развиты и конкретизированы на примере рационализации и стандартизации сборного
жилого дома из типовых металлических объемных блоков и здания театра (1927 г.) (рис. 42).
К передовым направлениям архитектуры 20-х гг. относится и советский конструктивизм, который понимался его идеологами не только
как изменение архитектурных принципов, но и как путь создания новой
жизненной среды, соответствующей потребностям нового социалистического общества [49].
Основная идея конструктивизма и рационализма состоит в том, что
четкая схема сооружения, воплощенная в современной конструкции,
делает ненужным его декорирование. Архитектура, по мнению конструктивистов, должна таким образом освободиться от поисков художественной выразительности. Она должна быть результатом рациональности конструктивных решений.
77

2 / 25

а

б
Рис. 42. Сборный дом:

а –– сборный дом в Штутгарте. В. Гропиус, 1927 г. ; б –– схема монтажа дома из шести
типовых элементов. В. Гропиус, 1927 г.

3 / 25

Манифестом конструктивистской архитектуры стали проект башни
III Интернационала в виде металлической конструкции со спиральным
расположением элементов (см. рис. 41) и утопические проекты небоскребов в виде неосуществимых в то время грандиозных и уникальных
конструкций.
Конструкции понимались идеологами этой архитектуры (В.Е. Татлин, Э. Лисицкий, К.С. Мельников, М. Гинзбург, братья Веснины и др.)
как доведенные до совершенства выразительные средства (рис. 43).

а

б

в
Рис. 43 (начало). Конструктивистская архитектура

79

4 / 25

г

д

е

Рис. 43 (продолжение). Конструктивистская архитектура

5 / 25

ж

з
Рис. 43 (окончание). Конструктивистская архитектура:
а –– проект здания издательства «Ленинградская правда». Архитекторы братья
Веснины; б –– проект Дворца труда. Архитекторы братья Веснины, 1923 г.;
в –– проект института имени В.И. Ленина в Москве, архит. И Леонидов, 1927 г.;
г –– Дворец труда. Конкурсный проект архитекторов Л.А., В.А. и А.А. Весниных;
д –– Павильон СССР на выставке в Париже. 1925 г. Архитектор К. Мельников;
е –– проект небоскреба. Архитектор А. Лоос, 1922 г.;
ж –– Дворец труда. Конкурсный проект архитектора Н.Троцкого;
з –– «Горизонтальные небоскребы». Проектное предложение архитектора Л. Лисицкого

6 / 25

Принципы советского конструктивизма и функционализма, сформулированные его идеологами, складывались в 20-е гг. XX в. под влиянием революционных преобразований. Они были связаны и с социальным запросом общества на быстрейшее решение насущных задач в
строительстве и архитектуре.
Это направление стало господствующим в СССР и оказало заметное влияние на развитие функционализма в Европе и позднее в США.
Идеологи советского конструктивизма, опережая время, полагали,
что всемирная стандартизация строительного производства должна
стать основой серийного заводского изготовления конструктивных и
архитектурных элементов.
При всех индивидуальных различиях в своих работах их объединяет
ассоциация предлагаемых архитектурных форм с техническими объектами, образами машин, механизмов, промышленных сооружений. Они
стремились выразить дух времени в ясных, запоминающихся формах.
Хотя все многочисленные индивидуальные и коллективные движения в архитектуре и искусстве этого периода развивались в разных
направлениях, их объединяло понимание архитектуры как социального
явления и новый взгляд на целесообразность формы и конструкции.
Творчество французского архитектора Ле Корбюзье, голландское
движение «Стиль», немецкий Баухаус и советский конструктивизм дали мощный импульс новому движению в архитектуре, возникшему в
20-е гг., — функционализму, ставшему следующей ступенью развития
на пути от формального и поверхностного упрощения архитектурных
форм к комплексной рациональности архитектуры.
Основной принцип функционализма был сформулирован очень
кратко и емко: «Форма следует за функцией».
Требование целесообразности решения, понимаемое сегодня как
многокритериальная оптимизация или рациональное проектирование,
включало в себя не только решение эстетических проблем, но и технических, экономических, социальных и культурных.
Центральным мотивом функционализма, связанным с перестройкой социальных условий жизни общества, стало решение новых форм
жилья.
Теоретическая и художественная основа функционализма была
сформулирована Ле Корбюзье в 1927 г. в пяти пунктах: 1) колонны,
поднимающие дом над землей; 2) сад на крыше; 3) свободный план;
4) горизонтальное окно; 5) свободный навесной фасад (рис. 44). Этими
принципами Ле Корбюзье руководствовался при разработке им схемы
82

7 / 25

железобетонного каркаса — этажерки, в которой все сведено всего
к двум архитектурным элементам: опоре-стойке и перекрытию-плите.
Таким образом, функциональное пространство уже не зависело от
размещения элементов несущей конструкции. Эта конструктивная схема жилого дома получила распространение и сегодня является одной из
самых экономичных.

Рис. 44. В проекте Ле Корбюзье «Домино» (1914) бетонные безбалочные
перекрытия опирались непосредственно на колонны и формировали
концепцию конструкции рационального здания жилого типа. Этот
концептуальный набросок оказал большое влияние на разработку
бетона как несущего материала в жилых и офисных зданиях

Основы функционализма, сформулированные Ле Корбюзье, были
восприняты архитекторами многих стран. Во Франкфурте (Германия) в
1926 г. впервые осуществлен в массовом масштабе монтаж жилых домов из типовых элементов. Там же возник тип минимальной по размерам кухни. В Бельгии развивалось индустриальное строительство типовых сблокированных домов.
Выставка современного жилья в Штутгарте (1927 г.) стала успешной демонстрацией архитектурных достижений функционализма.
В архитектурных журналах того времени публиковались программы, в которых подчеркивалась социальная роль архитектуры и основная задача архитектуры виделась в повышении общего уровня жизни.
С конца 20-х гг. ХХ в. принципы функционализма получили распространение и дальнейшее развитие не только в Европе, но и в США,
Южной Америке, Японии.
83

8 / 25

Программа международного стиля функционализма была сформулирована в 1928 г. на Международном конгрессе архитектуры в Швейцарии. В принятой на нем хартии современной архитектуры подчеркивались ее социальные особенности и ориентация на новую технику и
материалы, индустриализацию, стандартизацию, экономию и на создание дешевого общедоступного жилья.
В 30-е гг. в мире возникают новые центры развития архитектуры
рационалистической направленности на основе принципов функционализма. Было осуществлено строительство целого ряда значительных
архитектурных сооружений.
Особо следует отметить выдающуюся роль П.Л. Нерви в использовании формообразующих возможностей железобетона [1]. В этом материале он разработал и осуществил сводчатые системы перекрытий ангаров, новую сводчатую систему для перекрытий выставочных и спортивных залов и др. (рис. 45).

1

а

2

б
Рис. 45 (начало). Сводчатые системы перекрытий

84

9 / 25

в
Рис. 45 (окончание). Сводчатые системы перекрытий:

а –– Дворец спорта в Риме, П. Нерви, 1958—1960 гг.: фасад (1) и план (2);
б –– сетчатое купольное покрытие П. Нерви над залом для танцев;
в –– сетчатое сводчатое покрытие П. Нерви над ангаром: общий вид (1) и схема (2)

Возможность придания железобетону любых пластических форм
позволила П Л. Нерви достичь в своих сооружениях высокой художественной выразительности, сочетающейся с рациональностью и функционализмом.
Распространению в 30-х гг. функционализма в Америке во многом
способствовали видные европейские архитекторы, эмигрировавшие из
Европы. Произошло возрождение Чикагской школы с ее техницизмом
и рационализмом. Начались перестройка центров крупных городов и
массовое индустриальное строительство типовых коттеджей.
Долгое время строительство высотных домов (небоскребов) рассматривалось архитекторами как причуда, порожденная коммерческим
духом Америки, но не как новая конструкционная идея организации
пространства [50].
85

10 / 25

Архитектурный облик современного высотного здания складывался начиная с 40-х гг. XX в. под сильным влиянием эмигрировавшего в
США немецкого архитектора Мис ван дер Роэ, внесшего большой
вклад в развитие современной архитектуры (рис. 46, а).
С технической и функциональной точек зрения наиболее интересны построенные в 30-е гг. в Нью-Йорке небоскребы: Эмпайр-стейтбилдинг — административное здание с рекордной для того времени
высотой 398 м и комплекс небоскребов Рокфеллер-центр (рис. 46, б, в).

а

б

в
Рис. 46. Архитектурный облик современных высотных зданий:

а –– проект небоскреба на стальном каркасе со стеклянными стенами, архитектор
Мис ван дер Роэ; б –– Небоскреб Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке, 1930—1932 гг.;
в –– Нью-Йорк, Рокфеллер-центр. Р. Худ, Л. Рейнгард, Г. Гофмейстер,
У. Корбе, У. Каррисон, У. Меррей, 1930—1940 гг.

86

11 / 25

Рационалистические тенденции в американской архитектуре
30-х гг. наиболее ярко проявились в промышленных сооружениях по
проектам А. Кана и Р.Б. Фуллера (рис. 47). Их системы стержневых металлических конструкций и развитые ими точные методы их расчета и
проектирования оказали огромное влияние на всю последующую историю развития теории и практического применения стержневых металлических конструкций, их индустриального производства, формообразования и эстетики [50].

в
Рис. 47. Стержневые металлические конструкции:

а –– двухслойный купол Б. Фуллера, покрытый прозрачными акриловыми листами
(павильон США на Всемирной выставке в Монреале); б –– купол диаметром 42,6 м из
треугольных акриловых панелей (оранжерея в Ванкувере); в –– фрагменты куполов

87

12 / 25

Заметное влияние функционализм оказал и на архитектуру Японии
благодаря японским архитекторам, работавшим в 1930-е гг. у Ле Корбюзье, а также европейским архитекторам, выполнявшим проекты для
Японии. Соединение традиционных архитектурно-строительных форм
и форм из машиностроения стало характерной чертой архитектуры середины XX в. Толчком для этого стало индустриальное серийное производство строительных конструкций и деталей на технологическом
уровне машиностроения и эстетика промышленного дизайна.
В середине ХХ столетия усилилась критическая реакция на механически понимаемый функционализм и наметилась тенденция роста
традиционализма. Многие архитекторы стали обращаться к стилистическим принципам античности и классицизма с использованием новых
архитектурных и конструктивных средств.
Обращение к классическому наследию наиболее заметно проявилось в СССР в связи со стремлением советских архитекторов достичь с
его помощью максимального идеологического воздействия (здание
МГУ в Москве (рис. 48), Волго-Донской канал и др.).

Рис. 48. Университет им. Ломоносова в Москве,
Л. Руднев и колл., 1948—1953 гг.

Однако полного воспроизведения архитектурных стилей прошлого
не произошло. Чаще всего эти стили получили лишь новую интерпретацию.
88

13 / 25

1.15. АРХИТЕКТУРА ВТОРОЙ ПОЛОВИНЫ XX в.
СОВРЕМЕННАЯ АРХИТЕКТУРА
Во второй половине ХХ в. потенциальные возможности модернизма-функционализма с его программными целями и принципами оказались исчерпанными. Позднее распадаются программные и организационные основы международного стиля.
На смену ортодоксальному функционализму в 70—80-х гг.
ХХ в. пришел так называемый «постмодернизм» с его эклектическим
набором элементов классической архитектуры. Все это свелось к псевдоклассическим архитектурным формам и декору современных конструкций и было связано с поиском разнообразия в виде вычурных архитектурных форм (дома с искривленными фасадами, дома в форме
ботинка, корабля и т.д.), сложных архитектурных форм и композиций,
национальных мотивов в декоре.
Эволюция архитектурной формы подтверждает диалектическое
развитие архитектуры по спирали.
Возникает стремление к новому синтезу архитектуры и градостроительства, отвечающему потребностям человека и общества.
Архитектура начинает рассматриваться в связи со всей деятельностью по созданию среды обитания. Функция уже не считается фактором, однозначно определяющим форму сооружения или пространственную организацию комплекса, так как функции стали изменяться
быстрее, чем способы их физического выражения.
Для конца ХХ в. и современного периода определяющими в развитии архитектуры и строительного искусства являются два фактора.
Первым из них является мощное влияние на архитектуру научнотехнического прогресса: широкое распространение в проектировании и
дизайне современных компьютерных технологий; появление новых
материалов — синтетических, керамических, сплавов; появление новых
видов конструкций — вантовых, пневматических, мембранных; разработка новых строительных технологий и строительной техники.
Возникла тесная взаимосвязь архитектуры и дизайна, пришедшего
из промышленной эстетики. Стала стираться грань между технологиями машиностроения и строительными в отношении стандартизации,
индустриализации, монтажа, точности изготовления и сборки.
Вторым фактором является возникновение и быстрое развитие
предсказанной еще Вернадским ноосферы, одним из важнейших элементов которой является Всемирная паутина — Интернет, информаци89

14 / 25

онная система, вызвавшая революционные изменения в жизни современного общества.
Развитие коммуникаций, техники информационных связей вызвало
появление новых форм организации общества и, как следствие, изменило требования к организации архитектурного пространства.
В связи с развитием системы коммуникаций распространилось и
расширилось до космического и поле коммуникаций в общем жизненном пространстве человеческого общества. Осязательные, слуховые и
визуальные коммуникации совершаются с несравненно большей скоростью, информативностью и качеством.
В начале 70-х гг. XX в. на смену модернизму пришел постмодернизм, объединяющий широкий спектр направлений западной архитектуры. Его оппозициональность к основным постулатам модернизма заключается в переходе к новым принципам создания и развития архитектуры. В них наиболее понятным в зрительном восприятии является
возвращение к образности сооружений, к цвету, орнаменту и декору с
одновременным использованием и переосмыслением классических
форм предшествующих периодов.
В основе этого стиля общефилософский и мировоззренческий феномен — стремление архитектора поразить зрителя, разбудить его воображение, потрясти индивидуальным эффектом от здания, сооружения неожиданностью форм, пространственных световых и цветовых
эффектов, композиционных решений.
Стремление уйти от излишней практики унифицированности и аскетизма породило постмодернистское вольное обращение с любыми
канонами и повышенный интерес к псевдонациональной и псевдоисторической образности зданий. Это касается и России, где в 90-е гг. и
начале 2000-х было построено достаточно большое количество вернакулярных декоративных башен. Этот «башенный» декоративизм, основанный на идеях западного постмодернизма, оказался коммерчески
востребованным, уместным и отвечающим потребностям заказчиков.
Большую роль в возникновении становлений этого стиля сыграли
прямые пожелания заказчиков, стремившихся к оригинальности и
большей образно-художественной выразительности зданий классических стилей предшествующих периодов. Это выражалось иногда в гротескной композиции различных форм: здание в форме карты, ботинка,
корабля, ностальгические готические и классические формы и т.д.
Постмодернистский стиль со временем стал главным в высотном
строительстве. Особенно способствовало этому усиление в нем нацио90

15 / 25

нально-символической составляющей. Небоскребы в Китае, Малайзии,
на Тайване и в Саудовской Аравии не похожи друг на друга, так как
они выдержаны в условных национально-романтических формах с
применением ультрасовременных материалов и стали узнаваемыми
местными символами. Даже в тех городах, где и до появления этого
стиля было уже много высотных зданий, они смотрятся очень выигрышно и привлекательно.
Приспособление архитектуры к национальным культурным традициям и к новым условиям жизни, эстетический эклектизм являются отличительными чертами постмодернизма в архитектуре, соответствующего общей культуре постиндустриального общества потребления второй половины XX в.
Если в основе модернизма в архитектуре лежало требование соответствия формы ее функциональному назначению, отказ от декоративных деталей, орнамента и т.д., т.е. всего лишнего с точки зрения пользы, функции, то постмодернизму присуще стремление вернуть в современное строительство весь арсенал художественных средств архитектуры всех эпох: ордерные элементы, декор, скульптуры, цвет и т.д.
Он вернул внимание зодчих назад к истории, к возможности использования образов и элементов архитектуры прошлого в современных зданиях.
Большое значение стало приобретать стремление к архитектурной
увязке новых зданий с их историческим окружением. Оно вылилось в
особое направление внутри постмодернизма — контекстуальную архитектуру.
Это позволило создать противовес экспансии транснациональных
проектно-строительных организаций с их индифферентной к месту
возведения архитектурой.
Вернакуляр (лат. υernaculus — «туземный») — совокупность предметов местной традиционной архитектуры в сочетании с современными строительными технологиями — стал отличительной чертой постмодернизма в его классическом варианте.
Постмодернизм актуален и сегодня. Используя готовые формы
прошлого, соединяя и комбинируя их в соответствии с современными
условиями и потребностями, архитектор имеет широкий выбор для реализации своих творческих замыслов.
Современная архитектура имеет крайне противоречивый характер.
Новые материалы, новые конструкции, высокий уровень технологии
строительного производства, компьютерные технологии проектирования
91

16 / 25

предоставили архитекторам невиданную ранее свободу и возможности
для архитектурной выразительности создаваемых им сооружений.
Однако все это не является гарантией создания шедевров архитектуры. Нужен еще и талант архитектора.
Современная архитектура неразрывно связана с достижениями
науки и техники. Инженерное оборудование и технические средства
уже во многом определяют облик сооружения.
Особенностью архитектуры современных сооружений является
превалирующая роль внутренних инженерных сетей и коммуникаций в
организации пространства. Они становятся основой для пространственного размещения всех других элементов здания, обеспечивающих
функциональные процессы. Создаваемая ими структура здания не зависит от его внешней оболочки.
В 1970—1980-х гг. возникло новое стилевое направление в современной архитектуре — хай-тек (high-tech — сокращенно англ. «высокие технологии») как один из вариантов позднего модернизма. Родиной
хай-тека как сознательно сформированного архитектурного направления считается Англия.
В отличие от постмодернизма и деконструктивизма, которые разрабатывались в основном теоретически почти в то же самое время, хайтек сразу же оказался востребованным из-за своего прагматизма и рациональности в выборе использования новейших материалов и конструкций, достижений художественной выразительности и образной
яркости за счет визуальных акцентов на конструкцию и ее элементы.
Хай-тек характеризуется прежде всего технологичностью и монументальностью, использованием структуры и самих конструкций здания в
качестве средства художественной выразительности. Благодатную почву для своего распространения и развития он нашел в высотном строительстве, где формирование художественного образа здания на основе
его конструктивных особенностей оказалось очень успешным.
Архитектура хай-тек стала возможной, прежде всего, в благополучных экономически странах или корпорациях и фирмах, так как проектирование и строительство зданий в этом стиле очень дорогое мероприятие. Этот стиль кроме использования высоких технологий в проектировании, строительстве и инженерном обеспечении эксплуатации
включает в себя широкое применение стекла, пластика, металла и других дорогостоящих материалов.
Преобладание в этом стиле прямых линий и четких геометрических
форм дало основание теоретикам архитектуры считать его развитием
92

17 / 25

кубизма и конструктивизма на новом технологическом уровне (витке
спирали). Использование в качестве средств художественной выразительности и элементов декора функциональных частей здания (лифтов,
лестниц, трубопроводов наружных вентиляционных систем), примером
которого может служить Центр Помпиду в Париже (рис. 49), переросло
в гипертрофированное декоративное решение с утрированными функциональными элементами и конструкциями.
Как реакция на это явление к 1990-м гг. начинают формироваться
другие альтернативы эстетике техницизма в архитектуре — био-тек и
эко-тек, основанные на заимствовании природных форм, в которых художественная идея главенствует над функциональным наполнением.
Примером этого может служить здание в Токио (рис. 50, а) и штабквартира компании ALDAR в Абу-Даби (рис. 50, б) [26].
Растущие возможности компьютерных технологий вызвали новую
волну интереса к эстетике хай-тека и обогащение его новыми возможностями строительной индустрии. Хай-тек сделал возможным переход
к «дигитальной архитектуре», называемой так по недоразумению из-за
использования в качестве инструментария компьютерных технологий,
основанных на работе с оцифрованной (дигитальной) информацией.
Достижения последних двух десятилетий в области компьютерных
и строительных технологий, появление новых материалов дали мощный толчок архитектурной мысли, теории и практике строительства.
Тем не менее смежные науки, оказывающие огромное влияние на развитие архитектуры, остаются для большинства архитекторов «терра
инкогнита».
Стараясь показать свою эрудицию, некоторые из них используют
терминологию из смежных наук, зачастую не понимая значение и содержание, вкладываемые в термины в той или иной отрасли науки.
Наиболее показательно появление в среде архитекторов термина
«дигитальная архитектура». Под дигитальной архитектурой понимается
при этом чаще всего использование компьютерных технологий для
разработки вариантов внешнего облика сооружений. Само же слово
«дигитальный» означает в переводе на русский язык «цифровой».
Оцифровывание информации лежит в основе всех компьютерных
технологий.
Уже сегодня стало возможным создание электронных паспортов
«умных домов» и сооружений для информационного сопровождения их
на всех этапах жизненного цикла: идея, проект, реализация, эксплуатация, утилизация.
93

18 / 25

Рис. 49. Centre Pompidou, Р. Роджерс и Р. Пиано, Париж (постройка)

19 / 25

а

б
Рис. 50. Здания в стиле био-тек и эко-тек:

а –– Tokyo Moda Gauken, Кензо Танге, Токио (постройка);
б –– штаб-квартира компании ALDAR, Абу-Даби, MZ Architects

20 / 25

Использование компьютерных технологий сделало возможным для
архитекторов создание виртуальной (возможной, воображаемой) действительности, т.е. возможных вариантов обликов зданий и сооружений, внешних видов с различных точек зрения, интерьеров, цветовых
решений и т.д.
Все это значительно расширило эвристические возможности архитектора и сделало более эффективным его труд, но не изменило его
сущности. Поэтому говорить о «дигитальной архитектуре» некорректно.
Компьютерные технологии дали архитекторам возможность визуально оценить эффект применения сложных геометрических форм,
описываемых аналитически, и их различных комбинаций в пространстве и цвете с учетом окружающей среды и световых эффектов. У некоторых архитекторов это вызвало эйфорию, как у детей от интересной
компьютерной игры. Все это привело их к идее так называемого деконструктивизма, т.е. к маскировке конструкции сложной внешней формой, к заигрыванию со стилизацией, модой.
Конструкция оказалась в декоре современных форм и материалов.
На новом технологическом уровне повторилась история готики, в которой конструкции без декора выглядят примитивно.
Начало этой декоративной пластичности сооружения в сочетании с
функциональной осмысленностью положил Антонио Гауди в его домах
и соборе Саграда Фамилия.
Подражание объектам живой природы привело многих архитекторов к разработке в последнее десятилетие утопических проектов высотных зданий с причудливыми формами биоорганизмов и «умной»
начинкой, обеспечивающей жизнедеятельность этих зданийорганизмов. Зачастую это напоминает золотой телефон волшебника —
старика Хоттабыча, подаренный им другу Вольке. Телефон был по
форме похож на настоящий, но не работал, так как Хоттабыч не знал
принципа работы телефона.
Биоморфность в упомянутых проектах носит чисто декоративный
характер.
Очень странно с точки зрения инженеров выглядят в статьях архитекторов (ж-л «Высотные здания», 2012) такие выражения и обороты, как
«пиксельный» небоскреб в Гонконге», «система координат дигитальной
архитектуры новейшего времени», «эмпирически», «на пальцах», «просчитать сооружение, не укладывающееся в декартову систему координат», «нереально», «возможности дигитальной парадигмы» и т.д.
96

21 / 25

Примером, когда форма взяла верх над содержанием (функцией) и
эстетикой, является главное сооружение сочинской Олимпиады, а также здание оперы в Сиднее (рис. 51).
Разрыв с классической традицией стал неизбежным.

а

б

г
Рис. 51. Примеры, когда форма взяла верх
над содержанием (функцией) и эстетикой:

а –– эскиз оперного театра в Сиднее, архитектор Й. Утцон; б –– общий вид оперного
театра в Сиднее; в –– сооружение сочинской Олимпиады

97

22 / 25

Блоб-стиль как уникальное явление в архитектуре возник на рубеже XXI в. Его название было впервые введено архитектурным критиком Джоном Уотерсом (John Waters) в 2004 г. Оно происходит от
английского слова blob (блоб), обозначающего видоизменяющуюся
изогнутую поверхность. Идеологом блоб-движения в архитектуре
стал Грег Линн (Greg Linn), внесший заметный вклад в процесс создания архитектуры нового поколения и стиля. В современной интерпретации блоб-архитектура — это архитектура подвижных каплевидных
нелинейных форм, напоминающих органические объекты. Чуть позже
термину «блоб» в связи с дизайн-проектированием объектов со сложной пространственной геометрией и топологией была дана новая
трактовка и обозначение в виде аббревиатуры b.l.o.b — binary large
object, т.е. способ создания пространственных объектов со сложной
изогнутой поверхностью, не имеющей аналитической записи и проектируемой заданием автором ее цифровых численных параметров —
координат точек поверхности и ее особенностей.
За последние 10 лет в этом авангардном стиле создано разными архитекторами несколько уникальных архитектурных объектов с неповторимым и запоминающимся обликом (см. ж-л «Высотные здания»,
2012 г.), как, например, музей Гуггенхайма в Бильбао (Испания) архитектора Фрэнка Гери (Gehry) с его причудливыми формами, создаваемыми изогнутыми металлическими плоскостями.
Идеологи этого стиля считают, что новая архитектура, как и природные объекты, должна быть скульптурна и должна одинаково интересно восприниматься зрительно в различных ракурсах и с различных
визуальных точек. Они полагают, что оценочные критерии гармонии и
красоты архитектурного объекта на новом современном этапе цивилизации перестали действовать. Наступила пора отправлять в архив «золотое сечение», гармонию пропорций, стоечно-балочную систему и т.д.
Взамен предлагаются новые критерии оценки архитектурных объектов:
яркость и необычность форм и образа объекта.
Отличительной чертой нового стиля является отсутствие традиционных вертикально-горизонтальных членений и стоечно-балочных систем. Несущими конструкциями становятся оболочки.
Все это было бы невозможным без появления новых материалов,
используемых в конструкциях и в отделке.
Анализируя историю развития архитектуры, можно констатировать, что каждый новый стиль становится возможным лишь с появлением новых строительных материалов.
98

23 / 25

Если модернизм ХХ в. ознаменовался широчайшим применением
пластичного монолитного и сборного железобетона, то XXI в. начинается с широкого применения новых синтетических и композиционных
материалов, получаемых на основе новейших достижений химии и физики: полимеры, стеклоткани, фиброволокна, пленки, новые пластичные металлы и т.д. Все это в сочетании с новыми высокими технологиями делает возможным существование самых фантастических проектов
современных архитекторов.
Их реализация в современных условиях зависит от запросов общества и появления в связи с этим инвесторов, имеющих большие амбиции (национальный престиж, статус страны, конфессии и т.д.): олимпийские объекты, международные выставки, знаковые высотные здания и т.д. Как правило, такие объекты в стиле блобизма украшают городскую среду, делая ее очень выразительной и яркой.
Реализацию таких проектов из-за их высокой стоимости могут себе
позволить только инвесторы с большими финансовыми возможностями
(крупные компании, государство и т.д.).
В последнее время стала актуальной новая концепция архитектурного пространства, связанная с открывающимися возможностями,
предоставляемыми новыми материалами и конструкциями для выработки новых художественных форм.
В эту новую концепцию входит отказ от декорирования и подражательности и переход к соответствию изменившимся условиям жизни и
социальным потребностям функционального, конструктивного, художественного содержания архитектуры.
С другой стороны, наблюдается и преемственность по отношению
к классической архитектуре. Происходит пространственное осмысление архитектурной конструкции, ее места в общем пространстве старого городского окружения, проблем конструирования пространства и
приближения человека, использующего сооружение, к природе.
Уют, радость и разнообразие — простые нужные вещи для человека и цель архитектуры будущего.
Современного архитектора отличает от его предшественников то,
что он не может отдать предпочтение ни одной из трех составляющих,
определяющих пространственную структуру сооружения, — функции,
конструкции или форме.
Тем не менее архитекторы до сих пор при проектировании сооружения задаются изначально некоторыми чертами его внешнего облика
с точки зрения выразительности и эмоционального воздействия.
99

24 / 25

Современный архитектор должен обладать большим объемом знаний из различных областей науки и техники, и в особенности смежных
научных дисциплин инженерно-строительного профиля. Особое место
должна занимать в этом объеме градостроительная наука.
Для современной архитектуры характерно также активное развитие
теории и практики градостроительства на основе системного подхода,
учитывающего взаимосвязь различных аспектов: функционального,
эстетического, экологического, экономического, энергетического и т.д.
Все это становится предметом изучения и обобщения как в теоретическом, так и в практическом плане.
В то же время наша эпоха позволяет нам сконцентрировать все
знания о прошлом и использовать их.

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

25 / 25

2. АРХИТЕКТУРА ДЛЯ ВСЕХ: ПРОЧНОСТЬ, ПОЛЬЗА,
КРАСОТА. ПОЧЕМУ ТАК?
Знание основных принципов возмещает
незнание некоторых факторов.
К.А. Гельвеций

2.1. ПРОЧНОСТЬ
Человечество возникло на планете, имеющей гравитационное поле
и движущейся в невидимом гравитационном поле Вселенной. Оно постоянно сталкивалось с этой таинственной силой, убеждаясь на каждом
шагу в неизменном свойстве окружающих его тел падать при всяком
удобном случае. Наблюдения за этими явлениями были полезны и для
первых попыток человека построить себе жилище или укрытие.
У живого и неживого мира на Земле есть одно общее свойство, необходимое для существования, — прочность.
Человек пытался понять, что обеспечивает целостность окружающего его мира, его прочность, что ее создает, как она возникла.
Под прочностью материала, сооружения, объекта подразумевается
способность не разрушаться длительное время под воздействием различных факторов: механических сил, температуры, агрессивной среды,
радиации и т.п. [7, 19, 30, 37, 53, 64].
В русском языке слово «прочность» происходит от слова «прок»,
имеющего оттенок надежности, полезности, пользы. В житейском
смысле прочность — понятие весьма широкое, включающее и надежность, устойчивость вещей и отношений.
Однако в технической терминологии термины «прочность» и
«надежность» как понятия имеют разное содержание. Прочность — это
способность сопротивляться различным воздействиям (силовым, температурным и т.д.), которая имеет для каждого материала, объекта, вида воздействия свою численную характеристику. Под надежностью
подразумевается способность объекта, сооружения в течение определенного промежутка времени выполнять свои заданные функции.
Первобытный человек постоянно сталкивался с разрушением
окружающих его вещей, предметов быта, жилища и всегда был в поиске их прочности. Этот поиск был сначала интуитивным и сводился к
101

1 / 25

обучению у природы на примерах ее творений. Постепенно люди
накапливали эти полученные из опыта знания, передавали их из поколения в поколение, учась на чужих и собственных ошибках и на
успешных образцах сооружений.
К познанию тайн прочности человек шел методом многочисленных
проб и ошибок. Сооружения часто разрушались, и строители учились
на примерах аварий, пытаясь понять их причины.
Многие сооружения античных зодчих, как, например, сказочные
дворцы Вавилона, разрушились потому, что при их строительстве использовался сырцовый кирпич, разрушающийся от наводнений. Строители того времени считали, что сырцовый кирпич набирает необходимую прочность при длительном пребывании на солнце. Лишь много
позднее стал применяться обожженный кирпич. Однако процессы, происходящие при обжиге, так и остались загадкой для древних строителей.
Не менее серьезной причиной разрушения были землетрясения, от
которых произошли, например, обрушения таких известных из истории
сооружений, как Родосский Колосс, Галикарнасский мавзолей и храм
Артемиды.
Только недостатком знаний о прочности можно объяснить малую
величину пролетов в сооружениях древних зодчих. Увлечение их стоечно-балочной системой, колоннадой вызвано не столько эстетическими соображениями, сколько отсутствием в то время материалов и конструкций, работающих на изгиб и позволяющих перекрывать большие
пролеты. Поэтому самая длинная балка над входом в Акрополь имеет
длину 4 м, а самая длинная плита над усыпальницей в пирамиде Хуфу
(Хеопса) — чуть более 5 м.
Естественно, мы любуемся сохранившимися постройками древних
и средневековых зодчих, но успех сопутствовал им далеко не всегда.
Постройки часто рушились. Однако эти катастрофы считались обычно
наказанием свыше, а отнюдь не следствием технического невежества.
Именно такой смысл имеет и библейское упоминание о Силоамской
башне: «Или думаете вы, что те восемнадцать человек, на которых упала башня Силоамская и побила их, виновнее были всех, живущих в
Иерусалиме» (Евангелие от Луки 13;4).
Итак, поколение за поколением люди проходили мимо рационального решения вопросов прочности, важность которых они понимали. Все это привело к печальным психологическим последствиям.
Весь предмет целиком стал благодатной почвой для дикости и предрассудков.
102

2 / 25

Суеверный страх перед непознанной тайной материала заставлял
строителей и механиков прибегать к помощи потусторонних сил. В ходу были заговоры, молитвы, жертвоприношения. Людей заживо погребали в основании зданий и мостов; мечи закаливали, вонзая их в живое
тело; совершали и много других, менее жестоких, но не менее безрассудных поступков в отчаянном стремлении повысить надежность и
прочность вещей, предметов и сооружений.
Когда в наше время известная женщина разбивает бутылку шампанского о борт спускаемого на воду судна или видный общественный
деятель закладывает первый камень в фундамент какой-то постройки — все это следы языческих обрядов жертвоприношения.
Прочность — необходимое и единое для всего живого и неживого
условие существования.
Познание человеком тайн прочности продолжалось веками. Однако
только лишь в последние два века этот процесс приобрел ярко выраженный диалектический характер: сначала опыт, эксперимент, потом
теория, затем более сложный эксперимент и уточненная теория и так
далее по спирали.
И пределов познанию нет. Это отлично понимал еще М.В. Ломоносов: «Из наблюдений устанавливать теорию, через теорию исправлять
наблюдения, — есть лучший из всех способ изыскания правды».
Эта же мысль еще более отчетливо сформулирована В.И. Лениным:
«От живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике — таков диалектический путь познания истины, познания объективной реальности» («Философские тетради», 1947. С. 146—147).
Веками продолжалось познание человеком тайн прочности в двух
направлениях — в микромир и макромир. И если в микромир человек
углубился до мельчайших частиц атома, то по пути в макромир он уже
задумывается о прочности планет, галактик, Вселенной в целом.
На первых порах поиск человеком прочности был интуитивным.
Вначале люди учились у природы, создавая свои конструкции по
аналогии с ее творениями (упавшее поперек канавы бревно могло
послужить прообразом балочного моста и т.д.). Со временем знания
накапливались — люди учились на опыте прошлых поколений и на
своем собственном. Это было время накопления эмпирического
знания.
И только два последних столетия составляют экспериментальный
период в познании прочности. Лишь с появлением техники стала развиваться теория материалов и сооружений.
103

3 / 25

Интересно напомнить в связи с этим, что эпоха техники занимает
ничтожную часть времени в истории человеческого общества. Ученые
рассчитали, что если весь период начиная с появления жизни на Земле
(примерно 100 млн лет) до наших дней принять за сутки, то история
человечества займет лишь 2 минуты (примерно 144000 лет), в том числе цивилизация (6000 лет) — 5 секунд. Вся же история техники от первой повозки до космических кораблей — это мгновение! Но в это
мгновение, в эти два века уместились высшие достижения человеческого гения, величайшие открытия законов природы, создание и развитие
многих наук, в том числе механики, из которой со временем выделились отрасли, занимающиеся исследованием прочности: сопротивление
материалов, теория упругости и пластичности, строительная механика,
теория сооружений и т.д.
Благодаря познанию тайн прочности человек не только стал строить надежнее, с неизмеримо меньшим количеством аварий машин, механизмов, зданий, сооружений, но и сумел проникнуть в структуру материала и найти в нем новые резервы. Достаточно сказать, что за последние 50 лет прочность стали, например, возросла более чем в 10 раз!
Каждая авария побуждала специалистов к новому поиску, ставила
новые задачи, прибавляла новые знания. Когда же знаний не хватало, в
инженерные расчеты вводили (и вводят сейчас) так называемый коэффициент запаса, который более уместно назвать (и называют) «коэффициентом незнания». По мере развития науки коэффициент незнания
уменьшается, все больше уступая место точным численным величинам,
характеризующим то или иное открытое явление.
Потребность уменьшить коэффициент запаса диктовалась многими
факторами. С отмиранием рабовладельческого и феодального укладов
исчезла подневольная рабочая сила, которую можно было эксплуатировать безгранично и безнаказанно. Возникла необходимость экономить материальные средства и ресурсы. К тому же на тысячи лет строить уже не хотели. Люди стали понимать: придет новое время, и старые
архитектурные формы отомрут.
По сути дела, вся наука о прочности была историей борьбы за
уменьшение коэффициента незнания. Сейчас этот коэффициент стал
весьма небольшой величиной. Но для этого потребовались века.
Далеко не для всякой науки можно прямо назвать имя ее основоположника. В большинстве случаев новая ветвь науки лишь постепенно
отходит от старого ствола. И это неудивительно: для создания новой
науки нужно увидеть новые пути, нужно сказать принципиально новое
104

4 / 25

слово, а это под силу только великим ученым. Галилей сказал такое
новое слово: он первый в истории человечества поставил вопрос о
прочности тел и первый попытался его разрешить.
Может показаться странным, что этот вопрос не ставился до Галилея на протяжении долгих столетий истории человеческой культуры,
хотя от античной древности и Средневековья дошли до наших дней
замечательные образцы зодчества и мостостроения. Но попытки найти
догалилеевские работы так и остались безрезультатными. Только Леонардо да Винчи (1452—1519), этот универсальный гений, который изучал все [29] (и ни одного исследования не довел до конца), занимался
проблемой прочности и устойчивости ранее Галилея, но его труд
остался неопубликованным и потому не оказал влияния на развитие
науки о прочности.
Тем не менее, можно сказать, что с опытов Леонардо начался экспериментальный период в развитии строительной механики. Леонардо
был неутомимым экспериментатором. Все свои многочисленные опыты
он фиксировал в записных книжках. Он испытывал на изгиб балки на
двух опорах, консольные балки, колонны. Так он пришел, например, к
выводу, что несколько малых опор, соединенных вместе, выдержат
больший вес, чем если они будут разделены.
Им же отмечено: «Например, 1000 столбиков одной и той же толщины и длины, если ты поставишь каждый из них вертикально, согнутся под нагрузкой какой-нибудь одной единицы веса, если же ты свяжешь их вместе так, чтобы связки заставляли их соприкасаться, то каждый из столбиков сможет выдерживать, не сгибаясь, в 12 раз больший
вес, чем раньше». Значительное увеличение прочности в опытах с опорами и прутьями, зафиксированное Леонардо, происходило за счет увеличения жесткости, вместе с которой резко возрастала устойчивость.
Теория смогла объяснить это только через три века.
Несмотря на то что работы Леонардо да Винчи не были опубликованы, они имеют немалое значение для истории науки о прочности.
Оно состоит в том, что впервые поиск прочности приобрел форму сознательного, специально заданного исследования.
Первый значительный шаг в развитии представлений о прочности
через 120 лет после Леонардо да Винчи был сделан Галилео Галилеем
(1564—1642), великим итальянским физиком, механиком, астрономом
и литератором. Любопытно, что серьезное изучение конструкций обязано своим началом гонениям и мракобесию инквизиции. В 1633 г. Галилей был проклят церковью за свои революционные астрономические
105

5 / 25

открытия, так как в них усмотрели угрозу не только религии, но и светской власти. Галилей был самым непреклонным образом отлучен от астрономии и после своего знаменитого отречения был, вероятно, весьма
рад удалиться на виллу Арчетри возле Флоренции. Живя там, по существу, под домашним арестом, он стал изучать сопротивление материалов,
полагая, наверное, что это наиболее безопасный и наименее крамольный
предмет, который только можно было тогда себе представить.
Конечно, при этом не следует забывать, что Галилей был не только
астрономом, но и выдающимся инженером, изучавшим вопросы баллистики и гидравлики, фортификации и судостроения. Именно практические вопросы судостроения и побудили Галилея заняться вопросами
прочности. Это было еще в первом десятилетии XVII в., задолго до
столкновения с инквизицией.
В своей книге «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки», изданной в Лейдене в 1638 г., Галилей заложил основы двух наук: динамики и учения о прочности. Он
первым свел большой круг вопросов, связанных с прочностью и разрушением материалов, в одну область знания. Из наблюдений за постройкой галер возник вопрос: «Почему при соответственном увеличении
материала не возрастает в той же мере способность сопротивления?».
Галилей сумел правильно ответить на этот вопрос. Он считал: «Если
имеется балка с определенным соотношением толщины к длине, допустим 1:100, то не может существовать ни одной другой балки из того
же материала, которая будет сопротивляться также. Если балка будет
больше размерами, она будет ломаться от собственного веса, если
меньше — сможет выдержать какой-либо груз дополнительно».
Это явление, названное впоследствии масштабным фактором, учитывается и сейчас в расчетах конструкций.
Галилей изучал только два вида деформации — растяжение и изгиб
на всевозможных элементах и различных материалах, объясняя причины их прочности и разрушения.
При этом нужно помнить, что Галилей во всех случаях изучал состояние материалов в момент разрушения и искал величину разрушающей нагрузки.
Его совершенно не интересовало ни поведение стержня в нормальных условиях, ни величина и распределение усилий при обычной
нагрузке, ни характер перехода от нормального арочного состояния к
разрушению. Это необходимо особо подчеркнуть: первое исследование
прочности исходило из предельного состояния стержня.
106

6 / 25

Абсолютные характеристики прочности, т.е. прочностные свойства
материалов, Галилею не были известны, и он с большой научной проницательностью ограничился изучением относительных, сравнительных оценок прочности. Для случая растяжения Галилей принимал несущую способность пропорциональной площади сечения стержня, и
можно полагать, судя по тону изложения, что это свойство растянутых
стержней во времена Галилея было общеизвестным.
Новое слово было сказано Галилеем в задаче изгиба. Он теоретически исследовал сравнительную прочность геометрически подобных
стержней на изгиб, с учетом и без учета собственного веса. Для такой
оценки необходимо было задаться законом распределения усилий в
опасном сечении при изломе. Галилей принял эти усилия равномерно
распределенными по сечению и причем растягивающими (рис. 52),
считая, что излом консоли происходит путем раскрытия трещины сверху и вращения вокруг нижнего ребра сечения.

а

б
Рис. 52. Изгиб консольной балки:
а –– эскиз Галилея; б –– чертеж

107

7 / 25

Составляя условие равенства моментов относительно этого ребра,
Галилей нашел, что прочность стержня прямоугольного сечения пропорциональна ширине и квадрату высоты (bh2), а круглого сечения —
кубу диаметра (d3). Оба вывода совершенно правильны, но ошибочная
предпосылка о распределении усилий привела Галилея к следующим
ошибочным значениям момента сопротивления (по современной терминологии): для прямоугольника W=bh2/2 (вместо bh2/6), для круга
W=πd3/8 (вместо πd3/32).
Но, тем не менее, это решение по-своему правильно, если только
вспомнить постановку задачи.
Галилей ставил вопрос не об абсолютной, а о сравнительной прочности геометрически подобных стержней. Найденные им закономерности сравнительной оценки не зависят от величины числового коэффициента в выражении момента сопротивления, и потому произвольно
принятый Галилеем закон распределения усилий по сечению не искажает условий подобия.
Для построения теории расчета Галилею не хватало математического аппарата и данных теоретической механики. Но он подготовил
почву, на которой потом выросла первая теория прочности.
Наука о расчете сооружений на прочность, устойчивость и жесткость называется строительной механикой. Основная задача этой
науки — разработка и совершенствование методов статического и динамического расчетов конструкций (сооружений), а также анализ этих
конструкций с точки зрения получения их целесообразных экономичных форм (наименьший вес, объем и т.д.).
Цель расчета на прочность — гарантировать способность сооружения сопротивляться внешним воздействиям (силовым, кинематическим,
радиационным, температурным и т.д.).
Расчет на жесткость позволяет ограничить перемещения и вибрации сооружений в требуемых для их нормальной эксплуатации пределах.
Расчет на устойчивость выявляет способность сооружения сохранять свое состояние при небольших (малых) внешних воздействиях
(возмущениях).
Расчетом приходится пользоваться не только при проектировании
новых сооружений, но и при проверке существующих сооружений на
воздействие новых, не предусмотренных ранее нагрузок. В отдельных
случаях расчет необходим и для обоснования метода и технологии возведения сооружения.
108

8 / 25

В широком смысле строительная механика часто называется теорией сооружений. В это широкое понятие включаются сопротивление
материалов, теория упругости и пластичности, строительная механика
стержневых систем, специализированные курсы строительной механики: строительная механика корабля, ракеты, самолета и т.д.
Все эти дисциплины находятся в тесной и неразрывной связи друг
с другом.
Сама строительная механика связана с такой наукой, как механика,
и ее разделами: реологией, механикой деформируемого твердого тела,
теоретической механикой, аналитической механикой.
Широкий круг вопросов, рассматриваемых строительной механикой, предопределил и разнообразие направлений научных исследований, методов расчета, постановок задач в каждом из ее разделов: в линейной или нелинейной, в детерминированной или вероятностной постановке.
В настоящее время строительная механика является достаточно хорошо разработанной дисциплиной. Ее дальнейшее развитие тесно связано с новыми достижениями в области строительных материалов и
конструкций, строительной индустрии, прогрессом в развитии вычислительной техники, информационных систем и технологий. Внедрение
современных методов строительной механики в практику проектирования значительно расширяет ее возможности и повышает ее эффективность.
Говоря о методах расчета, следует помнить, что в общем случае
любой изучаемый физический объект или явление имеет в принципе
бесконечное число параметров, характеризующих его свойства: геометрия, время, материал, поле внешних воздействий и т.д. Учет всех
этих свойств при изучении объекта или явления невозможен и, как показывает практика, не нужен.
Поэтому изучение объекта или явления заменяется изучением их
физической модели, характеризующейся конечным числом основных
свойств, параметры которых наиболее сильно влияют на основные или
качественные и количественные характеристики поведения объекта или
явления.
Выбор физической модели во многом зависит от существующего
уровня знаний об объекте или явлении, уровня математической подготовки исследователя, мощности вычислительной техники, наличия соответствующего программного обеспечения и соответствия затрат
средств предполагаемой ценности конечного знания.
109

9 / 25

Говоря о физической модели инженерного сооружения, необходимо иметь в виду, что сооружения и их элементы выполняются из различных материалов, физико-механические свойства которых различны.
Выраженная математически оценка этих свойств представляет собой физическую модель материала.
При расчете сооружений на внешние воздействия обычно пользуются не настоящим их видом, а, как уже отмечено выше, их моделью,
называемой расчетной схемой сооружения. Расчетной схемой должны
учитываться все основные особенности работы сооружения.
Расчетная схема сооружения и физическая модель материала образуют в совокупности физическую модель сооружения.
Зачастую в литературе понятия «физическая модель инженерного
сооружения» и «расчетная схема инженерного сооружения» отождествляются.
Для одного и того же сооружения можно принять несколько расчетных схем. От выбора той или иной расчетной схемы зависит степень
сложности и точности расчета. Однако в некоторых случаях разница в
результате может оказаться несущественной. Поэтому выбор более
сложной расчетной схемы не всегда оправдан.
На основе физической модели строится математическая модель исследуемой задачи, т.е. выводятся основные соотношения и уравнения,
описывающие поведение физической модели и процессы, происходящие в ней, при внешнем воздействии на нее, определяются краевые,
или граничные, условия.
Для выбранной физической модели может быть построено несколько математических моделей. Выбор и построение математической
модели также во многом зависит от самого исследователя.
Следует отметить, что только те физические модели и методы расчета становятся общепринятыми, которые проверены экспериментом и
инженерной практикой. Экспериментальные исследования проводятся
сначала на моделях сооружений, а затем и на сооружениях как до создания новой физической модели и метода расчета, так и после этого. Задача эксперимента состоит в выявлении основных свойств явления или
объекта и выделении второстепенных, которыми можно пренебречь, и
тем самым упростив как физическую модель, так и метод расчета.
Методом решения принято называть совокупность приемов и математических операций, с помощью которых на основе принятой математической модели можно найти функции искомых характеристик или
их численные значения.
110

10 / 25

Каждой математической модели может соответствовать несколько
методов решения. Выбор того или иного метода определяется степенью
доступности соответствующего программного обеспечения и вычислительной техники и уровнем подготовки исследователя.
Для прогнозирования поведения проектируемых конструкций и сооружений при внешнем воздействии на них (силовом, температурном,
кинематическом, сейсмическом и т.д.) и выбора наилучшего проектного решения используются аналитические или численные методы
расчета.
Основное достоинство аналитических методов состоит в том, что с
их помощью можно представить решение задачи в общем виде, в замкнутой форме, т.е. в виде формул, аналитических зависимостей или
цепочки аналитических выражений, позволяющих проследить изменение искомой характеристики объекта в любой его точке и в любой момент времени в зависимости от изменения каждого из параметров воздействия или параметров физической модели.
Однако аналитические методы имеют наряду с достоинствами существенные недостатки. Во-первых, область их применения ограничена
сооружениями простой геометрии и формы. Во-вторых, общая форма
решения и входящие в них функции зачастую оказываются чрезвычайно громоздкими и не могут быть доведены до конкретного численного
результата без перехода к дополнительным программам численной реализации.
Численные методы позволяют найти значения искомой характеристики отклика объекта на внешние воздействия лишь в конечном числе
расчетных точек. При любом изменении параметров воздействия производится новый расчет, что является существенным недостатком этих
методов.
В то же время численные методы обладают огромным преимуществом перед аналитическими в том, что они дают возможность рассчитывать объекты с любыми геометрическими и физическими характеристиками и при любых параметрах воздействия на них.
Это преимущество и интенсивное развитие вычислительной техники привело к господству численных методов в инженерных расчетах. Однако о полном вытеснении аналитических методов не может
быть и речи, так как любые численные методы и расчеты нуждаются
в подтверждении достоверности, которая может быть обеспечена
путем сопоставления с тестовыми расчетами на основе аналитических методов.
111

11 / 25

Рассчитать конструкцию — это значит дать оценку ее прочности. В
сопротивлении материалов эта задача не решается. Сопротивление материалов еще не дает расчета конструкции. Оно дает только теоретические основы для ведения этих расчетов.
Каждый инженерный расчет (и вообще исследование в области
технических наук) включает три этапа:
I. Идеализация объекта. На этом этапе рассматривается реальная
конструкция и выделяются те ее особенности, которые являются
наиболее существенными для рассматриваемой задачи. В результате
получаем расчетную схему.
II. Анализ расчетной схемы. Здесь при помощи средств теории выясняются закономерности расчетной схемы, отвечающей реальной конструкции.
III. Расчет.
IV. Обратный переход от расчетной схемы к реальной конструкции
и формулировка практических выводов, ради которых было предпринято исследование.
Для инженера искусство выбора расчетной схемы является очень
важным. Этому искусству нигде специально не учат. Оно постигается,
как правило, только на практике.
Ну как не вспомнить афоризм К. Пруткова: «Только в государственной службе постигаешь истину».
Содержание сопротивления материалов относится в основном
ко II этапу. В сопротивлении материалов излагаются приемы анализа
типичных расчетных схем и даются методы их расчета. Словом, рассматриваются все те расчетные схемы, которые являются практически
общими для большей части инженерных конструкций. Что же касается
выбора расчетной схемы и оценки надежности самой конструкции, то
об этом в сопротивлении материалов лишь упоминается, но ответа на
них в конечном итоге не дается.
Многообразие современных инженерных задач столь велико, что в
пределах одной дисциплины невозможно изложить специфические
особенности прочностных расчетов по всем разделам техники.
Расчетные схемы, выходящие за рамки общетехнических и свойственные только конкретно взятой области техники, рассматриваются
в разделах инженерной механики, название которых начинается со
слов «Строительная механика…», например, самолета, сооружений,
корабля и т.д.
112

12 / 25

Вопросы о выборе расчетной схемы (этап I), а также оценки коэффициентов безопасности и прочности конструкций (этап III) наиболее
полно излагаются в дисциплинах, название которых начинается со слов
«Прочность…».
Обычно курсы прочности вызваны изменениями и развитием некоторых областей техники (новое оборудование, конструкции и т.д.). Поэтому курс прочности быстро устаревает, в то время как курс строительной механики в ряде случаев живет десятилетиями.
Итак, сопротивление материалов представляет собой азбуку и
грамматику расчетов на прочность. Это введение в ряд прикладных
наук прочностного цикла. Границы между этими науками не являются
строгими.
И сопротивление материалов, и строительная механика, и прочность конструкций развиваются не изолированно от других дисциплин.
И наиболее тесно они связаны с теорией упругости.
Сопротивление материалов и теория упругости имеют в конечном
счете общие цели. Различие заключается в круге рассматриваемых задач и в глубине их проработки.
В сопротивлении материалов анализ выглядит как средство для
решения более широкой задачи — задачи расчета конструкции.
Для теории упругости такого рода подчиненность аналитического
аппарата практическим целям не характерна. Теория упругости не скована необходимостью дать краткую сводку рекомендаций к расчету.
Это позволяет провести более углубленную проработку не только конкретных задач, но в первую очередь общих задач и методов.
Методы сопротивления материалов, теории упругости и строительной механики не остаются неизменными. Они непрерывно развиваются и совершенствуются.
На заре развития науки о прочности все внимание было обращено
на способность материала сопротивляться действующим нагрузкам.
Термин «Сопротивление материалов» тогда еще можно было понимать
буквально.
Постепенное расширение курса сделало это невозможным. От времен «младенчества» сохранилось только название.
Если проследить за эволюцией сопротивления материалов за последние 60 лет, то легко заметить общую тенденцию, направленную к
переходу от решения задач строительного профиля к более общему
машиностроительному. В курс сопротивления материалов вошли вопросы усталостной прочности и динамики, теории пластичности и пол113

13 / 25

зучести, задачи теории пластин и оболочек, элементы нелинейной теории упругости систем.
Исчезли устаревшие разделы: графические и графоаналитические
методы заменяются численными, углубляется изложение, отбрасываются устаревшие формулировки. Все это связано с общим научным и
техническим прогрессом и является его отражением.
2.2. КОНСТРУКЦИИ
Среда, в которой живет и творит человек, негостеприимна. Тысячелетиями он борется с многочисленными опасностями и стихийными
бедствиями: ураганами, землетрясениями, пожарами, наводнениями,
обвалами и оползнями и т.д. С развитием цивилизации к ним добавились и техногенные воздействия. Все они угрожают зданиям и сооружениям, воздвигаемым человеком. Предотвратить внезапное столкновение с этими силами природы невозможно. Поэтому всегда существует риск разрушения зданий и сооружений от стихийных и техногенных
воздействий. Однако в каждом отдельном случае степень этого риска
различна. Она связана прежде всего с опасностью для жизни людей.
Кроме того, нужно иметь в виду и риск экономический, связанный с
большими материальными потерями.
Естественное стремление снизить степень риска, сделать его практически нулевым — общечеловеческий закон с древнейших времен и
до наших дней.
Все здания и сооружения должны быть в высшей степени надежны
и устойчивы.
Каждая область техники в большей или меньшей степени связана с
вопросами жесткости и прочности, и мы должны каждый раз говорить
себе, что нам повезло, когда наши ошибки в этих вопросах стоили лишь
денег и волнений, а не жизни [14, 7, 30, 37, 39, 53, 57, 58, 56, 19 и др.].
Конструкции проходят через всю нашу жизнь, и мы не можем позволить себе ничего о них не знать.
Можно с уверенностью сказать, что именно гравитация и связанная
с ней масса всех тел создает необходимость в строительных конструкциях. Она определяет и все конструктивные формы, которые мы видим
сегодня.
Конструкции могут рушиться и рушатся в действительности, и это
порой имеет важные, а иногда и драматические последствия. Однако не
меньшее значение имеют жесткость конструкции и перемещения ее
114

14 / 25

элементов. Плохо, если шатается дом или стол, но никуда не годится
оптическое устройство, если его прекрасные по качеству линзы не
жестко фиксированы.
Находится удивительно много людей, которые без специальных
знаний не рискнули бы подступиться, например, к химии или медицине, но совершенно спокойно берутся за изготовление конструкций,
от которых может зависеть человеческая жизнь. Да, мосты или самолеты нам, пожалуй, не по зубам, говорят они, но что может быть тривиальнее обиходных вещей, Судя по выпускаемой мебели, ее проектировщиков не учат тому, как вычислить, насколько прогнется под грузом книг обычная книжная полка. Большинство из них, по-видимому,
даже не сознает, что объекты их творчества относятся к конструкциям.
Нельзя сказать, что проектирование книжной полки — дело, требующее нескольких лет учебы, но в то же время было бы несправедливо утверждать, что здесь нет ловушек для неосторожных. Не все так
просто, как кажется с первого взгляда.
Именно самонадеянность так называемых «практиков» является
причиной того, что слишком уж часто приглашают инженеров «поработать» вместе со следователями над конструктивными «достижениями» практиков.
Тем не менее в некоторых областях конструирования люди практики веками действовали по своему собственному разумению. Глядя на
церкви, соборы и храмы, спрашиваешь себя, что впечатляет в большей
степени — мастерство тех, кто их строил, или их слепая вера в успех.
Эти сооружения не только имеют гигантскую высоту и размеры, но зачастую им удается преодолеть тяжесть и уныние материала, из которого они построены, и устремиться к высотам искусства и поэзии.
Может показаться, что средневековые каменщики знали, как строить церкви и соборы, и потому это им так блестяще удавалось. Но, если
бы можно было спросить какого-либо из этих великих мастеров, как
все это делалось, почему вообще сооружение не рухнуло, он, я думаю,
ответил бы нечто вроде: «На все воля Божья, не иначе как Господь Бог
вложил в нас секреты нашего ремесла».
Нужно отметить, что недостаток знаний о прочности в строительстве часто ограничивал зодчих в области архитектурных форм. Повальное увлечение античных архитекторов колоннадами возникло отнюдь не только из эстетических соображений, а еще и потому, что не
было материалов, работающих на изгиб, для перекрытия больших пролетов. Достаточно сказать, что самая длинная балка, перекрывающая
115

15 / 25

вход в Акрополь, была длиной менее 4 м, а самая длинная плита — над
усыпальницей в пирамиде Хуфу (Хеопса) — немногим более 5 м. Поэтому приходилось ставить колонны близко друг к другу. И лишь позже, когда в Вавилонии и Персии были изобретены, а в Древнем Риме
доведены до совершенства арки и своды, в которых камень работает на
сжатие, стало возможным увеличить пролеты, а также изменить облик
сооружений.
Строители, плотники и корабелы древних времен работали на совесть и, по-видимому, даже не задумывались над тем, почему конструкции способны выдерживать нагрузку. Во всяком случае, они не
обдумывали и не проектировали свои сооружения в нынешнем смысле
этих слов. Хотя некоторые достижения их мастерства весьма впечатляющи, но его «правила» и «таинства» в своей интеллектуальной основе близки к поваренной книге. Тогдашние строители считали своей задачей создание чего-то похожего на сделанное ранее (впрочем, такое
положение сохранялось до начала ХХ в.). 155 лет тому назад Навье писал в предисловии к первому изданию своего курса (1826): «Большинство конструкторов устанавливают размеры частей машин и сооружений по образцу осуществленных конструкций. Они редко подвергают
расчету действующие на эти детали силы или величину сопротивления
этих деталей».
В этом отношении каменная кладка предоставляла исключительные возможности. Именно здесь опыт и традиционные пропорции позволяли воздвигать каменные сооружения любых размеров — от небольших церквушек до громадных соборов. Для иного рода конструкций это совершенно неприемлемо и далеко не безопасно. Именно этим
определяется тот факт, что здания строят все больших размеров, а,
например, размер кораблей по сути дела долгое время (до второй половины ХХ в.) не менялся.
Пока не существовало научного метода оценки безопасности конструкций, вероятность беды при создании новых или весьма видоизмененных сооружений была весьма велика.
Конструкция (строительная) в современном смысле — это элемент
или группа взаимосвязанных элементов, используемых исключительно
как несущая система. Исходя из этого понятия можно утверждать, что в
строительстве древних народов и в их сооружениях конструкция в чистом виде отсутствует. Необходимость перекрывать определенные пространства приводила строителей к столкновению с невидимыми силами
гравитации и к поискам путей их преодоления.
116

16 / 25

Строители-конструкторы с глубокой древности и до наших дней
стремились, с одной стороны, перекрыть без промежуточных опор как
можно большее пространство, с другой стороны — определить конструкцию как материальное образование любого рода, предназначенное
для того, чтобы выдерживать нагрузки. Преодоление силы тяжести —
смысл работы архитектурного конструирования.
Термины (понятия) «материал», «элемент», «конструкция» являются взаимосвязанными, хотя и вполне различимыми. Содержание этих
понятий на современном этапе устоялось. Материалом называется то,
из чего сделаны элементы конструкции; элементами — составные части конструкции; конструкциями — ансамбли элементов, связанных
между собой различными соединительными элементами или материалами.
Свойства строительных материалов оказывают определяющее влияние на выбор архитектурно-строительных форм в строительстве.
От конструкций и их форм зависит решение основных проблем архитектуры: функциональной организации пространства, эстетических
свойств сооружения, технико-экономических показателей. В конструкциях концентрируются все достижения науки и техники. Они демонстрируют уровень технических достижений в архитектуре.
В основе науки и техники лежат результаты исследования природы.
Родство природных и технических несущих конструкций заключается в том, что они противостоят внешним воздействиям и позволят
сохранять определенную форму материального объекта, связанную с
его функцией.
Технические несущие конструкции во многих случаях имеют в
своей основе прототипы — природные конструкции, так как человек,
наблюдая природу, брал у нее образцы для преобразования окружающей среды.
Несущие конструкции определяют характер строительных сооружений, их возведение, существование, взаимодействие. Концептуальное проектирование несущей конструкции является обязательной составляющей собственно архитектурного проекта.
Творчество архитекторов в своей основе сводится именно к использованию возможностей тех или иных конструкций, конструктивных форм, свойств материалов. Поэтому знание закономерностей формирования и работы конструкций — необходимое условие успешной
работы как архитекторов, так и инженеров-конструкторов.
117

17 / 25

Долгое время такая важная область знания, как «Теория сооружений», являющаяся центральным звеном строительной науки, оставалась
вследствие своего объема и возрастающей математизации вне целостного понимания и творческого применения. Необходимо признать, что
даже сегодня специалистам в области несущих конструкций не всегда
удается компетентно использовать необходимые знания из других областей строительной науки. Еще меньше это удается архитекторам.
Такое положение препятствует их творческому развитию. Сложилось абсолютно ненормальное положение, когда недостаток знаний архитекторов по теории сооружений и по другим строительным дисциплинам традиционно ими узаконивается, а несостоятельность как инженеров возводится молча в ранг добродетели.
В итоге возникают две взаимосвязанные проблемы: архитекторы
вследствие незнания теории сооружений или пренебрежения к этим
знаниям проектируют сооружения с точки зрения архитектурной формы, не задумываясь об инженерных аспектах ее реализации, а инженеры при исполнении своей ограниченной в данном случае функции
обеспечения прочности и устойчивости предложенной формы сооружения не могут вмешаться в творческий процесс и внести свой вклад.
Несостоятельность архитекторов в вопросах теории сооружений и
других строительных наук можно проиллюстрировать цитируемым
ниже текстом из книги Дж. Глэнси (J. Glancey) [56], где известный архитектор относит к несущественным для архитекторов моментам следующее.
Математика. Математические расчеты не имеют значения для
выработки концепции несущей конструкции.
Они также не нужны для получения представления о комплексном
поведении несущих систем или для стимуляции конструктивного духа
открытия.
Математика, в смысле простая алгебра, помогает в понимании статичных основополагающих понятий и механических состояний, таких
как равновесие, сопротивление, плечо рычага, момент инерции и т.д.,
однако для выработки концепции несущей конструкции она неприменима. Только если концепция определена по существенным элементам,
используется математический анализ удержания нагрузки для проверки
системы и ее оптимизации, предварительных расчетов несущих элементов или недостатков в надежности и экономичности.
Материал. Основной принцип действия несущей системы — исключая конструктивно непригодные строительные материалы — не
118

18 / 25

зависит от материала. Правильно, что в зависимости от свойства
нагружения материала конструкции неизбежным является определение его пригодности для систем и пролетов, но сами механические
процессы, проникновение в эти процессы, равно как и их использование при проектировании, в основном не зависят от строительного материала.
Масштаб. Для понимания механики удерживания нагрузки определенной системой нет необходимости рассматривать абсолютные величины. Процессы достижения состояния равновесия, типичные для
отдельной системы, в основном не зависят от порядка величин и масштаба.
Не обремененный многими практическими, фактическими и аналитическими соображениями, но знающий логику механики и вытекающие из нее возможности формообразования, планировщик может положиться на свою интуицию и силу воображения. Такие знания позволяют выйти за границы апробированных конструкций в их многообразии и создать новые, нетрадиционные формы».
Более нелепых умозаключений с точки зрения опытного инженераконструктора трудно придумать. Тем более странными эти умозаключения представляются тем, кто хорошо знаком с теорией и практикой
методов инженерного творчества.
В новой архитектуре конструкции рассматриваются как чрезвычайно существенная, а, по мнению ряда теоретиков, как основная сторона проектирования. Отсюда следует, что конструкции не могут быть
чем-то, что добавляется в проект инженером-конструктором. Архитектор должен изучать конструктивные системы, несмотря на сложности
технических расчетов.
Отсутствие взаимосвязи между теорией и практикой, преследовавшее строительную науку во все времена, встречается и сейчас.
В наше время исполнителем древнего закона обеспечения надежности сооружения является инженер-конструктор.
Его основная задача заключается в обеспечении надежности зданий и сооружений и сохранении ими своих эксплуатационных качеств
при воздействии множества факторов, как естественных, так и искусственных. Вторая задача состоит в том, чтобы все это достигалось при
минимальной экономии средств.
Особенностью строительной деятельности является то, что еще до
осуществления проектов в натуре они проходят через руки двух специалистов — архитектора и инженера-конструктора. Эта особенность
119

19 / 25

обусловлена тем, что конечный продукт строительной деятельности —
здание или сооружение — должен обладать тремя важными свойствами: функциональностью, прочностью и эстетичностью (красотой),
сформулированными еще древнеримским архитектором Марком Витрувием.
Последние два свойства являются сферой действия архитектора,
первое — инженера-конструктора. Работа конструктора невозможна
без проекта архитектора, но в то же время продукция конструктора будет являться тем основанием, на котором будут претворяться замыслы
архитектора. Нельзя говорить о том, что один или другой специалист
важнее.
Если функция, образ, объем являются сферой действий архитектора, то надежность, техническая и экономическая целесообразность —
сфера действий инженера-конструктора.
Взаимообусловленность и взаимозависимость архитектора и инженера-конструктора настолько велики, что бессмысленно говорить о
том, кто более важен. Однако в процессе их совместной работы неизбежно возникают противоречия. Суть их заключается в том, что архитектор в соответствии со своей эстетической концепцией дает объемнопланировочное решение здания или сооружения, исходя из его функции и учитывая целый ряд факторов, о которых речь пойдет в другом
разделе, а инженер-конструктор разрабатывает конструкцию, соответствующую данному объемно-планировочному решению.
При этом конструкция должна вписываться в заданный облик будущего сооружения, не снижая его эстетической ценности.
Еще большие ограничения для инженера-конструктора возникают
в том случае, когда конструкция не скрыта, а сама демонстрируется как
носитель эстетической ценности.
Преодоление этих противоречий возможно лишь в том случае, если
архитектор и инженер-конструктор обладают достаточным уровнем
знаний в областях деятельности друг друга.
В XXI в. архитекторы и конструкторы имеют в своем распоряжении чрезвычайно широкий ассортимент конструкций и конструктивных
форм. Для того чтобы эффективно использовать на современном
уровне этот ассортимент, необходимо владеть методами инженерного
творчества. Для этого нужно, выражаясь современным языком, понять,
из каких «элементов» формируется конструкция, сформировать банк
этих «элементов» и сформулировать принципы формирования из этих
«элементов» конструкции различных иерархических уровней.
120

20 / 25

Одним из самых значительных достижений человечества, предопределивших дальнейшее успешное развитие мировой цивилизации,
является изобретение алфавита. Конечно, и до этого была потребность
зафиксировать в виде символьных обозначений различные понятия.
Такие символы-иероглифы были созданы в древности в разных странах
и сохранились до наших дней в Китае, Японии, Корее и других странах.
Однако этот путь оказался тупиковым, так как потребовалось огромное
количество иероглифов для обозначения конкретных понятий (в китайской письменности более 50 тыс. иероглифов).
Идея обозначения в виде символов-букв не отдельных понятий, а
отдельных звуков, оказалась на редкость плодотворной. Звуков несравненно меньше, чем понятий. Символьные обозначения этих звуков в
виде букв являются абстракциями — кирпичиками, позволяющими
строить из их сочетаний более сложные символы — слова для обозначения самых разнообразных понятий.
В русском языке, например, всего 32 буквы, но их хватает для записи слов, обозначающих все возможные понятия.
В чем принципиальная разница между двумя системами символов
в языке — иероглифами и буквами? Первые — конкретны, вторые —
абстрактны. Поэтому первых требуется много (около 50 тыс. минимум), а вторых мало (около 30 в различных языках).
Точно так же обстоит дело в музыке (семь нот позволяют описать
любое музыкальное произведение), в теории света и цвета (семь основных цветов), в химии (периодическая система Д.И. Менделеева), в биологии (гомологические ряды Н.И. Вавилова).
Вполне очевидно, что все это не случайно. В строительстве среди
практически неограниченного количества видов строительных конструкций и сооружений можно выделить основные элементы, играющие роль «букв», дающих возможность в различных их комбинациях
запроектировать и построить любую конструкцию.
Попробуем разобраться в том, что должно быть положено в основу
при определении таких элементов-букв. Вполне очевидно, что, как и в
химии, за основу может быть принят принцип неделимости. Если в химии основой построения любых веществ является атом, а основой их
классификации является периодическая система Д.И. Менделеева, то в
строительных конструкциях на основе анализа могут быть выделены
базовые элементы несущих систем (элементы первого уровня), деление
которых на элементы более низкого уровня невозможно из-за потери
ими при этом функциональных свойств.
121

21 / 25

Такой анализ тесно связан с видом сопротивления материала конструкции (элемента) действующей на него нагрузке.
Различают шесть простых видов сопротивления материалов
нагрузкам — деформаций конструкций.
1. Растяжение — нить, трос, цепь, стержень (рис. 53, а).
2. Сжатие — брус, колонна, стойка (рис. 53, б).
3. Выпучивание — потеря устойчивости — гибкие колонны
(рис. 53, в).
4. Сдвиг или срез — заклепки, болты (рис. 53, г).
5. Изгиб — балки (рис. 53, д).
6. Кручение — валы, стержни (рис. 53, е).

Рис. 53. Деформации конструкций:

а –– растяжение; б –– сжатие; в –– выпучивание;
г –– сдвиг или срез; д –– изгиб; е –– кручение

В зависимости от нагрузки в конструкциях часто возникают одновременно несколько простых видов сопротивления, когда конструкции
испытывают одновременно два или более типов деформаций, например, растяжение или сжатие с изгибом, изгиб с кручением и т.д. В этих
случаях мы имеем дело с так называемой сложной деформацией и
сложным сопротивлением (рис. 54, 55, 56).
122

22 / 25

τ = Q/A
Рис. 54. Направление сдвига τ=сдвиговая сила Q,
деленная на площадь A под действием сдвига

Рис. 55. Сдвиг в форме кручения

а

б
Рис. 56. Кручение:

а –– рандбалка закручивается и изгибается; б –– чистое кручение без изгиба

23 / 25

В строительных конструкциях базовые элементы разделяют как по
геометрическим признакам, так и по виду нагрузки, которую они испытывают в сооружении.
Ниже приведена таблица базовых элементов (конструкций первого
иерархического уровня), являющихся основой для построения конструкций более высоких иерархических уровней и различных по функциональному назначению архитектурных форм (табл. 1).
Особое значение все это приобретает в современной архитектуре в
условиях индустриализации.
В строительных конструкциях базовые элементы разделяются как
по геометрическим признакам, так и по виду нагрузки, которую они
испытывают в сооружении.
1. Массивный элемент (кирпич, блок) — трехмерное тело, все три
основных размера которого одного и того же порядка (рис. 57).
2. Стержни — трехмерные тела, два размера которых (размеры поперечного сечения) малы по сравнению с третьим (длиной). Поэтому
правомерно и другое определение стержня — как линейного несущего
элемента, воспринимающего в основном нормальные напряжения
(сжимающие или растягивающие), т.е. силы, действующие в направлении продольной оси стержня.
Среди стержней, в зависимости от роли, которую они играют в
конструкции, различают: стойки (колонны), работающие преимущественно на сжатие (рис. 58), и балки (рис. 59), воспринимающие в основном изгибающие усилия, возникающие в элементе под воздействием нагрузок, действующих перпендикулярно оси балки.
Если балка имеет прямоугольное сплошное поперечное сечение
(обычно деревянная балка), то она называется брусом.
Ось балки представляет собой геометрическое место точек, совпадающих с центрами тяжести поперечных сечений балки, т.е. сечений,
расположенных в плоскостях, перпендикулярных к указанной оси.
3. Криволинейный плоский стержень кругового, эллиптического и
т.д. очертания с неподвижными опорами на концах называется аркой
(рис. 60).
Кручение — это сдвиг вокруг оси, вызванный закручиванием. Для
данного количества материала тонкостенная труба является самой эффективной формой для противостояния кручению.
В зависимости от количества шарниров, соединяющих звенья арки
между собой и с основанием, арки подразделяются на бесшарнирные
(рис. 60, а), одно-, двух- (рис. 60, б) и трехшарнирные (рис. 60, в).
124

24 / 25

Таблица 1
Таблица базовых элементов
№

Тип базового элемента
(элемент первого
уровня)

1

Трехмерный (массивный) элемент

Варианты в зависимости от вида нагружения
и деформации элемента

кирпич

2

блок

Одномерный элемент
стержень
колонна

стойка

балка (ригель, брус)

3

Арка (криволинейный
плоский стержень или
брус)
арка

кольцо

125
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

25 / 25

Окончание табл. 1
№

Тип базового элемента
(элемент первого
уровня)

Варианты в зависимости от вида нагружения
и деформации элемента

4

Нить

растянутый стержень

нить

струна

пластина
5

плита

Пластина

панель, балка-стенка

6

Оболочка

7

Мембрана

диск

126

1 / 25

4. Замкнутый плоский криволинейный брус (как правило, кругового очертания) называется кольцом (рис. 61).
Растянутый гибкий стержень называется нитью (рис. 62).
Предварительно напряженная (растянутая) нить называется струной (рис. 63).
5. Пластинкой называется трехмерное тело, образованное двумя
плоскостями, один из размеров которого (толщина) мал по сравнению с
двумя другими (рис. 64).
Плитой называется «толстая» пластинка с соотношением ее толh h 1
.
щины h к ширине b и длине a: и 
b a 30
Балкой-стенкой (диском) называется плита, воспринимающая
нагрузку в своей плоскости (рис. 65).
6. Оболочкой называется трехмерное тело, образованное двумя
криволинейными поверхностями, один из размеров которого (толщина)
мал по сравнению с остальными (рис. 66). Геометрическое место точек,
равноудаленных от наружной и внутренней поверхностей оболочки,
называется срединной поверхностью.
7. Мембраной (пленкой) называется очень гибкая (т.е. воспринимающая только растягивающие усилия) пластинка или оболочка в виде
полотнища (рис. 67).

Рис. 57. Трехмерное тело (кирпич, блок)

Рис. 58. Стойки (колонны), работающие на сжатие

127

2 / 25

Рис. 59. Балки

а

б

в
Рис. 60. Арки:

а –– бесшарнирные; б –– одно-, двухшарнирные; в –– трехшарнирные

Рис. 61. Кольцо

Рис. 62. Нить

3 / 25

Рис. 63. Струна

Рис. 64. Пластинка

Рис. 65. Балка-стенка

Рис. 66. Оболочка

Рис. 67. Мембрана

Если базовый элемент является неделимым, сплошным и выполнен
из одного материала, то составной базовый элемент — конструкция
второго уровня — состоит из однотипных базовых элементов — конструкций первого уровня, соединенных между собой одним из спосо129

4 / 25

бов в зависимости от материала и предназначения элемента (клей,
нагели, гвозди, заклепки, болты, сварка, различные типы узловых шарнирных соединений и т.д.).
Составные базовые элементы предназначены для восприятия тех
же видов нагрузок, что и простые базовые элементы, и имеют те же
общие соотношения геометрических параметров.
Наиболее распространенными составными базовыми элементами
являются стержневые (табл. 2).
Стержневые составные базовые элементы
Тип базового элемента

Таблица 2

Варианты

Классический составной стержень

Исходный элемент первого уровня — стержень

Составные
стержни

Рама

Ферма
Составные арки

Стержневые
пластинки, плиты и оболочки

Пространственная ячейка стержневой плиты или оболочки

130

5 / 25

Составными базовыми элементами на основе простого базового
элемента — нити — являются также: трос — гибкий элемент из нескольких переплетенных между собой нитей; вант — гибкий элемент
из нескольких переплетенных между собой тросов, помещенных в
общую оболочку; система перекрестных нитей (тросов) — сетчатая
мембрана. К составным базовым элементам, работающим по принципу нити, т.е. только на растяжение, относятся и разнообразные типы
цепей, базовыми элементами которых могут быть кольца, диски или
стержни.
В основной класс составных базовых элементов следует выделить
пневмоконструкции, образованные путем соединения герметичными
швами по одному или двум направлениям двух мембран в одну и придание этой составной мембране свойств плиты или оболочки, т.е. несущей способности, за счет создания избыточного давления воздуха в
полостях между двумя слоями (мембранами).
Комбинируя различные типы базовых элементов (простых или составных), можно создавать самые различные по назначению и форме
конструкции (рис. 68…70).

Рис. 68. Новый мост через р. Гордж.
Чтобы оценить его масштаб,
обратите внимание на грузовик,
крыша которого виднеется в середине пролета

131

6 / 25

Рис. 69. Олимпийский спортивный комплекс Йойоги в Токио:
а –– Большой стадион; б –– Малый спортивный зал, 1961—1964 гг.

7 / 25

Рис. 70. Мост Гумбольдтхафен. Берлин. Центральный вокзал (1999 г.)

Классификация сооружений и их расчетных схем.
Соединение элементов. Опорные устройства
Расчет реального сооружения с учетом всех его физикомеханических и геометрических параметров теоретически невозможен
и практически неосуществим. Поэтому вместо реального сооружения
используется его модель, называемая расчетной схемой.
В схеме сооружения стержни заменяются их осями — линиями, соединяющими центры тяжести сечений. Сечение при этом определяется
своими геометрическими и жесткостными характеристиками: площадью поперечного сечения А, жесткостью на растяжение-сжатие EА,
жесткостью на изгиб EJ и т.д. Пластины и оболочки заменяются их
срединными поверхностями с соответствующими жесткостными характеристиками. Реальные опорные устройства и связи между элементами
сооружения заменяются идеальными связями. Нагрузки на поверхности
элементов переносятся на оси или срединные поверхности.
133

8 / 25

Сооружения и их расчетные схемы классифицируются по различным основным признакам. Например, сооружения, составленные из
стержней, называются стержневыми системами. Сооружения, представляющие собой систему пластинок или оболочек, называются пластинчатыми или оболочечными соответственно.
По расположению отдельных элементов сооружения их расчетные
схемы подразделяются на плоские и пространственные.
Плоские сооружения воспринимают только нагрузку, действующую в их плоскости, и перемещения в них без потери устойчивости
происходят в той же плоскости.
С точки зрения характера взаимного соединения элементов различаются сооружения: а) с шарнирными соединениями; б) с жесткими
соединениями; в) комбинированные.
В реальных сооружениях соединения элементов, т.е. связи, осуществляются в виде цилиндрических и шаровых шарниров, болтов, заклепок, нагелей, сварных и клеевых соединений, замоноличенных стыков и т.д. В расчетных схемах плоских стержневых систем шарнир (цилиндрический) рассматривается как устройство, допускающее только
взаимный поворот соединяемых стержней вокруг оси, перпендикулярной их плоскости и проходящей через центр шарнира. Силы трения в
шарнире считаются равными нулю. Пример такой системы приведен на
рис. 71.

Рис. 71. Плоская стержневая система

134

9 / 25

Примером стержневой системы с жестким соединением элементов
может служить рама (рис. 72, а).
Примером комбинированной системы является шпренгельная балка (рис. 72, б).

а

б
Рис. 72. Примеры соединений элементов:
а –– рама; б –– шпренгельная балка

Способ взаимного соединения элементов отражается на работе сооружения и его расчетной схеме, методе расчета.
Для прикрепления сооружения к основанию служат опоры (опорные связи). В опорах возникают реакции, которые вместе с заданными
нагрузками представляют уравновешенную систему внешних сил, действующих на сооружения.
Рассмотрим основные типы опор:
1) шарнирно-подвижную опору;
2) шарнирно-неподвижную;
3) шаровую неподвижную;
4) защемляющую неподвижную опору.
Первый тип опоры показан на рис. 73, а.
На рисунке изображена конструкция опоры металлического пролетного строения. Схема такой опоры приведена на рис. 73, б. Она состоит из верхнего (1) и нижнего (3) балансиров; валика 2 между ними,
играющего роль цилиндрического шарнира; цилиндрических катков 4,
перемещающихся по опорной подушке 5.
135

10 / 25

Конструктивное решение такой опоры может быть разнообразным,
но расчетная схема ее изображается так, как показано на рис. 73, в, г.
С кинематической точки зрения эта опора допускает поворот системы в ее плоскости и ее поступательное перемещение по опорной
плоскости. Изображение опоры в виде одного опорного абсолютно
жесткого стержня на рис. 73, г удобно тем, что оно одновременно показывает и направление ликвидируемой опорной связью степени свободы, и направление опорной реакции — перпендикулярное к горизонтальной опорной плоскости.

а

б

в

г
Рис. 73 (начало). Типы опор

136

11 / 25

д

е

ж

Рис. 73 (окончание). Типы опор:
а –– шарнирно-подвижная; б –– конструкция опоры металлического опорного
строения: верхний балансир (1); валик (2); нижний балансир (3);
цилиндрический каток (4); опорная подушка (5); в, г –– расчетная схема;
д, е –– шарнирно-неподвижный тип опор: верхний балансир (1); валик (2);
нижний балансир (3); ж –– схематическое изображение
шарнирно-неподвижной опоры

Второй тип опоры (рис. 73, д, е) отличается от первого тем, что
нижний балансир 3 закреплен и не может перемещаться по горизонтали.
Такая опора обладает одной степенью свободы и носит название
цилиндрической неподвижной или шарнирно-неподвижной.
Схематически такая опора изображается двумя абсолютно жесткими стержнями с идеальными шарнирами на концах и общим верхним
шарниром для обоих стержней (рис. 73, ж).
137

12 / 25

Реакция такой опоры проходит через общий для обоих опорных
стержней шарнир и может иметь любое направление, т.е. будет иметь
две составляющие: вертикальную и горизонтальную.
Третий тип опоры — жестко защемляющая опора или заделка
(рис. 74, а, б), степень свободы которой равна нулю.
Схематически опора третьего типа может быть представлена тремя
стержнями (рис. 74, в).
Реакция такой опоры определяется тремя параметрами; соответствующими устраняемым опорным связям степеням свободы: горизонтальной и вертикальной составляющими реакции в шарнирнонеподвижной опоре и реактивным моментом в заделке.
На практике часто встречаются случаи, когда опорные связи
(стержни) не абсолютно жесткие, а имеют конечную жесткость. В этом
случае они называются упругими опорами.
Так же часто на практике встречаются случаи, когда опорные
стержни (связи) не прикреплены жестко к конструкции и воспринимают усилия только одного направления (или сжатие, или растяжение),
как это показано на рис. 74, г.
Такие связи называются односторонними.
Четвертый тип связей, применяемый в пространственных конструкциях, — шаровой (сферический) шарнир (рис. 75, а, б).
Такая опора допускает повороты вокруг всех трех осей координат и
не допускает линейные смещения по направлению тех же осей.
С понятием опорных связей и связей между элементами тесно связано понятие степени свободы.
Степенью свободы какого-нибудь тела (абсолютно жесткого) или
системы тел называется количество независимых геометрических параметров, определяющих их положение в принятой системе координат.
Вполне очевидно, что материальная точка имеет в плоской системе
координат две степени свободы, т.е. две координаты, определяющие ее
положение (рис. 76, а).
Аналогично положение плоской фигуры (рис. 76, б) определяется
тремя независимыми параметрами: например, двумя координатами
точки А прямой АВ на этой фигуре и углом поворота этой прямой вокруг точки А.
Точно так же можно показать, что материальная точка в пространственной системе координат имеет три степени свободы, а тело —
шесть (три линейных и три угловых перемещения).
138

13 / 25

а

б

в

г
Рис. 74. Жестко защемляющая опора:

а, б –– жестко-замещающая опора; в –– схема жестко-замещающей опоры;
г –– схема упругих опор (случай односторонней связи –– или сжатие, или растяжение)

14 / 25

а

б
Рис. 75. Шаровой тип связи:
а –– общий вид; б –– схема

а

б

Рис. 76. Степень свободы в плоской системе координат:
а –– материальной точки; б –– плоской фигуры

Всякое устройство, уничтожающее одну степень свободы, называется кинематической связью.
В соответствии с этим определением шарнирно-подвижная опора
эквивалентна одной связи, шарнирно-неподвижная — двум связям для
плоской системы и трем — для пространственной. Защемляющая опора
эквивалентна трем связям для плоской системы и шести — для пространственной.
140

15 / 25

Составление расчетной схемы является сложной и ответственной
задачей при выполнении теоретического исследования сооружения. От
расчетной схемы зависит практическая ценность результатов расчета.
Для одной и той же конструкции может быть построено, как отмечено выше, несколько расчетных схем. Трудность выбора заключается
в противоречивости требований к ним: обеспечение максимальной простоты расчета, с одной стороны, и наибольшей точности и достоверности результатов расчета — с другой.
Кинематический анализ сооружений
Как уже отмечено выше, схемы сооружений по расположению их
элементов подразделяются на плоские и пространственные.
Плоскими сооружениями (стержневыми, пластинчатыми, пластинчато-стержневыми и т.д.) называются те из них, в которых оси всех
стержней или срединные поверхности пластинчатых элементов лежат в
одной плоскости. Все остальные сооружения — пространственные.
Плоские сооружения, как самостоятельные конструкции, встречаются редко. Как правило, они являются лишь составной частью пространственной конструкции. Однако очень часто для упрощения расчет
пространственной конструкции сводится к расчету плоской.
Если потеря точности при этом не очень велика, то такой расчет на
этапе предварительного проектирования вполне приемлем.
В связи с этим очень важно уметь произвести анализ плоской системы на предмет ее геометрической неизменяемости, т.е. способности
воспринимать нагрузку.
Геометрически неизменяемой, или просто неизменяемой, называется система соединенных между собой элементов — твердых тел, допускающая изменения положения ее точек относительно выбранной
системы координат только за счет деформируемости материала ее элементов.
Геометрически изменяемой называется система, допускающая относительные перемещения элементов без их деформации.
Мгновенно изменяемыми называются системы, допускающие бесконечно малые относительные перемещения элементов без их деформации и после этого становящиеся неизменяемыми.
Простейшей шарнирно-стержневой системой является конструкция
из двух стержней, опирающихся на основание через шарнирнонеподвижные опоры и объединенных общим шарниром (рис. 77, а).
141

16 / 25

Каждый из этих не объединенных между собой стержней имеет
только одну степень свободы — возможность поворота вокруг оси
опорного цилиндрического шарнира. Объединение стержней общим
шарниром устраняет эту степень свободы, и для объединенной двухстержневой системы число ее степеней свободы равно нулю.
Если правую или левую шарнирно-неподвижную опору заменить
подвижной, оставив только вертикальную связь, и заменить устраненную горизонтальную опорную связь еще одним стержнем на линии,
соединяющей опорные шарниры, то получим эквивалентную предыдущей по количеству степеней свободы трехстержневую систему, т. е.
геометрически неизменяемую систему, в виде шарнирно-стержневого
треугольника (рис. 77, б).
Если рассматривать полученные варианты простейших геометрически неизменяемых систем как основание, то, прикрепляя к ним снова
два стержня и объединяя их шарниром, получим новую геометрически
неизменяемую систему (рис. 78).
Повторяя этот прием последовательно, можно получить плоскую
конструкцию любой степени сложности.
Примером геометрически изменяемой системы может служить система из четырех стержней, показанная на рис 79. форма которой может меняться без деформаций ее элементов.
Простейший пример мгновенно изменяемой системы приведен на
рис. 80.

а

б

Рис. 77. Простейшая шарнирно-стержневая система:
а –– двухстержневая; б –– трехстержневая

а

б

Рис. 78. Новая геометрически неизменяемая система (а, б)

142

17 / 25

Рис. 79. Система из четырех стержней

Рис. 80. Простейший пример мгновенно изменяемой системы

Эта система из двух стержней, лежащих на одной прямой, характеризуется тем, что после бесконечно малого смещения шарнира С система превращается в треугольник, т.е. становится геометрически неизменяемой. На рис. 81 приведены примеры геометрически изменяемых и неизменяемых плоских стержневых систем.
Треугольник — единственный шарнирный многоугольник, которому присуща устойчивая форма (геометрическая неизменяемость).
Помните, что треугольник не может изменять форму без изменения
длины одной или более сторон.
Жесткие соединения на вершинах формируют прямоугольник.
Стабильность достигается с помощью одного жесткого соединения на
вершине (что заставляет раму вести себя как устойчивый треугольник).
Более чем одно жесткое соединение повышает жесткость рамы, но делает систему статически неопределимой.
Рассмотрим далее простейшую пространственную шарнирностержневую систему из трех стержней, опирающихся в плоскости хоу
на сферические шарниры и объединенных общим сферическим шарниром (рис. 82).
143

18 / 25

1

1

1

2

а

2

б

в

2

Рис. 81. Примеры геометрически изменяемых
и неизменяемых плоских стержневых систем:

а –– устойчивый (1) и неустойчивый (2); б –– боковая устойчивость (геометрическая
неизменяемость) через триангуляцию: треугольная рама с шарнирными соединениями,
которой присуща устойчивость (1, 2); в –– боковая устойчивость (геометрическая
неизменяемость) с помощью жесткости соединений:
одно жесткое соединение (1), несколько жестких соединений (2)

19 / 25

Рис. 82. Простейшая пространственная шарнирно-стержневая
система из трех стержней

Каждый из не объединенных общим шарниром стержней имеет по
три степени свободы — повороты вокруг осей х, у, z. При объединении
трех стержней общим шарниром для любого из них два остальных играют роль опорных связей, устраняющих эти степени свободы. Таким
образом, пространственная шарнирно-стержневая система из трех
стержней, объединенных общим шарниром, является геометрически
неизменяемой.
Если убрать в этой системе любые три опорных стержня, оставив
лишь шесть не лежащих на одной прямой связей, и соединить опорные
узлы стержнями, то они, образуя неизменяемую плоскую шарнирностержневую систему, будут компенсировать три устраненные связи, так
как плоский опорный шарнирно-стержневой треугольник с оставленными шестью связями имеет нулевую степень свободы и играет роль
основания (рис. 83).
Таким образом, шарнирно-стержневая пространственная система в
виде тетраэдра является геометрически неизменяемой.
Последовательно применяя процедуру присоединения тремя
стержнями к этой системе еще одного шарнира, можно получить пространственную конструкцию любой степени сложности.
Нетрудно убедиться в том, что конструкция в виде шарнирностержневого куба является геометрически изменяемой (рис. 84).
Простейшими плоскими стержневыми системами (конструкциями)
второго уровня являются фермы (рис. 85, а) и рамы (рис. 85, б). Очень
часто их называют ферменными или рамными составными стержнями,
145

20 / 25

так как в конструкциях третьего уровня они играют роль несущих элементов — стержней (рис. 86, а, б).
В большинстве случаев соединения стержней фермы в узлах являются не шарнирными, а жесткими (рис. 87).
Точный расчет фермы с такими узлами значительно сложнее,
чем фермы с шарнирными узлами. Теоретические расчеты и эксперимент показывают, что в случае ферм с достаточно гибкими стержнями, т.е. при достаточно большом отношении расчетной длины
стержня к размеру узлового соединения и размерам поперечного сечения стержня, расчет фермы с учетом жесткости узлов и расчет по
шарнирно-стержневой схеме при нагрузке только в узлах приводят к
значениям усилий в стержнях, достаточно близким с практической
точки зрения.
Поэтому в большинстве случаев для ферм с жесткими узлами используется условная расчетная схема фермы со стержнями, шарнирно
соединенными в узлах.
Расчет пространственных стержневых конструкций отличается от
расчета плоских только лишь числом компонентов векторов перемещений, деформаций и усилий. Соединения стержней и опоры в пространственных конструкциях более разнообразны, чем в плоских.
Наиболее распространены следующие три типа соединений и опор:
подвижный вдоль оси вращения цилиндрический шарнир (рис. 88); неподвижный цилиндрический шарнир (рис. 89); шаровой шарнир
(рис. 90).
Первый тип эквивалентен четырем элементарным связям, второй — пяти, третий — трем.
Каждый элемент пространственной системы (стержень, блок) имеет, как уже отмечено выше, шесть степеней свободы: три линейных перемещения вдоль осей х, y и z и три поворота вокруг тех же осей.
Для обеспечения неизменяемости пространственной системы из Бблоков общее число связей для них должно быть равно 6Б.
Число степеней свободы конкретной пространственной шарнирностержневой системы может быть подсчитано по формуле:
n = 6Б–3Шш–4Шп–5Шн,
где Шш — число шаровых шарниров; Шп — число подвижных цилиндрических шарниров; Шн — число неподвижных цилиндрических шарниров.
146

21 / 25

Рис. 83. Плоский опорный шарнирно-стержневой
треугольник с оставленными шестью связями

Рис. 84. Шарнирно-стрежневой куб

а

б

Рис. 85. Простейшие плоские стержневые системы второго уровня:
а –– ферма; б –– рама

а

б

Рис. 86. Стержни в конструкциях третьего уровня:
а –– ферменный; б –– рамный

22 / 25

Рис. 87. Жесткие соединения стержней фермы

Рис. 88. Цилиндрический
шарнир

Рис. 89. Неподвижный
цилиндрический
шарнир

Рис. 90. Шаровой
шарнир

Учет физико-механических свойств материала
элементов сооружения
Сооружения и их элементы выполняются из различных материалов
с различными физико-механическими свойствами. Даже для такого
широко применяемого в строительстве материала, как сталь, диаграммы растяжения образцов из стали разных марок имеют существенные
различия. На рис. 91, а показана диаграмма растяжения используемой в
строительстве мягкой строительной стали СтЗ, а на рис. 91, б — высокопрочной стали.
Форма этих диаграмм разная, но обе они имеют почти строго прямолинейный начальный участок. Однако при больших напряжениях
148

23 / 25

линейная зависимость между напряжениями и деформациями нарушается. В диаграмме мягкой стали (рис. 91, а) имеется горизонтальный
участок, соответствующий пределу текучести, а во второй диаграмме
(рис. 91, б) он отсутствует.
Бетон с самого начала нагружения имеет нелинейную зависимость
между напряжениями и деформациями при сжатии (рис. 92). На растяжение он практически не работает.
Железобетон благодаря наличию арматуры приобретает способность воспринимать растягивающие усилия. Для него диаграмма зависимости между напряжениями и деформациями имеет вид, показанный
на левой ветви диаграммы (рис. 92).
Дерево при растяжении вдоль волокон подчиняется закону Гука, но
разрушается хрупко; на сжатие оно работает нелинейно (рис. 93).
Несмотря на то что временное сопротивление древесины на растяжение больше, чем на сжатие, применение древесины в качестве
растянутых элементов не рекомендуется, как и сталей с высоким содержанием углерода, из-за опасности свойственного им хрупкого разрушения.
Для выполнения расчетов конструкции механические свойства материала, представляемые диаграммами, должны быть описаны математическими выражениями. Для этого нужна некоторая идеализация диаграмм.
Идеализированная диаграмма, отражающая основные свойства материала, выраженная математически, представляет собой физическую
модель материала.
Различают следующие основные модели, используемые в строительной механике:
 идеально упругий материал (рис. 94, а);
 нелинейно упругий материал (рис. 94, б);
 упруго-пластический материал (рис. 94, в);
 идеально упруго-пластический материал, характеризуемый диаграммой Прандтля (рис. 95, а), условно аппроксимирующей диаграмму
упруго пластического материала;
 жестко-пластический материал, характеризуемый предельным
случаем диаграммы Прандтля (рис. 95, б).
На рис. 96, а и б приведены идеализированные диаграммы растяжения для физических моделей упрочняющегося упруго-пластического
и упрочняющегося жестко-пластического материала соответственно.
149

24 / 25

Упрочняющийся материал после достижения предела текучести
деформируется лишь при нарастании напряжений. Закон упрочнения
может быть как линейным, так и нелинейным.
В строительной механике используются и другие модели материала: модель вязко-упругого (упруго-ползучего) поведения материала,
вязко-упруго-пластического материала и другие.
В этих сложных моделях учитывается зависимость характеристики
материала от скорости нагружения и фактора времени, температуры и т.д.
Раскрытие этих зависимостей приводит к уравнениям, имеющим
вид не функций, а дифференциальных или интегральных соотношений.
Выбор той или иной модели определяется как материалом, так и
условиями работы конструкции.

Рис. 91. Диаграмма растяжения используемой в строительстве стали:
а –– мягкой строительной стали; б –– высокопрочной стали

Рис. 92. Нелинейная зависимость бетона между напряжениями и деформациями при сжатии

Рис. 93. Диаграмма дерева при растяжении

150
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

25 / 25

Рис. 94. Физические модели материала, используемые в строительной технике:
а –– идеально упругий материал; б –– нелинейно упругий материал;
в –– упруго-пластический материал

Рис. 95. Физические модели материала, используемые в строительной технике:
а –– идеально упруго-пластический материал, характеризуемый диаграммой Прандтля;
б –– жестко-пластический материал,
характеризуемый предельным случаем диаграммы Прандтля

Рис. 96. Идеализированные диаграммы растяжения для физических моделей:
а –– упруго-пластического материала; б –– жестко-пластического материала

1 / 25

Виды воздействий и нагрузок
Одним из наиболее ответственных этапов при расчете и проектировании конструкций является определение всех видов внешних воздействий, которые возможны при их эксплуатации.
Под внешними воздействиями понимаются не только внешние
нагрузки и собственный вес сооружений, но и всевозможные осадки,
кинематические воздействия, предварительное напряжение, тепловое и
коррозийное воздействия и т.д.
Перед началом любого расчета сооружения нужно установить в зависимости от условий его работы вид и количественные характеристики всех воздействий.
В инженерных расчетах рассматривается в основном одна категория воздействий — внешние нагрузки.
Основные типы внешних нагрузок классифицируются по разным
признакам: по характеру; виду; способу и месту действия.
В зависимости от характера изменения во времени нагрузки подразделяются на статические и динамические. Статические нагрузки меняют во времени свое значение, положение и направление настолько
медленно, что силами инерции и ускорениями самого сооружения и его
элементов можно пренебречь. Другими словами, или статическая
нагрузка не вызывает колебания сооружения, или же они пренебрежимо малы.
Нагрузка, меняющая свою величину и место положения, но не вызывающая значительных колебаний, называется квазистатической.
Динамические нагрузки — нагрузки, изменяющиеся во времени и
вызывающие колебания сооружений, и появление связанных с движением ускорений и инерционных сил.
По виду действия различают постоянные и временные нагрузки.
Постоянные нагрузки — это нагрузки, которые всегда действуют на
сооружение (собственный вес, давление грунта, предварительное
напряжение и т.д.) в процессе его эксплуатации.
Временные нагрузки подразделяются на долгосрочные, длительные (временные перегородки, сменное оборудование и т.д.), краткосрочные (действие ветра, температуры, снега, людей и т.д.) и временные особые (неравномерные осадки грунта, сейсмические, ударные,
взрывные и т.д.).
Необходимо помнить, что многие виды нагрузок представляют собой с математической точки зрения случайный процесс.
152

2 / 25

Установление законов изменения и количественных характеристик
таких нагрузок вызывает серьезные математические затруднения. Поэтому при расчете сооружений пользуются в большинстве случаев не
случайными величинами нагрузок, а их детерминированными значениями, называемыми расчетными нагрузками.
В зависимости от способов действия нагрузки подразделяются на
однократные, повторно-переменные и подвижные.
По месту действия нагрузки подразделяются на сосредоточенные в
отдельных точках и распределенные на части длины, поверхности или
объема тела.
2.3. МАТЕРИАЛЫ
В течение многих тысячелетий и даже 200 лет назад единственными строительными материалами, которые использовал человек, были
дерево, камень и сырцовый или обожженный кирпич.
У всех племен и народов наиболее распространенными строительными материалами были те, которые могли быть получены в местных
условиях. Так, например, японцы вплоть до XIX в. практически использовали только дерево. Основным строительным материалом египтян, а также арабов, была глина, из которой изготовлялся необожженный кирпич. Китайцы использовали дерево и кирпич, древние индусы
использовали все три материала [24, 42, 28, 38, 30].
2.3.1. Кирпич, камень, растворы и бетон
Камень необработанный, а потом и обработанный, наряду с деревом самый древний строительный материал. Из него построены пирамиды и храмы в Древнем Египте.
Сырцовый и обожженный кирпич — первые искусственные материалы, изготавливавшиеся в тех странах и областях Древнего мира, где
не было в достаточном количестве ни хорошего природного камня, ни
строевого леса. Сырцовый кирпич готовили в Месопотамии, Вавилоне,
Ассирии, Египте, области Передней Азии в основном из речного глинистого ила с добавлением мелкой гальки и рубленой соломы. Это был
первый композитный материал, технология изготовления которого не
изменилась до нашего времени. Он с успехом применяется и сейчас во
многих странах.
Обожженный кирпич, как свидетельствуют археологические раскопки, применялся уже в VI в. до н. э. в Шумере, Ассирии и Вавилоне.
153

3 / 25

Для связывания камней или кирпичей в кладке применялись строительные растворы на основе вяжущих материалов.
Эти вяжущие использовались и для приготовления бетонной смеси.
Она получалась путем смешивания в определенных пропорциях вяжущего, заполнителя из песка, щебня, пемзы или гравия и воды. В результате самопроизвольного твердения этой смеси получается бетон — искусственный камень.
Бетонно-кирпичными построены купола знаменитых древнеримских сооружений — Пантеона, терм Каракаллы и др., пирамида Нилуса
в Египте, башни-зиккураты в Вавилоне. В зависимости от вяжущего
получали и использовали глинобетон, гипсобетон, известковый бетон,
начиная с XIX в. — цементный бетон.
2.3.2. Металл. Стекло
В своих сооружениях древние римляне широко применяли железо
для затяжек, хомутов, штырей и скоб. Известно, например, из книг
Витрувия, что в римских термах были подвесные потолки на металлическом каркасе с настилом из кирпича.
В новое время металл стал применяться в строительстве в конце
XVIII в.: чугунные балки и опоры в промышленных сооружениях,
стропила из кованого железа (Франция). Первый металлический купол
с размерами купола римского собора Св. Петра был возведен в 1811 г.
в Париже (хлебный рынок).
Широкое применение металлических конструкций сдерживалось
низким технологическим, почти ручным кустарным уровнем их изготовления.
Появившаяся в начале XIX в. промышленная технология получения прокатных металлических профилей сделала возможным изготовление металлических мостовых ферм и ферм для перекрытия больших
пролетов в различных сооружениях.
Хрустальный дворец — выставочный павильон английского архитектора Джозефа Пэкстона, гигантское сооружение по меркам своего
времени, возведенное в 1851 г. в лондонском Гайд-парке, — открыл
новую эпоху как в технологии строительства, так и в новых конструктивных решениях архитектурных сооружений (рис. 35, 97). При строительстве этого дворца были впервые использованы сборные элементы
стандартных размеров, изготовленные заранее в заводских условиях
(рис. 98).
154

4 / 25

Металлические несущие конструкции открыли для архитекторов
широкие возможности для применения стеклянного заполнения больших площадей в кровлях и стенах и, как следствие, демонстрации красоты и выразительности самих конструкций (рис. 98).
За 35 лет после возведения Хрустального дворца величина перекрываемого металлической конструкцией пролета возросла с 57,9
до 115 м, т.е. в два раза.
В это же время (1867 г., Париж) были впервые продемонстрированы дома, имеющие рамный металлический каркас и стены толщиной
12,7 см из пустотелого кирпича.

а

б

Рис. 97. Хрустальный дворец в Лондоне, 1851 г.:
а –– общий вид; б –– внутренний вид

155

5 / 25

а

б
Рис. 98. Металлические несущие конструкции в сооружениях:

а –– Кристалл-палас внутренний вид; б –– Париж, библиотека св. Женевьевы,
А. Лабруст, 1843—1850 гг.

6 / 25

Металлическая конструкция Эйфелевой башни (Париж, 1889 г.) высотой 312,6 м и конструкции В.Г. Шухова (рис. 99) победно продемонстрировала широкие возможности применения металлических конструкций как в смысле конструктивных решений архитектурных сооружений, так и в смысле возможностей формообразования.

Рис. 99. Металлические конструкции в архитектуре
второй половины XIX — первой четверти XX вв.:

а — работы В.Г. Шухова в России: башня системы Шухова, 90-е гг. XIX в. (1, 2);
сетчатый свод двоякой кривизны на Выксунском чугуноплавильном заводе, 90-е гг.
XIX в. (3, 4); б — Эйфелева башня в Париже, 1889 г.; в — Хрустальный дворец
в Лондоне. 1851 г.; г — Галерея машин на выставке 1889 г.;
д — связи жесткости в конструкциях небоскребов США

Широкое применение стекла и каркаса привело и к пересмотру
роли традиционной архитектурной конструкции — несущей стены.
Она отделяется от несущей конструкции и превращается или в стеклянный витраж, или в произвольно декорируемую ограждающую поверхность.
157

7 / 25

2.3.3. Бетон и металл, железобетон
Другими важными событиями, вызвавшими столь же революционные изменения как в практике, так и в теории архитектуры, были изобретение в 1824 г. англичанином Дж. Аспдином портландцемента и изобретение в 1860 г. французом садовником Ж. Монье железобетона [1, 30].
У бетона сразу выявился ряд преимуществ в сравнении с металлом.
Он не требует защиты от коррозии, не деформируется при пожаре, и
главное, что он не является дорогостоящим и дефицитным.
Однако у бетона, как и у естественного камня и кирпича, есть существенный недостаток: при большой прочности на сжатие он имеет в
то же время низкую прочность на растяжение и изгиб.
Дерево хорошо работает как на сжатие, так и на растяжение и изгиб. Но оно недолговечно. Поэтому архитекторы стремились строить
сооружения таким образом, чтобы кирпичи или камни в конструкции
подвергались только сжатию (рис. 100, а). В любом из пролетных конструктивных элементов — арке, своде, куполе, колонне, стойке — каменные блоки или кирпичи ставятся друг на друга так, чтобы они передавали сверху вниз только сжатие.
В современных сооружениях в связи с появлением материалов повышенной прочности все большее распространение получают конструктивные элементы, работающие на растяжение и в которых прочностные свойства материалов используются полностью.
На сжатие эти прочностные свойства не могут быть использованы
полностью из-за потери устойчивости стержней при их осевом сжатии
(рис. 100, б). Чтобы понять это, представим себе одну и ту же стойку,
выполненную из все более и более прочных материалов. При одной и
той же продольной нагрузке для ее восприятия потребуется все меньшее и меньшее поперечное сечение по условиям прочности на сжатие
(рис. 100, в). В итоге стойка уподобится тонкому гибкому стержню и
произойдет его выпучивание (потеря устойчивости), несмотря на его
высокую прочность на сжатие.
Поэтому очень важно обеспечивать необходимую жесткость
сжатых элементов сооружения, чтобы избежать потери их устойчивости и, как следствие, разрушения всего сооружения или его несущей части.
Изобретение железобетона означало новую эпоху в строительстве
и архитектуре. Начало ХХ в. ознаменовано бурным продвижением
железобетона на стройки Европы и Америки. Он стал основным стро158

8 / 25

ительным материалом, так как быстро обнаружил очень привлекательные для архитекторов свойства: большую пластичность и возможность придания ему любых форм и создания большепролетных
конструкций.
Благодаря железобетону стало возможным рождение новых архитектурных форм, что в корне изменило прежние представления архитекторов об объемно-пространственном образе сооружения и его эстетике.
Железобетон дал возможность повторить реализованную ранее в
металле идею каркасного многоэтажного здания (1904—1905 гг. —
французский инженер и архитектор Огюст Перре, рис. 101).
Быстрое распространение металлического и железобетонного каркасов с использованием больших поверхностей стеклянных ограждений стали характерной чертой раннего функционализма 20-х гг. ХХ в.,
как и архитектурный стиль прямых углов и линий.
В середине 50-х гг. ХХ в. начался новый этап освоения большепролетных конструкций, основанный на синтезе конструкций из бетона,
железобетона и металла и позволивший максимально использовать их
положительные свойства.
Можно сказать, что начало этому положили американцы М. Новицки и Ф. Севервуд, запроектировавшие и построившие арену, основу
конструкции которой составляют две железобетонные пересекающиеся
арки, удерживаемые в равновесии под нагрузкой натянутыми между
ними тросами — вантами.
Это производящее впечатление необыкновенной легкости седловидное сооружение стало образцом для многочисленных подражаний и
толчком для широкого применения вантовых конструкций и пленочных
покрытий, позволяющих перекрыть большепролетные сооружения любого очертания в плане (рис. 102).
Стержневые конструкции компании MERO берут свое начало с
конца 30-х гг. XX в. Они были разработаны немецким ученым Максом
Менгерингхаузеном (Max Mengeringhausen) (1903—1988), предложившим новый тип стержневой конструкции, собираемый из труб серийного промышленного производства, — MЕngeringhausen RОhrbauweise.
Эти конструкции в виде стержневых пространственных ферм получили широкое применение в строительстве легко возводимых покрытий объектов различного назначения: торгово-развлекательные центры,
промышленные здания, выставки и т.д.
159

9 / 25

а

б

в

Рис. 100. Особенности железобетонных конструкций:

а ––– подпорные стены и стены с отдельными фундаментами, устойчивыми
к опрокидыванию при распределении вертикальных нагрузок на большую область
в основании; б –– модель, демонстрирующая влияние закрепления концов
на критическую нагрузку колонны; в –– потеря устойчивости стойки
при меньшем поперечном сечении

10 / 25

а

б

в

г

Рис. 101. Идеи каркасных многоэтажных зданий,
реализованные в железобетоне:

а –– город будущего в представлении Огюста Перре — одного из пионеров
архитектуры железобетона (1922 г.); б –– железобетонный каркас и его отражение в
тектонике зданий: на фасаде выявлены и горизонтальные балки, и стойки каркаса:
на фасаде превалируют горизонтальные балки, увеличенные до высоты подоконных
панелей (1); к каркасу подвешен стеклянный «экран» фасада (2); в — проект здания
газеты «Чикаго трибюн», 1922 г. (3); г — проект здания «Бюрохаус», 1922 г.

11 / 25

а

б

Рис. 102. Арена Релей. США, 1950—1952 гг.:

а –– вид снаружи; б –– аксонометрический чертеж конструкции: наклоненные
параболические арки действуют как компрессионное кольцо для того,
чтобы противостоять внутреннему давлению тросов (1); подвесные тросы несут
гравитационную нагрузку (2); стабилизационные тросы противостоят ветровому
подъему (3); колонны по периметру поддерживают только вес арок (4)

Их суть заключается в том, что из огромного числа типоразмеров
трубчатых стержней с помощью специально разработанных узловых
соединительных деталей (рис. 103) собирается плита или оболочка покрытия регулярного строения для любых в плане сооружений
(рис. 104). Этот новый вид конструкций получил широкую известность
и был развит с различными вариантами узловых соединений и сеток
стержней [35, 36 и др.].
162

12 / 25

1

2

а

3

б

в

Рис. 103. Узловын соединительные детали:

а –– соединение типа «Юнистрат» (1); узловое соединение «Триодеитик» (2); узловое
соединение системы MERO (3); б –– Экспо-70 Фестиваль Плаза: деталь узлового
соединения пространственной конструкции (каркаса); в –– узловое соединение
стержней «Октант», автор — инженер В.Г. Никифоров

13 / 25

Рис. 104 (начало). Плиты, оболочки и сооружения из трубчатых стрежней

14 / 25

ж

3
Рис. 104 (окончание). Плиты, оболочки и сооружения из трубчатых стрежней:

а –– половина восьмигранника (равносторонняя пирамида); б –– четырехгранник;
в –– пространственная конструкция; г –– система ферма-обрешетина; д –– опирание по
углам; е –– опирание по периметру; ж –– структурные плиты, оболочки и своды;
з –– солнцезащитный навес площадью 250 кв. м, автор — инженер В.Г. Никифоров

15 / 25

Наиболее ярким примером использования конструкций MERO
стал уникальный общественный проект «Эдем» (EDEM PROJECT) архитектора Николаса Гримшоу (Nickolas Grimshow), осуществленный в
Англии и считающийся одним из самых лучших архитектурных творений конца ХХ в. (рис. 105) [57].

Рис. 105. Проект «Эдем» (Edem Project), графство Корнуолл, Англия

166

16 / 25

Это сооружение состоит из четырех стержневых куполов с поверхностью из шестиугольных сот-рам, собранных из труб диаметром около 20 см. Проектирование и расчет этой легкой и экономичной в итоге
конструкции были бы невозможны без использования современных
компьютерных технологий.
Одним из эффективнейших вариантов стержневых конструкций с
ограниченным числом типоразмеров стал геодезический купол, изобретенный американским инженером Р.Б. Фуллером (рис. 106). Теория
этих стержневых конструкций разрабатывалась на основе принципов
кристаллографии.
К достоинствам этого типа стержневых систем относится индустриальный способ изготовления элементов с высокой точностью, легкость транспортировки и быстрота сборки, возможность перекрытия
больших пролетов и создания разнообразных форм.
2.4. ИЗ ИСТОРИИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ
БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.4.1. Блоки. Массивные сооружения
В прошлые времена массивные сооружения возводились для подтверждения могущества правящего класса. Как пример можно привести
древнеегипетские пирамиды.
Пирамида Хеопса (см. рис. 7) самая древняя из сохранившихся до
наших дней. Она возведена из множества каменных блоков весом от 2,5
до 30 т. Всего для ее строительства потребовалось более 2,5 млн м3
камня.
В наше время взгляд на такого рода сооружения изменился. Основными принципами, определяющими в наши дни необходимость
возведения массивных сооружений, являются статические требования в сочетании с повышенной долговечностью. Плотины и набережные, сооружаемые нашими современниками, подтверждают эти
соображения.
Конусы и пирамиды являются основными формами древних массивных сооружений.
В качестве примера можно привести конструкции обелисков. Легкая пирамидальность этих в принципе массивных сооружений приводит к удивительному эффекту — их форма производит впечатление
изящества и совершенства.
167

17 / 25

Уже в древности накопленный людьми опыт в части обрушения
воздвигнутых ими построек повлиял на решение использовать камень с
его высокой прочностью на сжатие и большой собственной массой
только для перекрытия малых пролетов, т.к., в отличие от деревянных
балок, хорошо работающих на изгиб и не разрушающихся внезапно,
жесткие каменные балки разрушаются внезапно, без каких-либо предварительных явных признаков предстоящего обрушения.

а

б
Рис. 106 (начало). Стержневые конструкции

168

18 / 25

в
Рис. 106 (окончание). Стержневые конструкции:

а — геодезический двухслойный купол Б. Фуллера, покрытый прозрачными
акриловыми листами (павильон США на Всемирной выставке в Монреале —
ЭКСПО-67); б — купол диаметром 42,6 м из треугольных акриловых панелей
(оранжерея в Ванкувере); в — фрагменты куполов

Из всех конструкций самых различных видов только каменные сооружения допускают слепое копирование традиционных пропорций,
которые не ведут автоматически к беде. Именно поэтому на протяже169

19 / 25

нии всей истории строения из камня далеко превосходили по своим
размерам и внушительности все остальное, что было создано руками
человека. Желание строить теряющиеся в облаках башни и величественные храмы уходят своими корнями в глубины истории и даже в
предысторию человечества.
Для греческой трибейской архитектуры требовались очень большие каменные блоки. По мере того как цивилизация приходила в упадок, сложнее становилось перевозить большие грузы. Возможно, именно это послужило одной из причин пристрастия средневековых строителей к готическим аркам и сводам, которые можно было строить из
камней совсем малого размера.
2.4.2. Балки, стойки
Строители и архитекторы в Древней Греции хотя и знали о плохой
работе каменных балок на изгиб и их частом внезапном обрушении изза появления трещин при изгибе, но не могли это объяснить. Они не
знали ничего из того, что известно современным инженерамконструкторам: распределение усилий под нагрузкой, эпюры усилий в
сечении балки, момент инерции сечения, момент сопротивления, предел прочности материала на сжатие, предел прочности на растяжение
и т.д. Поэтому архитравы ряда храмов выполнены не из целых блоков,
а из более тонких, узких, поставленных на ребро, вплотную друг к другу (рис. 107, а). Разделение балочной конструкции по колоннам на три
яруса — архитрава, фриза и карниза (рис. 107, б) — превращает эту
конструкцию при появлении трещин в арку с замыканием в вершине
трещины (рис. 107, в).
С незапамятных времен представление о сознательном строительстве вызывает у людей образ балки, опирающейся по концам на две
стойки, т.е. элементарной схемы пролетной конструкции.
В исходной точке всей человеческой архитектуры находится пролетная конструкция или пролетное строение как древнейшая конструкция.
Из наблюдений за поваленными стволами деревьев, из понимания
их несущих свойств у человека возникла мысль о сознательном применении стволов деревьев для перекрытия своего жилища.
Самой простой, распространенной (и самой старой конструктивной
формой и одновременно базовым элементом) является балка. Это, без
сомнения, наиболее доступный способ перекрыть определенные рас170

20 / 25

стояния между опорами, а в большинстве случаев — и самый функциональный.

а

б

в
Рис. 107. Балочные конструкции:

а –– храм Посейдона в Пестуме (Италия), выстроенный в первой половине X в. до н. э.;
б –– трехъярусный антаблемент: архитрав, фриз и карниз могут работать
как пологий свод; в –– разгружающая щель над каменной перемычкой

171

21 / 25

Если говорить об истории появления этого элемента, то следует
обратиться, очевидно, к далекой доисторической эпохе и предположить, что первые реализации этой конструкции имели вид необработанных древесных стволов. Следующей ступенью были отесанные с
четырех сторон бревна, называемые брусьями, которые в таком виде
дошли и до наших дней и до сих пор применяются в легких сооружениях для перекрытия пролетов до 6—7 м.
Применение для этой же цели камня стало возможным лишь к тому
историческому моменту развития производительных сил в человеческом обществе, когда люди овладели основами транспортной техники,
когда появился рычаг, каток и канат — эти первые технические средства, облегчающие процесс физического труда.
Первым исключительно несущим элементом в составе здания была колонна (столб), появившаяся еще во время крито-микенской цивилизации. С инженерной точки зрения колонна предназначена для
восприятия и передачи на основание определенной вертикальной
нагрузки.
2.4.3. Арка
Первоначальное понятие об арке связано с ее криволинейным
очертанием. Как элемент архитектуры она представляется именно такой, но с инженерной точки зрения определяющим признаком арки является не столько кривизна ее осевой линии, сколько наличие распора,
вызываемого несмещаемостью ее опор.
Характерной особенностью арки является ее работа преимущественно на сжатие. Именно это обстоятельство определило сравнительно давнее ее появление в арсенале строительных конструкций.
Великим вкладом римлян было дальнейшее развитие арки, свода,
купола. Не они изобрели эти формы, но они усовершенствовали их до
степени, не превзойденной до середины XIX в.
Работа по принципу истинной арки имеет место, если масса материала вызывает довольно значительные усилия трения между рядами
блоков или кирпичей, обусловливающие прекращение взаимного смещения горизонтальных рядов. Следствием этого эффекта является появление распора в уровне земли.
Дольмены-мегалиты — сооруженные в доисторическую эпоху тяжелые, массивные конструктивные формы, представляющие собой
плиту, опертую на столбы: изгибающие усилия в таких плитах из-за
относительно малых пролетов и большой толщины плиты играют под172

22 / 25

чиненную роль. Примером дольмена является изображенная на рис.
108, а каменная плита, опертая по одной стороне и имеющая две точечные опоры на противоположной стороне плиты.
Другое дело, доисторический могильник «Де ла Менга» Вантекерра (Испания) (рис. 108, в). Он представляет собой редкий пример древнего каменного пролетного строения с неразрезной плитой, вытесанной
руками человека. Мнения специалистов о причинах, побудивших
наших предков воздвигнуть сооружения именно неразрезной конструкции, расходятся. Возможно, что в соответствии с религиозным культом
потребовалось членение объема гробницы на две камеры; однако не
исключено также, что печальный опыт, связанный с разрушением аналогичных каменных покрытий, заставил строителей ввести ряд промежуточных опор под большепролетную плиту именно из соображений
надежности всей конструкции в целом.

а

б

в
Рис. 108. Дольмены:

а –– каменная плита, опертая по одной стороне и имеющая две точечные опоры
на противоположной стороне плиты; б –– кельтский дольмен с плитой в качестве
горизонтального элемента имеет четыре точки опоры по углам плиты;
в –– доисторический могильник «Де ла Менга» Вантекерра (Испания)

173

23 / 25

Истинная арка является определенным прогрессом в области развития сооружений, особенно с учетом снижения массы сооружения.
Арка, выполненная из кирпичей или блоков, становится самонесущим сооружением после установки замкового камня (рис. 109).
Зачастую римляне применяли бетон для сооружения арок, снижая
тем самым стоимость строительства.
В низовьях Евфрата уже в древности строились жилища из тростника и устанавливались арочные покрытия из согнутых пучков стеблей
тростника. Очевидно, это послужило примером для возведения арок из
сырцового кирпича, так как в Месопотамии строительным материалом
была только глина. В Сирии, где в строительстве использовался также
камень, появилась каменная распорная арка.
Из Месопотамии арки и арочные своды распространились по всей
Передней и Средней Азии.
После завоевания Римом этих стран арки и своды были переняты
древнеримскими архитекторами и доведены до высшей степени совершенства. Со II в. до н. э. в Древнем Риме арочно-сводчатые конструкции получили самое широкое применение в монументальных сооружениях, в которых в сочетании с балочно-стоечной системой древнегреческих ордеров достигнута необычайная торжественность их архитектурного облика (см. рис. 19, 20).
В этом усовершенствованном виде арки и своды вернулись обратно
в исходные земли.
Самые древние инженерные арочные постройки — это акведуки
(водопроводы), построенные (начиная с 311 г. до н. э.) для пропуска
воды самотеком через различные препятствия (долины, овраги и т.д.).
Самый знаменитый из них — Гардский мост — акведук (рис. 110)
Пон-дю-Гар, построенный в 10 г. до н. э. через реку Гар в Южной
Франции. Он выполнен в виде трехъярусной аркады высотой до 55 м
над уровнем реки. Пролеты арок нижнего яруса составляют 25 м.
Горизонтальные усилия распора в смежных арках сбалансированы,
и необходимо было только обеспечить более надежное их опирание в
торцах аркады или в ряду арок. Это практическое наблюдение привело
римлян к возведению аркад. Аркады как тип конструкций были позднее
восприняты романской и готической архитектурой и господствовали в
строительстве соборов в течение столетий.
Аркады акведуков и мостов получили повсеместное распространение в гражданской и культовой архитектуре. В некоторых сооружениях
они стали играть декоративную, т.е. украшательскую роль. Так, аркады
174

24 / 25

на колоннах стали в Византийской империи основным декоративным
элементом ее архитектуры.

а

б

в
Рис. 109. Арка:

а –– части каменной арки; б –– проемы в каменной кладке:
из выступающих элементов (1) и из клинчатых камней (2); в –– перемычки

175
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

25 / 25

Рис. 110. Акведук Пон-дю-Гар

Римские арки, своды и купола были неизменно полуциркульными.
Римляне полагали, что круглая форма придает аркам наилучшие прочностные свойства, хотя даже в то время имелись противоположные
свидетельства в Месопотамии.
Во многих каменных арках, особенно сооруженных безрастворным
способом, обнаруживают металлические скобы, обычно железные, а
иногда бронзовые. Таким методом осуществлялось соединение всех
камней друг с другом. Эффект такого усиления напоминает работу арматуры в современном железобетоне.
В византийском варианте полуциркульная римская арка получает
повышенную стрелу подъема, а в Армении с XI в. арка приобретает
стрельчатое очертание, ставшее нормой позже в Сирии, а потом и во
Франции в сооружениях романского стиля. Позже эта арка стала отличительной особенностью готического стиля.
Чтобы спроектировать такую арку, нужно задать ширину W и высоту H, как показано на рис. 111. Точки А и В соединяются линией, от
середины отрезка АВ проводится перпендикуляр до пересечения с основанием в точке С. Отрезок АС, где С — центр, является радиусом К,
чтобы прочертить окружность через точку А и В. Таким образом получается готическая стрельчатая арка.
Эти арки стали основой реберных каркасов сводов и куполов.
Обычные очертания арки — параболическое, круговое, треугольное. Реже встречаются арки, очерченные по цепной линии, эллиптические, многоцентровые, ползучие (если опоры расположены на разных
уровнях). В зависимости от высоты стрелы подъема арки делятся на
пологие и подъемистые.
176

1 / 25

Рис. 111. Стрельчатая арка

Статическая работа арки и ее тектоника непосредственно связаны с
наличием или отсутствием опорных или ключевых шарниров. По этому
признаку арки делят на трехшарнирные, двухшарнирные и бесшарнирные (рис. 112).

а
Рис. 112 (начало). Арки и арочные сооружения

177

2 / 25

б

в

г

д

е
Рис. 112 (продолжение). Арки и арочные сооружения

3 / 25

ж
Рис. 112 (окончание). Арки и арочные сооружения:

а –– кирпичная кладка арочного типа; б –– типы арок; в –– виадук Гараби под ж/д Инж.
Эйфель, 1883—1885 гг. Пролеты: 11 балочных по 55 м и арочный двухшарнирный
165 м, стрелка 1:3,2, ширина поверху 6,5 м, понизу 20 м, высота 122 м. Фрагмент;
г –– виадук Виор консольно-арочный. Инж. Боделл, 1896—1902 гг. Пролеты:
95,4+221,3+95,4 м. Стрелка 1:4, высота 127 м. Два наклонных арочных ребра.
Фрагмент; д –– мост в Люксембурге. Инж. Сежурнэ, 1899—1903 гг.
Пролет раздельного свода 84,65 м, стрелка 1:4,5, толщина в замке 1,44 м, в пятах 2,2 м,
ширина моста 16 м, фасадные стенки с уклоном 1:40 к вертикали; е –– бесшарнирный
арочный мост в С.-Луис (США). Инж. Идс, 1868—1874 гг. Пролеты: 153+157,5+153 м,
стрелка 1:9,5 арочных ребер с трубчатыми поясами из хромовой стали. Впервые собран
без подмостей; ж –– двухшарнирный арочный Клифтонский мост через Ниагару. Инж.
Бух, 1897—1898 гг. Пролет 256 м, стрелка 1:5,6. Два арочных параболических ребра
с уклоном 1:8 к вертикали собраны без подмостей

Трехшарнирные арки статически определимы. Их распор не зависит ни от очертания оси арки, ни от ее жесткости, но только от взаимного расположения шарниров. Эти арки не чувствительны к осадкам и
горизонтальным смещениям опор, к колебаниям температуры. Однако
в силу неравномерного распределения изгибающих моментов по длине
арки они наиболее материалоемки. Кроме того, они нуждаются в
устройстве ключевого шарнира.
Двухшарнирные арки единожды статически неопределимы. Распор
несколько меньше, чем у трехшарнирных арок. Это объясняется тем,
что смещению опор под действием нагрузки препятствует сопротивление самой арки разгибанию (к чему трехшарнирная арка из-за наличия
ключевого шарнира неспособна). Отличаясь более благоприятным распределением изгибающих моментов по длине, они получили наибольшее распространение. При вертикальных осадках опор и при температурных воздействиях дополнительные напряжения в двухшарнирных
179

4 / 25

арках развиваются слабо благодаря ее свободному деформированию,
которое обеспечивается наличием опорных шарниров.
Бесшарнирные арки трижды статически неопределимы, с точки
зрения статики они более совершенны, чем обе предыдущие. Полное
защемление арок в опорах способствует более равномерному распределению моментов по длине арки, благодаря чему конструкция отличается особой легкостью. Однако наличие опорных моментов требует обеспечения идеального защемления концов арки. Поэтому она весьма чувствительна к осадкам опор и температурным воздействиям. Арки требуют надежного основания и мощных фундаментов, что не всегда осуществимо по техническим и экономическим причинам.
Для арок характерны большие пролеты. Распор арок воспринимается непосредственно фундаментом или жесткими опорными конструкциями. Арки пологие, используемые как несущие конструкции
перекрытий, имеют, как правило, затяжки. В этом случае на вертикальные конструкции (стены, колонны и др.) действуют лишь вертикальные
составляющие опорных реакций. Арки подъемистые, устанавливаемые
на грунтовое основание, передают распор фундаментам, которые рассчитывают на полные опорные реакции. Чем положе арка, тем больше
распор.
Римляне построили бесчисленные арочные мосты, некоторые из
которых до сих пор выполняют свои функции в Италии, Франции, Испании. Как пример можно привести каменный мост в виде полуциркульной арки через р. Тек у Серета (Франция, XIV в.), построенный на
старых римских фундаментах (опорах). Они также сооружали акведуки
с подъемом водовода до 54 м над дном долины, что требовало возведения трех ярусов аркады (см. рис. 110).
Горизонтальные усилия распора в смежных арках сбалансированы
и необходимо только обеспечить более надежное их опирание в торцах
аркады или в ряду арок. Это практическое наблюдение привело римлян
к возведению аркад. Этот тип конструкций был позднее воспринят романской и готической архитектурой и господствовал в строительстве
соборов в течение столетий.
Проблема гашения распора, передаваемого арками на стены, была
решена использованием одного или нескольких ярусов аркбутановполуарок, передающих распор сводов на контрфорсы (см. рис. 27, 29).
Стены при этом не испытывают больше распора, что дало возможность
уменьшить их толщину и снизить давление от собственного веса, а
также размещать большие оконные проемы и витражи.
180

5 / 25

Сооружения, приближающиеся к форме арки с очертанием обратной цепной линии, встречаются в тех случаях, когда прочность примененного материала настолько мала, что любая другая арочно-купольная
форма может обрушиться. Предположительно такая требуемая форма
получалась методом проб и ошибок.
Средневековый архитектор и средневековый каменщик не были готовы проектировать и возводить эллиптические арки. В эпоху готики
решением была арка, которая могла иметь любую высоту при любой
ширине. И ее можно было бы вписать в круг.
Таким требованиям удовлетворяет только стрельчатая арка
(см. рис. 111, 112).
Проектировщики готических зданий не являются изобретателями
стрельчатой арки. Она широко применялась на Востоке.
Стрельчатая арка обладает рядом значительных преимуществ по
сравнению с полуциркульной романской. В стрельчатой арке отношение подъема к пролету можно варьировать в широком диапазоне. Серьезнейшей конструктивной проблемой готических соборов были горизонтальные усилия, обусловленные огромной высотой сооружений, а
также применением арок и сводов. В этом аспекте готическая арка обладала значительным преимуществом. Готическая арка по форме приближается к арке с очертанием обратной цепной линии. Чем ближе к
последней арка или оболочка, тем меньше отношение их толщины к
пролету.
Стрельчатая арка и крестовый нервюрный свод были в эпоху готики самыми передовыми конструкциями. И хотя в романской архитектуре полукруглые арки иногда видоизменялись и принимали слегка заостренную форму, стрельчатая арка стала широко применяться после
1150 г. Благодаря нервюрным стрельчатым сводам появилась возможность перекрывать пролеты зданий любой геометрии в плане — квадратной, прямоугольной, трапециевидной (см. рис. 29, 30).
Появление новых материалов (чугуна, железобетона, стали, сплавов и т.д.) расширило возможности строительства арочных сооружений. Полуциркульные и пологие чугунные арочные мосты были построены в Англии в 1773 и 1793 гг. Первой арочной железобетонной
конструкцией был мост с пролетом 32 м, построенный в 1895 г. на территории Нижегородской торгово-промышленной выставки.
Волнистый свод в виде сомкнутых вплотную арок с серповидным
очертанием поперечного сечения был сооружен в 1916 г. при строительстве двух эллингов для дирижаблей по проекту Фрейсине в городе
181

6 / 25

Орли недалеко от Парижа (рис. 113). Волнистые своды Фрейсине и
Нерви показали, что арки и своды имеют ту же степень родства, что и
плиты с оболочками: плита — это жестко соединенные между собой по
длине балки; арка — изогнутая балка; свод — система жестко соединенных между собой по контуру арок или изогнутая плита.

Рис. 113. Париж, ангары в аэропорту Орли, Э. Фрейссине. 1916—1924 гг.

2.4.4. Своды
Сводом называется пространственная конструкция — оболочка с
постоянным криволинейным профилем и прямолинейными направляющими. Две их них (как правило, краевых) служат его опорами. Профиль свода может быть очерчен любой выпуклой кривой. Если линия
продольного разреза прямая, свод считается гладким, если волнистая
или зубчатая — то волнистым или складчатым. Характер статической
работы свода — арочный. Распор воспринимается либо опорами (стенками, ленточным фундаментом и т.д.), либо затяжками.
Как уже отмечено выше, арки и своды появились в Месопотамии,
где из-за отсутствия камня и леса строительным материалом была
только глина.
Из Месопотамии арки и своды распространились по всей Передней
и Средней Азии.
Сначала они строились из сырцового кирпича. Позже в той же Передней Азии во времена Сасанидов арки, своды и купола из обожженного кирпича на известковом растворе получили широкое распространение. Арки и своды были двух типов: полуциркульные и стрельчатые.
В Ассирии применялись клинчатые арки, коробовые своды, получившие позже распространение в Древнем Риме.
182

7 / 25

Сводам предшествовали «ложные» арочные своды, выполнявшиеся
напуском верхнего горизонтального ряда камней или кирпичей над
нижним горизонтальным рядом. Благодаря этому в конструкции не
возникает распор (см. рис. 12, 109, а).
В течение тысячелетий люди связывают понятие «своды» с представлением перекрытия архитектурного объема конструкциями арочной формы.
Возникновение и применение сводчатых конструкций связано исторически с материально-техническим уровнем развития человеческого общества. В различные исторические периоды на каждом континенте независимо друг от друга происходил процесс создания сводчатых конструкций. Связано это с тем, что в соответствующих условиях эта конструкция была единственной альтернативой, позволяющей обеспечить создание оптимальных помещений для защиты людей
от внешней среды.
Архитектурную форму свода определяет направляющая кривая.
В зависимости от ее вида и параметров свод может быть круглым или
параболическим, пологим или подъемистым, плавным или стрельчатым.
Многообразие исторических сводчатых форм, служащих для
ограждения и перекрытия объемов, возникло, в первую очередь, по
причине различия функциональных требований, а также планировочных решений (рис. 114).
Гладкие своды сплошного сечения, которые в прошлом повсеместно
возводили из камня или кирпича, теперь встречаются как исключение.
Волнистые и складчатые своды отличаются тем, что повышение их
изгибной жесткости достигается развитием профиля продольного сечения свода, который может быть криволинейным или складчатым (треугольным или трапециевидным).
Пространственный характер работы ставит конструкцию в более
благоприятные условия использования несущей способности. Поэтому
длинные своды усиливают внутренними диафрагмами, делящими свод
на сравнительно короткие участки.
Несущие элементы свода испытывают сложное сопротивление —
сжатие с изгибом.
Приближенный метод статического расчета гладких, волнистых и
складчатых сводов основан на приеме расчленения на ряд плоских
арок. Полосы рассчитываются как двух- или трехшарнирные арки соответствующего профиля.
Общую устойчивость сводов проверяют по «арочной» схеме.
183

8 / 25

а

б

в

г
Рис. 114. Исторические сводчатые формы:
а –– Типичное сооружение с готическим сводом и добавочная нагрузка;
б –– звездчатый, сетчатый, крестовый своды; в –– крестовый свод на нервюрах;
г –– стрельчатые своды

9 / 25

2.4.5. Купола (оболочки двоякой кривизны)
На протяжении многих тысячелетий люди строили куполообразные хижины из согнутых жердей, покрытых тростником.
Считается, что родиной арок, сводов и куполов являются страны
Азии: Месопотамия, Вавилон, Ассирия.
Подобно аркам самые древние в истории архитектуры купола
сконструированы по принципу ложного свода. Этот принцип применялся в течение тысячелетий.
Типичные признаки такой конструкции — выступающие кольцевые слои с горизонтальными швами.
Простейшая купольная форма, с помощью которой можно перекрывать круглый в плане объем, — шаровой сегмент (рис. 115, а).
В тесной связи с традициями и историческим развитием возникли
стрельчатые, эллиптические и другие формы куполов (рис. 115, и –– с).

ж

Рис. 115 (начало). Купольные формы

з

185

10 / 25

Рис. 115 (окончание). Купольные формы:

а –– кирпичный купол полного радиуса; б –– купол на парусах с погашением распора
боковыми полукуполами; в –– крестово-купольная система; г –– купол на парусах;
д –– купол на четырех опорах; е –– купол на восьми опорах; ж –– для создания
пространственной конструкции высоту фермы в более крупном куполе можно
увеличить, добавив второй слой; з –– павильон США, Экспо-67, поперечное сечение;
и –– гладкий; к –– ребристый; л –– волнистый; м –– складчатый;
н –– ребристо-кольцевой; о –– геодезический; п –– восьмигранный, пролетом 75 м с
арочными основаниями (рынок в Лейпциге); р –– стрельчато-ребристый
(рынок в Волоколамске); с –– сетчатый с фонарем и полосой бокового освещения

Массивные каменные купола, например, купол древнеримского
Пантеона, византийской Айя-Софии, выстроенный тысячелетием позже
купол собора во Флоренции (рис. 116, а), а также воздвигнутый через
сто лет купол собора Святого Петра в Риме (рис. 116, б), были первыми
конструкциями, в которых обеспечивалось пространственное распреде186

11 / 25

ление усилий. Пространственная же работа конструкции не была обеспечена в должной мере. Трещины меридионального направления расщепляли массивные купола на отдельные пары арок, образовывающие
ребра несущей структуры, воспринимающие и передающие нагрузки.
Ширина этих ребер определялась трещинами. Основная проблема конструирования массивных куполов — восприятие и гашение возникающего арочного распора.

а

б
Рис. 116. Массивные каменные купола:

а –– Филлито Брунеллески, Флорентийский собор, 1420—1436 гг. Грандиозный купол
удалось возвести без использования контрфорсов, что стало замечательным достижением того времени; б –– Микеланджело, собор св. Петра в Риме, 1546—1564 гг. Вид на
величественный собор с юго-запада. Строительство купола завершилось
в 1588—1590 гг. под руководством Джакомо дела Порта

187

12 / 25

В дальнейшем этой проблемой занимались Леонардо да Винчи и
архитекторы эпохи Возрождения — Брунеллески, Альберти. Однако их
исследования не дали удовлетворительного решения.
2.4.6. Конструкции, работающие на растяжение
Еще с давних времен для того, чтобы перебраться с одной стороны
ущелья на другую или с одного дерева на другое, обезьяны используют
лианы. Можно предположить, что древние люди делали то же самое.
Постепенно люди научились связывать лианы между собой и прикреплять их по концам к деревьям. Так получились первые висячие мосты.
Со временем материал мостов менялся, люди накапливали опыт, и до
сих пор висячие мосты удерживают первенство в строительстве большепролетных мостов.
В отличие от всех других видов сопротивления, растяжение —
единственное, при котором прочность материала используется полностью.
Растянутые конструкции как один из элементов архитектуры гражданских и промышленных зданий получили широкое распространение
в послевоенные годы. В англоязычной литературе появился термин tensile architecture, буквальный перевод которого «растянутая архитектура» довольно точно характеризует ту область архитектуры, где основой
являются растянутые конструкции.
Несущими элементами растянутых конструкций служат либо линейные элементы — нити, либо поверхности.
Нить может работать только на растяжение рис. 117, а.
Представим себе горизонтально расположенную гибкую нить
(трос), закрепленную по концам (рис. 117, б). Под действием собственного веса эта простейшая конструкция из-за удлинений, вызванных силами растяжения, провиснет и примет форму, показанную
на рис. 117, б, г.
Проделаем теперь мысленный эксперимент. Предположим, что
нить в провисшем положении становится жесткой. Одновременно меняется ее положение на симметрично противоположное в системе координат ХУ (рис. 117, в). В этом случае полученная конструкция будет
двухшарнирной аркой, работающей только на сжатие. Такая арка может быть выполнена из материала, работающего хорошо только на
сжатие (камень, бетон и т.д.).
Аналогично можно из мембраны сделать оболочку, имеющую радиальную пространственную форму.
188

13 / 25

Жесткая нить — это длинный стержень, которому при изготовлении придано очертание веревочной кривой от постоянной нагрузки.
Жесткими нитями могут служить стальные профили или даже пакеты
досок, склеенных по длине.
Виды висячих покрытий (рис. 118):
 однопоясное висячее покрытие на удлиненном плане;
 висячие покрытия на круглом плане;
 висячие покрытия на квадратном плане;
 шатровые и воронкообразные покрытия;
 двухпоясные покрытия.

а

б

в

Катенарные

Параболические

г
Рис. 117. Несущие элементы растянутых конструкций:

а –– нить, работающая на растяжение; б –– нить, закрепленная по концам; в –– смена
положения провисшей нити на противоположное; г –– фуникулярные кривые
для распределения нагрузок на подвесные тросы: катенарные — для нагрузки,
равномерной на протяжении всего изгиба кабеля и параболические — для нагрузки,
одинаковой по горизонтали. Для соотношения прогиба и горизонтали
более 5 формы приблизительно одинаковые

189

14 / 25

История подвесных конструкций в зданиях много короче и менее
успешна. Это объясняется тем, что здания представляют собой сложное
трехмерное сооружение по сравнению с плоской конструкцией моста.
В конструкциях здания требуются дополнительные тросы, направленные в перпендикулярном направлении к несущим для поддержания
конструкции кровли. Для обеспечения устойчивости покрытия эти тросы должны быть взаимно связаны, образуя сетку. В результате получаются статически неопределимые конструкции.
Удобная для расчета теория упругих статически неопределимых
систем не приложима для расчета висячих конструкций из-за возникновения достаточно больших деформаций растяжения. Кроме того,
тросы достаточно чувствительны к колебаниям температуры.
Первые подвесные конструкции крыш (рис. 119) опередили появление теоретических работ по их расчету.

а

б

в

г
Рис. 118 (начало). Виды висячих покрытий

190

15 / 25

Рис. 118 (окончание). Виды висячих покрытий:

а –– консольное; б –– с оттяжками; в –– с фермами вверх; г –– вантовое;
д ––зрительный зал муниципалитета в Утике (США), круглый зал диаметром 73 м
перекрыт двухпоясной висячей системой; е –– круглое покрытие с пересекающимися
поясами; ж –– покрытие из перекрестных тросовых ферм с жесткими верхними
поясами, овальный в плане; з –– шатровое покрытие диаметром 33 м, к средней
шарнирной стойке подведены радиальные двухпоясные канатные фермы;
и –– павильон «Европа» на Всемирной выставке в Брюсселе; к–– двухпоясная висячая
система как несущая конструкция подвесного ребристого купола, зал диаметром 80 м,
Дания; л –– наклонное двухпоясное покрытие перекрыто
наклонными фермами пролетом 70 м, Нигерия; м –– стабилизация легкого шатрового
покрытия диаметром 36 м

16 / 25

Рис. 119. Подвешенные конструкции:

а — вантово-балочное покрытие в Канаде с пролетом 59,5 м и 26 м; б — покрытие
фабрики в Мантуе, Италия, пролетом 163 м с двумя консолями по 43 м; в — консольное
покрытие выставочного павильона; г — призматические складки, подвешенные к аркам
размером 45 х 43 м, арки пролетом 80 м, Румыния; д — растянутые элементы —
стальные профили консольно-подвесных покрытий размером 88 х 83 м. Япония;
е — покрытие, подвешенное на вантах к треноге, составленной из пилонов;
ж — железобетонные своды-оболочки в центре подвешены к арке

17 / 25

2.4.7. Вантовые конструкции
Вантовые, или висячие, покрытия получили широкое применение.
Поверхность, образуемая ими, является минимальной по площади на
заданном опорном контуре. Эта поверхность может быть описана аналитическим выражением, что позволяет задать ее точечный каркас, необходимый для проектирования и возведения покрытия.
Вантовые покрытия наиболее рациональны при перекрытии больших пролетов без промежуточных опор. Несущими элементами в них
являются тросы, а ограждением — кровля. Монтаж вантовых конструкций несложен из-за высокой степени готовности и требует мало
времени.
По способам стабилизации тросов они подразделяются на однопоясные, двухпоясные и перекрестные (рис. 120).
Вантовые покрытия в виде сетей конструируются как сети геодезических линий на поверхности. Этот наиболее рациональный вариант
связан с тем, что в местах пересечения вант, совпадающих с геодезическими линиями, отсутствуют тангенциальные усилия, т.е. влияние вант
одного направления на ванты другого направления. Это позволяет избежать применения в местах пересечения вантов сложных и дорогих
узловых соединений.
Вантовые конструкции представляют собой сложные системы, где
ванты — растянутые элементы из канатов, тросов и т.п. — придают
устойчивость соединенным с ними изгибаемым или сжимаемым жестким элементам: балкам, фермам, плитам, аркам и др. Оставаясь всегда
прямолинейными, ванты могут быть выполнены из стержней, обладающих некоторой жесткостью, — полос, профилей и т.п., поэтому ванты
нельзя отнести к семейству гибких нитей. Ванты широко используются
как главный несущий элемент в подвесных покрытиях (рис. 120) и
большепролетных мостах (рис. 121).
Ванты успешно используются как контурные, так и промежуточные опоры пространственных конструкций. Эффективность их состоит
в том, что от каждой основной опоры могут отходить несколько вант,
создавая промежуточные опорные точки для несущих конструкций любого вида и соответствуя архитектуре сооружения.
Тросовые сетки представляют собой систему, состоящую из двух
семейств взаимно пересекающихся гибких нитей, образующих четырехугольные, близкие к квадратным ячейки. Впервые в мировой строительной практике сетчатые покрытия отрицательной гауссовой кривизны были применены В.Г. Шуховым в 1896 г. в Нижнем Новгороде при
193

18 / 25

строительстве выставочных павильонов (рис. 122). Покрытия из тросовых сеток обладают широкими возможностями формообразования, которые ограничены лишь несущей способностью элементов.

а

б

Рис. 120 (начало). Покрытия

в

194

19 / 25

г

Рис. 120 (окончание). Покрытия:

а –– системы вантовых покрытий: радиально-кольцевое (1); радиально-складчатые
системы Д. Яверта (2); радиальное на опорном контуре, 3 вида одной и трех
восходящих спиралей (3); радиальное с безизгибным опорным контуром (4);
б –– подвесная крыша бумажной фабрики Бурго в процессе строительства;
в –– конструкция крыши; г –– висячие и вантовые конструкции: по вертикальным
аркам с оттяжками (1); по наклонным (падающим) аркам (2); на прямоугольном плане
(3); трехлопастное покрытие (4); на наклонных (падающих) арках, Арена Роли, США
(5); предварительно напряженное сетчатое покрытие, стойка высотой 45,7 м, овал
97 х 81 м (6); седловидное покрытие с включением в несущие конструкции фонаря,
Япония (7); седловидное покрытие с опиранием на арку, перекрыт овал 87 х 120 м,
Швейцария (8); использование прогонов в качестве напрягающих элементов
седловидного покрытия, пролет наклонных арок 101 м, Польша (9); висячие покрытия
В.Г. Шухова на павильоне Нижегородской выставки, 1986 г (10)

20 / 25

а

б
Рис. 121. Использование вантов в большепролетных мостах:
а –– вид на мост Аламилло; б –– мост Форт Роуд (1964, Шотландия, протяженность
3300 футов (1,006 м)) с использованием открытых ферм,
чтобы минимизировать вибрацию

21 / 25

Рис. 122. Чертеж к привилегии № 1894
на висячие сетчатые покрытия В.Г. Шухова

Комбинированными называются конструктивные схемы, в которых
сочетаются основные несущие конструкции — арки, балки, гибкие нити
и ванты. Это системы, в которых рационально использованы наиболее
сильные стороны каждого из конструктивных компонентов (рис. 123).
197

22 / 25

а

б
Рис. 123. Комбинированные конструктивные схемы:

а –– плитная конструкция на подвесках к аркам; б –– подвешенные конструкции:
консольное покрытие выставочного павильона (1); призматические складки,
подвешенные к аркам (2); растянутые элементы — стальные профили консольноподвесных покрытий (3); покрытие, подвешенное на вантах к треноге, составленной из
пилонов (4); железобетонные своды-оболочки в центре подвешены к арке (5)

23 / 25

2.4.8. Мембраны
Однослойное сплошное покрытие из листов или полос, раскроенных и соединенных между собой так, что они образуют собой заранее
заданную поверхность одинарной или двоякой кривизны, называется
мембранным. Основной признак мембраны как инженерной конструкции — ее гибкость и связанное с этим свойство сопротивляться только
растягивающим (мембранным) напряжениям. Мембранные покрытия
совмещают в себе способность одновременного выполнения функций
несущих конструкций и ограждения. В отличие от обычных висячих
покрытий, где роль силовых элементов играют гибкие нити, каждая из
которых сосредотачивает в себе часть силового воздействия, в мембранах оно распределено по всей поверхности, вызывая равномерные и
сравнительно небольшие напряжения материала.
Поверхность мембранных покрытий может обладать всеми видами
гауссовой кривизны. Наибольшей устойчивостью отличаются мембраны отрицательной кривизны, наименьшей — нулевой.
Основные недостатки мембранных покрытий — большая площадь
поверхности открытого металла и связанные с этим малая огнестойкость и коррозионная уязвимость.
По форме перекрываемого плана и конструктивным особенностям
выделяют цилиндрические мембраны, мембраны на круговом или эллиптическом плане (провисающие или шатровые), мембранные покрытия шатрового типа.
2.4.9. Мягкие оболочки
Мягкие оболочки — особый класс пространственных конструкций,
выполненных из материалов, обладающих высокой прочностью при
растяжении и практически неспособных к сопротивлению другим видам напряженного состояния.
В строительной практике используются ткани с покрытием из синтетических смол или пленки, армированные сетками. Наиболее распространенный материал — ткани с покрытием, состоящим из текстильной
силовой основы (ткани или сетки) и изолирующего покрытия с обеих
(реже одной) сторон в виде пасты или приклеиваемой (привариваемой)
пленки.
В качестве силовой основы обычно используют ткань полотняного
переплетения из толстых нитей, свитых из синтетического волокна.
Изолирующее покрытие не только обеспечивает водо- и воздухонепроницаемость оболочки, но и защищает ткань от разрушающего
199

24 / 25

действия ультрафиолетовых лучей и механических повреждений. Материалом для покрытия служат синтетические каучуки, ПВХ и т.д.
Кроме прочности, водо- и воздухонепроницаемости к материалу
предъявляется ряд дополнительных требований: долговечность, негорючесть, морозостойкость, светопроницаемость в заданной степени,
окрашиваемость, умеренная стоимость, технологичность и др.
Срок службы серийно выпускаемых промышленностью мягких
оболочек составляет 7––10 лет. Имеется опыт использования в качестве материалов мягких оболочек листовой нержавеющей стали
и алюминия.
Мягкие оболочки могут воспринимать внешние нагрузки только в
состоянии предварительного натяжения. В строительных конструкциях
оно может быть создано двумя способами: пневматическим или механическим. Первый способ приводит к созданию пневматических конструкций, второй — тентовых.
2.4.10. Пневматические конструкции
Использование пленок привело к идее использования в качестве
опоры давления воздуха и в качестве несущих конструкций — пневматических с внутренним давлением воздуха, создающим их форму и
придающим им несущую способность.
Пневматические конструкции подразделяются на два вида: низкого
давления, или воздухоопертые, и высокого давления, или пневмокаркасные. Существуют также комбинированные конструкции, совмещающие в себе признаки обоих типов.
Воздухоопорные конструкции — это оболочки настолько больших
размеров, что образуется целое здание или, по крайней мере, его покрытие. Поддерживается оболочка в состоянии способности противодействия внешним нагрузкам при сравнительно невысоком внутреннем
избыточном давлении воздуха.
Оболочка как бы опирается на множество невидимых колонн из
сжатого воздуха (рис. 124). Для подачи воздуха под оболочку используются вентиляторы низкого давления. Обычно они действуют непрерывно, и поэтому к воздухонепроницаемости самой оболочки и герметичности ее соединений с основанием или входными устройствами высокие требования не предъявляются.
Сжатый воздух стремится поднять оболочку, оторвать ее от основания, чему препятствуют опорные (анкерные) устройства (рис. 125).
200
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

25 / 25

Рис. 124 (начало). Воздухоопорные конструкции

1 / 25

д

з
Рис. 124 (окончание). Воздухоопорные конструкции:

а ––цилиндрическая со сферическими торцами;
б –– сферическая; в –– эллипсоидальная; г –– с поверхностью типа мыльной пленки;
д –– диаграмма распределения нагрузки при поддержании давления (силы поддержания
давления действуют перпендикулярно мембране. Горизонтальные компоненты этих сил
уравновешиваются. Вертикальный подъем встречает сопротивление фундамента);
е ––мелкозалегающий купол в полностью сжатом состоянии; ж –– нижняя часть
полусферического купола стремится к изгибанию вверх при сопротивлении
напряжения по окружности; з –– диаграмма распределения нагрузки

2 / 25

а

б
Рис. 125. Оболочки: с опорными устройствами:

а –– анкерные системы для воздухоопорных конструкций;
б –– заанкеренная тросовая сетка, подкрепляющая мембрану

3 / 25

Эксплуатационной особенностью воздухоопорных зданий является
возможность обитания и деятельности человека в подоболочечном пространстве. Наличие избыточного давления в эксплуатируемом пространстве заставляет принимать меры против его падения при открытии ворот или дверей. С этой целью устраивают шлюзы — камеры с
двойными воротами.
В оболочке идеальной формы усилия от внутреннего давления
воздуха одинаковы по всей ее поверхности и во всех направлениях.
Такое напряженное состояние совершенно точно моделирует мыльная
пленка.
Основные достоинства воздухоопорных зданий: чрезвычайно малый расход материалов, возможность перекрытия больших пролетов,
полное заводское изготовление, быстрота монтажа, сравнительно низкая стоимость, транспортабельность, невозможность обрушения. Недостатки: необходимость поддержания постоянного давления воздуха,
трудности создания требуемого микроклимата, недолговечность,
трудности ввода-вывода крупногабаритной техники. Все перечисленные качества определяют область применения воздухоопорных сооружений: склады и хранилища, производственные помещения, мобильные здания, спортивные сооружения, строительные тепляки, опалубки для бетонирования куполов и сводов. Конструкции уникальные
из дорогостоящих материалов: покрытия больших пролетов над стадионами, универсальными спортзалами, ангарами, зрелищными помещениями.
Поскольку оболочки воздухоопорных сооружений работают на
растяжение, величины их пролетов определяются только разрывной
прочностью материала. Перекрытия пролетом более 60 м требуют использования усиливающих канатов или сетей, принимающих на себя
основные усилия растяжения, оставляя оболочке локальные функции
перекрытия участков, ограниченных канатами. Расположение усиливающих элементов зависит от формы оболочки.
2.4.11. Воздухонесомые конструкции
В отличие от воздухоопорных такие конструкции представляют
собой не цельное здание или сооружение, а только его конструктивные
элементы — пневматические стержни (балки, стойки, арки, рамы) и
панели. Пневмостержни используют как легкий каркас сооружений,
обтягиваемый в дальнейшем мягким покрытием. Из пневмопанелей
создают пространственные конструкции — своды и купола (рис. 126).
204

4 / 25

а

б

в

Рис. 126 (начало). Пространственные конструкции

5 / 25

г

д
Рис. 126 (окончание). Пространственные конструкции:

а –– с подержанием давления: воздухоопорные и надувные; б –– типы пневматических
конструкций: надувные арки (1); надувные линзы (2); надувные панели (3);
в –– пневматические покрытия; г –– пневматический павильон Японии на выставке
ЭКСПО-70; д –– пневмокаркасная оболочка павильона Японии
на выставке ЭКСПО-70 в Осаке

6 / 25

Несущая способность воздухонесомых конструкций (сопротивление сжатию, изгибу, кручению) обеспечивается высоким давлением
воздуха в полностью замкнутом объеме.
Высокое давление требует высокой степени герметичности, и если
она бы не представляла собой труднейшей задачи, то можно было бы
создавать идеальные строительные конструкции с высокой несущей
способностью при необычайной легкости.
Другие недостатки воздухонесомых конструкций сводятся к их высокой стоимости, к ограниченности перекрываемых пролетов (до 20 м).
По этим причинам они не получили широкого распространения в строительстве, несмотря на ряд бесспорных достоинств: под ними нет избыточного давления воздуха, теплотехнические показатели панельных
конструкций несравненно выше, чем у однослойных воздухоопорных
оболочек.
Проектирование пневматических конструкций невозможно без применения математических методов. Так, методы оптимального проектирования используются для решения проблем оптимального раскроя полотнищ для пневмооболочек, минимизации стыковых швов, наибольшего приближения к идеальной геометрической поверхности.
Достижение наилучшего приближения к идеальной поверхности
имеет и эстетическое значение для замкнутых пневмокаркасных оболочек, имеющих геометрические формы сферы, эллипсоида, тора или их
сложных комбинаций.
К наиболее распространенным видам воздухонесомых конструкций
относятся пневмоарки низкого и высокого давления.
2.4.12. Тентовые покрытия
Тентовое покрытие, будучи чрезвычайно легким, очень чувствительно к ветровому воздействию, как к положительному, так и к отрицательному. Тяжести тента совершенно недостаточно, чтобы уравновесить
ветровой отсос. Тент, натянутый на плоский контур или закрепленный в
точках, лежащих на одной плоскости, неустойчив под воздействием ветра, что быстро приводит к износу материала оболочки. Поэтому поверхность покрытия должна быть такой, чтобы тент в равной степени сопротивлялся нагрузкам противоположных направлений. Этому требованию
удовлетворяют оболочки с поверхностью отрицательной гауссовой кривизны. Будучи предварительно напряжены, они испытывают двухосное
растяжение, при приложении нагрузки любого знака натяжение по одной
из осей такой оболочки возрастает (не доходя до разрывного), а по дру207

7 / 25

гой уменьшается (не доходя до нулевого). Этим обеспечивается «жесткость» формы тента и стабильность его поверхности.
Тент может существовать, будучи закрепленным в трех точках и туго натянутым. Однако при этом он будет плоским и, следовательно, нестабильным. Условие стабильности формы требует наличия четвертого
крепления, не лежащего в плоскости трех остальных. Тот же принцип
лежит в основе формирования тентов, имеющих жесткий контур.
Тентовые покрытия отличаются друг от друга либо способом крепления контура (точечным или линейным), либо наличием или отсутствием внутриконтурных опор (рис. 127).

Рис. 127. Тентовые покрытия:

а ––внутренние стойки; б –– внутренние арки; в –– внешние стойки;
г –– внешние стойки; д –– внешние стойки с подвесным тросом под опорами,
поддерживающими ткань; е –– внутриконтурные опоры

208

8 / 25

При проектировании поверхности тентового покрытия предполагают, что опорные конструкции обеспечивают равномерное натяжение оболочки во всех направлениях. Контур тентового покрытия может быть гибким в виде троса, вшитого в его кромку, или жестким.
Трос работает (как гибкая нить) на растяжение, выпуклые элементы
жесткого контура (как арки) — на сжатие, прямые (как балки) — на
изгиб.
Наибольшие напряжения тентовых покрытий возникают в местах контакта оболочки с фиксированными точками опорных конструкций.
Роль конструктивных элементов, прижимающих оболочку к низу,
могут играть не только оттяжки, но и канаты, наложенные на оболочку
сверху и притянутые к анкерам.
Особую группу составляют тентовые покрытия, подвешиваемые
(или, наоборот, накладываемые) к жесткому стержневому каркасу в
виде купола или свода (рис. 128).
Тентовое покрытие — предварительно напряженная конструкция.
Натяжение тента осуществляется оттягиванием углов, подъемом опорных стоек, притягиванием промежуточных точек тента к земле, искривлением жесткого опорного контура и т.п.

Рис. 128. Олимпийский стадион в Мюнхене, 1967—1972 гг.

209

9 / 25

2.5. ПОЛЬЗА (ФУНКЦИЯ, ФОРМА)
С общепринятой точки зрения под пользой понимается то, что способствует удовлетворению потребностей человека. Если у первобытного человека потребности ограничивались только его биологической
природой, как и у других животных, то у современного человека эти
потребности возросли настолько, что их трудно перечислить. Тем не
менее их можно условно объединить в три вида: биологические, физиологические и духовные. Первые связаны с продолжением рода, вторые — с жизнеобеспечением организма человека, третьи — с желанием
человека жить в положительном душевном, эмоциональном состоянии,
т.е. направлены на развитие интеллекта.
Архитектура всегда ограничивает некоторую часть пространства,
приспосабливая ее для вполне определенных целей — того или иного
вида деятельности: работы, зрелища, отдыха и т.д.
Эта конкретная утилитарная цель называется «функцией».
Цель (функция) архитектуры, как прежде, так и теперь, — формирование пространства и создание в нем условий для удовлетворения
всех трех видов упомянутых выше потребностей.
Эта функция включает в себя и духовную сторону архитектуры, и
ее художественно-эстетическое содержание.
С помощью архитектуры и градостроительства человек создавал
искусственную среду, отвечающую его материальным и духовным потребностям на каждом из исторических этапов развития общества.
В своей архитектурно-строительной деятельности человек на всем
протяжении своей истории сознательно или интуитивно подражал природе.
Органы чувств человека, его эмоции во многом согласованы с законами гармонии живой природы. За длительный период своего существования человек эстетически осваивал формы живой природы, используя ее закономерности во многих областях своей деятельности.
Функция в живой природе — это система биологических процессов, обеспечивающих жизнедеятельность организма. В живой природе
функция и форма максимально сближены. Как связаны между собой
функция (польза) и форма в архитектуре — проблема, вызывающая
неутихающий спор в теории архитектуры.
Прежде всего при этом возникает вопрос о том, на каком фундаменте должны быть построены законы построения формы, ее «законы
красоты».
210

10 / 25

Сократ утверждал: «Прекрасно то, что хорошо служит данной цели; духовное неотделимо от материального».
Френсис Бэкон был еще более категоричен: «Дома строятся для того, чтобы в них жить, а не для того, чтобы ими любоваться» («Опыты и
наставления нравственные и политические». М., 1962. 120 с.).
Немецкий архитектор Бруно Таут заявлял: «То, что хорошо функционирует, так же хорошо выглядит. Мы понапрасну не верим, чтобы
что-либо могло плохо выглядеть и в то же время хорошо функционировать» (Д. Аркин «Архитектура современного Запада». М., 1932.
С. 14).
Из этих высказываний следует, что основой красоты и эстетичности сооружения является материальная польза.
Другой точки зрения придерживались Кант и Гегель. Кант заявлял,
что восприятие красоты и наслаждение им не зависит от материального
интереса, т.е. пользы.
Гегель и его последователи утверждали, что все искусства, связанные с пользой, и прежде всего архитектура, представляют собой низшую ступень в историческом развитии. По их мнению, архитектуру
создает не материальная потребность, а духовная. Польза является чемто побочным, второстепенным производным от красоты.
Казалось бы, что все верно в этих рассуждениях, если не признавать, что наряду с материальными потребностями человека и общества
есть и духовные потребности, т.е. не признавать, что есть не только
утилитарная, чисто материальная, но и духовная польза.
Зачастую эти два вида пользы находятся в противоречии.
Какая из двух точек зрения более убедительная? Первая, утверждающая, что красота является следствием полезного, или вторая —
что красоту создает бесполезное?
Для того чтобы ответить на этот вопрос, обратимся к сформулированному в 60-х гг. ХХ в. знаменитым физиком Нильсом Бором принципу «дополнительности». В соответствии с ним противоположности не
противоречивы, а дополнительны. Этот принцип Бор считал применимым ко всем областям знаний.
Поэтому можно утверждать, что польза и красота в архитектуре
дополняют друг друга и потому неразрывны.
Представим себе фасады знаменитых Палаццо в Италии. Уберем с
них все функционально бесполезные архитектурные детали. В результате получим голые стены с оконными проемами, т.е. голую неинтересную конструкцию.
211

11 / 25

Точно так же «раздетый», т.е. лишенный декора готический собор
будет представлять собой крайне неинтересное сооружение с современной инженерной точки зрения (см. рис. 27, 28).
В качестве другого примера можно привести знаменитый Парфенон, созданный как хранилище сокровищ Афин. Эту функцию исполняло небольшое помещение — целла. Все остальное, т.е. колоннада
вокруг храма, утилитарно бесполезно. Но если убрать колоннаду, то от
Парфенона ничего привлекающего внимание не останется.
Полезное и бесполезное в Парфеноне дополняют друг друга. Бесполезное в этом сооружении опоэтизировало пользу.
Но и польза, в свою очередь, делает функционально бесполезное
значимым, придающим эстетические качества полезному. В архитектуре полезное и бесполезное не противоречат, а дополняют друг друга,
составляя единое целое.
Поэтому говорить только о пользе без учета конкретных обстоятельств не имеет смысла. В связи с этим наиболее подходящим понятием с более широким содержанием является целесообразность, включающая в себя как полезное, так и бесполезное.
Так, обращаясь к примерам Парфенона и храма Зевса (рис. 129),
видим, что колоннады, окружающие целлу, — функционально бесполезны, но с точки зрения эстетических и духовных потребностей человека — целесообразны.

а
Рис. 129 (начало). Архитектурные детали исторических построек

212

12 / 25

б

в
Рис. 129 (окончание). Архитектурные детали исторических построек:
а –– храм Парфенон в Афинском Акрополе, 447—432 гг. до н. э.;
б –– реконструкция интерьера Парфенона с золотой статуей Афины;
в –– разрез храма Зевса в Олимпии, реконструкция

13 / 25

Таким образом, целесообразное — это функционально бесполезное, но помогающее достичь определенной цели: эстетической, духовной, эмоциональной.
Целью определяется в архитектуре все. Цели же зависят от многих
факторов — от исторических и социальных условий, уровня развития
общества, идеологии, политики и т.д. Цели, как и вкусы, переменчивы.
Таким образом, красота в архитектуре включается в категорию целесообразности не через материально полезное и бесполезное, а через
пользу целого.
Все, что происходило в 20-х гг. ХХ в. в архитектуре, можно объяснить коротко несколькими словами: поклонение пользе, религия
пользы.
Эта религия имела разные названия: функционализм, конструктивизм, рационализм, утилитаризм. Суть ее состоит в том, что все должно
быть утилитарно, полезно, экономично, функционально. Утилитарности должно быть подчинено все.
Сторонники этой религии считали, что красота возникает сама собой как следствие полезного. Конструктивисты утверждали, что красота форм в архитектуре вытекает из самой сущности конструкции, а не
достигается средствами «архитектурной косметики».
Тем не менее даже апологеты пользы вольно или невольно изменяли своим принципам. Для примера можно привести Мис ван дер Роэ —
архитектора, вошедшего в историю мировой архитектуры, поэта стекла
и стали. При реализации одного из его проектов пожарный надзор потребовал одеть металлический каркас в бетон для обеспечения пожарной безопасности. Для сохранения архитектурного замысла автор проекта одел каркас в бетон, а затем нацепил на него чисто декоративные
металлические балки, конструктивно и функционально бесполезные.
Этот прием украшательства ложными конструкциями стал постоянно
использоваться последователями Мис ван дер Роэ (рис. 130).
Знаменательно и то, что и другие лидеры конструктивизма, в частности братья Веснины, обращались к бесполезному, чтобы вернуть архитектуре выразительность.
Старые мастера придерживались той точки зрения, что строить
красиво — значит, строить дорого. Красота стоит денег. Если создаваемое ими функционально полезное сооружение-здание казалось им недостаточно впечатляющим с точки зрения красоты, то они украшали
фасад, т.е. применяли утилитарно бесполезное. Однако все это выглядело украшением, а не украшательством.
214

14 / 25

а

б
Рис. 130. Приемы украшательств ложными конструкциями:

а –– небоскребы с оригинальными наружными открытыми конструкциями;
б –– Чикаго, административное и жилое здание Джон Хэнкок центр. СОМ, 1969 г.

В известном смысле это подобно функционально бесполезным
ожерелью, кольцу, браслету, используемым женщиной для создания
эстетически привлекательного образа.
В заключение следует отметить еще один аспект архитектурной
деятельности. В 1945 г., в год окончания Великой Отечественной войны, в журнале «Архитектура» (М., 1945. С. 4, 7) написано: «Архитектура является всегда выразительницей достоинства, силы и величия госу215

15 / 25

дарства». И далее: «Архитектура — это не излишество, не роскошь, не
прихоть, а государственная необходимость… Нельзя ограничивать
назначение и смысл архитектурной деятельности только той непосредственной практической пользой, которую приносят те или иные сооружения». Все это остается актуальным и сегодня.
Вернемся снова к вопросу о том, на каком фундаменте должны
быть построены законы построения формы, «законы красоты».
Для архитекторов, придерживающихся «природнической» точки
зрения, ответ один — этим фундаментом является природа.
В процессе своего исторического развития человек учился у природы, создающей безграничное разнообразие видов и форм живых организмов и неорганических тел из ограниченного числа элементов самыми экономными и целесообразными методами.
Познание объективных законов образования форм в неорганической и живой природе раскрывает материальную основу гармонии и ее
роль в архитектурном творчестве.
Исторически в процессе освоения эстетических закономерностей
природы в архитектуре сложились две тенденции. Одна — использование форм природы с декоративными целями в живописных и скульптурных орнаментах, капителях, в малых архитектурных формах, в
предметной среде, сопровождающей архитектуру (мебель, предметы
обихода и т.д.). Другая — применение в архитектуре сильно абстрагированной, доведенной до математических закономерностей, схематизации форм живой природы.
В формах живой природы наивысшая степень целесообразности и
функциональности.
Наблюдая природу, человек с древнейших времен строил свою
окружающую среду по образам, которые он находил в природе, т.е. по
ее законам.
С середины XIX в. этот процесс существенно активизировался и
привел к использованию в конструкциях геометрических форм природных объектов, к зарождению синтеза архитектуры и инженерного искусства. Примером этого могут служить работы Г. Эйфеля, В. Шухова,
Д. Пакстона и др.
Э. Геккель (E. Haeckel, 1834—1919) в своей книге «Художественные формы природы» («Kunstformen der Natur») и других работах идеализировал биологические формы и оказал своими идеями влияние на
архитектора Р. Бине (R. Binet), по проекту которого был построен в виде радиолярии входной павильон выставки в Париже в 1900 г.
216

16 / 25

Возникшая во второй половине ХХ в. бионика является наукой,
изучающей формы и функции живых организмов, их взаимосвязь. На
основе изучения этих закономерностей и использования достижения
других отраслей знания она создает по природным образцам новые
формы, которые в природе не существуют.
Бионика оказывает все возрастающее влияние и на творческий
процесс создания форм современных архитектурных сооружений и их
конструктивных решений. При этом часто эти абстрагированные формы лишь отдаленно напоминают те природные формы, которые были
взяты за основу.
Если раньше формы растительного и животного мира носили в архитектуре чисто декоративный характер, то в наше время интерес к
этим формам носит инженерный и технологический характер. Характерные для форм живой природы геометрия минимальных поверхностей, поверхности и формы равного напряжения представляют также и
эстетический интерес.
Закономерности, проявляющиеся в геометрических формах природных объектов, подсказывают пути поиска необходимых архитектурных форм, а прикладная геометрия служит инструментом для их
инженерной и художественной реализации.
К этим закономерностям относятся, например, принцип сохранения
равновесия, выражающийся в симметрии природных форм, принцип
равномерного распределения усилий в конструкциях биологических
форм.
Сегодня бионика (биомиметика) стала одним из направлений современного архитектурного формообразования. Термины «бионика» и
«биомиметика» являются, по сути, синонимами и означают имитацию
природы, мимикрию.
Если в технике бионика и биомиметика занимаются созданием
электронно-механических аналогов живых организмов, тканей, частей
тела и даже мозга, то в архитектуре они направлены на создание аналогов живых природных форм как средств архитектурного дизайна.
Изучение структуры живых и неживых объектов природы и их
функциональных особенностей, привлечения для их описания математического аппарата позволило выйти за рамки чистой бионики и расширить область применения этих знаний в строительстве и архитектуре. Так, например, изучение свойств костей конечностей человека
позволило выявить распределение в них материала по направлениям
силовых линий и лучше понять принцип работы оптимальных кон217

17 / 25

струкций; изучение геометрических свойств пузырьков пены выявило
их свойство образования минимальной поверхности — сферы — за
счет сил поверхностного натяжения. При натяжении мыльной пенки на
проволочный каркас она образует поверхность с наименьшей площадью. Подобные поверхности создаются в архитектуре с использованием тентовых конструкций (Ф. Отто. Олимпийский стадион в Мюнхене).
Исследование аналогий в развитии органического мира и архитектуры дает возможность на научной основе установить сходства в закономерностях и принципах развития живой природы и архитектуры.
Так, например, в природе действует принцип повторяемости однотипных элементов и форм, а сам процесс «строительства» живых организмов сходен с процессом возведения сооружений из стандартных элементов. Исследование этих стандартных элементов и форм помогает
понять пути создания сложных форм на основе комбинаций стандартных элементов и использовать это для обогащения и разнообразия архитектурно-конструктивных форм [5, 44, 15, 27] (рис. 131).
При этом необходимо помнить, что форма — это то, что в первую
очередь может быть описано языком математики. Только в наше время
стало очевидным, что именно математикой описываются законы гармоничного и прекрасного устройства мироздания [11].
В архитектуре при создании новых форм и конструкций начинают
применяться топологические и фрактальные подходы, основанные на
принципах природной самоорганизации (синергетика).
Интерес к формообразованию в живой природе возрос в середине
ХХ в. в связи с появлением в архитектурно-строительной практике новых конструктивных систем и материалов. Их появление стало возможным благодяря исследованиям в области формообразования сложных конструкций, их прочности и надежности на основе достижений
математики и естественных наук (рис. 132). Выявленные при этом закономерности и принципы оказались близкими к тем, что использует
природа в своих значительно более сложных конструкциях.
Материальная среда человека состоит из объектов, относящихся
или к категории природных, или к категории технических. Все материальные объекты в природе и технике имеют форму, т.е. характерное
расположение в трехмерном пространстве — геометричность.
Материальные формы в природе и технике выполняют определенные функции, которые могут быть не только техническими, но и
биологическими, семантическими, психологическими, эстетическими и т.д.
218

18 / 25

а

б

в
Рис. 131. Природные и архитектурные формы:

а –– радиолярия; б –– скелет радиолярии при 240-кратном увеличении;
в –– связь современных форм архитектуры и форм природы

Каждая материальная форма, т.е. природный или технический объект, подвергается различным видам воздействий — природных или антропогенных, приводящим к энтропии сформированного пространства,
т.е. к увеличению в нем доли хаоса, беспорядка, разрушению его в конечном счете. Это означает, что существование архитектурностроительного объекта обеспечивается несущей конструкцией, способной выдерживать различные воздействия в течение запланированного
временного интервала.
219

19 / 25

а

20 / 25

б

в

г

Рис. 132. Оболочки:
а –– скрученные поверхности, получаемые поворотом образующих:
коноид (1); гиперболоид (2); сфера (3); эллипсоид (4); параболоид (5);
тор, тороидальные формы (6); гиперболические параболоиды (7);
б –– два метода создания гиперболического параболоида:
путем вычерчивания выпуклой параболы параллельно с вогнутой параболой (1)
и путем вычерчивания прямой по прямолинейной траектории
с одной стороны и еще одной непараллельной прямолинейной траектории (2);
в –– цилиндр круглого сечения — прямолинейная образующая остается
перпендикулярной плоскостям круговых траекторий;
г –– гиперболоид — прямолинейная образующая наклонена
относительно плоскостей круговых траекторий

21 / 25

Несущая конструкция занимает в архитектуре основополагающую
и формообразующую позицию [7, 1, 28, 30, 32, 35, 36 и др.].
Она является важнейшей предпосылкой существования материальных форм как в архитектуре, так и в живой природе и основным инструментом для создания формы и пространства и основывается на
знании естественнонаучных законов.
Несущая конструкция может быть полностью скрыта строительной
формой, а может превратиться в саму строительную форму, т.е. непосредственно в элемент архитектуры, в эстетическое средство формирования строительного сооружения.
В архитектуре в процессе ее развития происходит постепенное
усложнение как структуры, так и конструктивных форм. Происходит
усложнение социальной функции архитектуры, функциональной структуры зданий и сооружений, усложнение структурных связей градостроительных комплексов и систем расселения. Все это приводит и к
появлению более совершенных и сложных конструктивных форм архитектуры, соответствующих уровню развития общества и науки. Так,
конструктивная структура какого-нибудь готического собора выглядит
часто зрительно сложнее, чем современные тонкостенные оболочки,
применяемые во многих большепролетных сооружениях. Однако последние выполнены на основе достижений строительной механики и
современной строительной техники.
С другой стороны, стремление некоторых современных архитекторов к созданию оригинальных, необычных форм приводит к тому,
что форма берет верх над содержанием — функцией и эстетикой
(рис. 133). В итоге получается не здание или сооружение, а скульптура. Однако следует отметить, что пространственная организация
большинства сооружений, считающихся памятниками архитектуры,
характерна для здания-скульптуры. Тем не менее история архитектуры не выглядит повторением одного и того же, несмотря на ограниченность в формотворчестве вкусами заказчика, модой, техническими
возможностями.
Архитектурная форма сооружений и конструкций, геометрия, степень их сложности по количеству составляющих их элементов находятся в тесной зависимости от требуемого размера перерываемого пролета, от нагрузок, которые действуют на пролетную конструкцию, от
материала конструкции, от уровня знаний в области расчета конструкций и от доступности тех или иных методов возведения конструкций,
т.е. от уровня строительной техники.
222

22 / 25

а

б
Рис. 133. Необычные формы зданий:
а –– дом культуры в Гавре, 1981 г.; б –– П. Эйзенман.
Офисное здание в Берлине. 1992 г.

23 / 25

2.6. КРАСОТА. КАК ЕЕ ИЗМЕРИТЬ?
…звуки умертвив,
музыку я разъял как труп. Поверил
я алгеброй гармонию…
А. Пушкин
Сотри случайные черты —
и ты увидишь: мир прекрасен.
А. Блок

2.6.1. Эстетика
Сколько будет существовать у человека потребностей, столько и
будет способов их удовлетворения. У первобытного человека потребности ограничивались его биологической природой и мало чем отличались от потребностей высокоорганизованных животных. С совершенствованием общественного человека его потребности возрастали с
неимоверной быстротой, и сегодня их трудно даже перечислить. Однако все их можно объединить в три большие группы — биологические, физиологические и духовные. Первые направлены на продолжение вида, вторые — на жизнеобеспечение самого организма, третьи —
на поддержание определенного душевного состояния и развитие интеллекта. Разновидностью последних являются эстетические потребности человека, к которым мы относим и желание пребывать в определенном положительном эмоциональном состоянии. Когда говорят о
стремлении человека творить по законам красоты, то имеют в виду,
что человек не удовлетворяется тем, что он видит вокруг себя, и
начинает производить по определенным меркам то, что соответствовало бы его вкусам.
Если биологические и физиологические потребности являются
врожденными, то эстетические (духовные) появились и развивались по
мере совершенствования органов чувств. Поэтому их можно назвать
приобретенными. В этом смысле эстетические потребности относятся к
вторичным, несущественным, так как организм может существовать и
без их удовлетворения.
Возникновение чувства гармонии — этого провозвестника зарождающейся духовной культуры — явилось одним из решающих отличий
человека от животного.
224

24 / 25

Некоторые специалисты по древней истории человека считают, что
стремление к красоте, способность и потребность воспринимать ее являются признаками становления человека как человека, как социального существа.
Поставленный доисторическим человеком первый вертикальный
камень менгир повторил тектонику (общее очертание) ствола дерева,
фигуру стоящего человека. Эта форма нашла и позднее свое прекрасное
выражение в колоннах египетских и греческих храмов.
Обожествление явлений природы, ее мифологическое понимание
оказывало огромное влияние на формирование эстетического чувства
гармонии в культуре и искусстве Древнего Египта и Древней Греции.
По-видимому, там впервые в истории человечества зародилось учении
о гармонии — гармоничном устройстве мироздания.
По сути это были первые попытки объяснить красоту с позиции
математики (геометрии).
Древними философами и учеными было замечено, что люди познают мир с помощью органов чувств и осмысливают познанное разумом. Чувства и мышление — два звена в цепи познания. В попытках
осмыслить их зародились, фактически еще в Древней Греции, одновременно две науки: наука о законах мышления — логика и наука о чувственном восприятии — эстетика.
Именно стремление осмыслить чувства, понять их первопричину,
раскрыть тайну красоты, постичь ее законы знаменовало рождение эстетики. Официальной же датой рождения эстетики считается 1735 г.,
когда А. Баумгартеном, немецким философом, был введен термин «эстетика» (происходит от греческого слова «эстетикос» — «относящийся
к области чувств»).
Эстетика в широком смысле — это философская наука, изучающая
общие закономерности эстетического отношения человека к действительности, наука об эстетическом в природе, обществе, материальном и
духовном производстве, об общих принципах творчества по законам
красоты. Всеобщие законы эстетики, преломляясь в каждом отдельном
виде творческой работы человека, помогают ему переустраивать мир
согласно этим законам.
Классическое определение эстетики — это наука о прекрасном.
Традиционное определение главной задачи эстетических исследований — постижение прекрасного во всем его многообразии [3—5, 16, 20,
23, 31].
225
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

25 / 25

Сам предмет эстетики чрезвычайно запутан и сложен и в нем еще
только начинается процесс математизации на основе результатов физических экспериментов.
Эстетические вкусы и потребности общества меняются со временем под влиянием изменений, происходящих в общественном строе,
достижений науки и техники [3, 16, 23].
2.6.2. Гармония
В античной философии было развито понятие «гармония» как эстетической категории, сыгравшей большую роль в развитии античного
зодчества.
В античной эстетике этому понятию отводилась роль центральной
категории. По существу, в античной философии была заложена основа всей науки о гармонии. Дальнейшее ее развитие — от Средних веков и до наших дней — происходило на основе античной эстетики
[20, 23, 31].
Греческому слову αρμονια не менее трех тысяч лет, и за это время
содержание понятия «гармония» развивалось, как и вся история человечества. Впервые это слово встречается в «Илиаде» и «Одиссее» Гомера, датируемых IX—VII вв. до н. э. В «Илиаде» гармония означает
мир, согласие, а в «Одиссее» — скрепы, шипы, которыми Одиссей соединял различные части строящегося корабля.
В истории культуры красота и гармония относятся едва ли не к
древнейшим понятиям. В чем заключается красота и в чем заключаются законы прекрасного? В той или иной форме эти вопросы можно
найти в древних сакральных текстах Ригведы, Библии, Нового Завета,
Корана и др. Создан ли мир по законам гармонии и почему красота связывается с ней?
Соединение и смешение понятий красоты и гармонии, идущее от
диалогов Платона, сохранилось и до наших дней.
По Платону (427—347 гг. до н. э.), гармония имеет всеобщее значение и в строении Космоса, и в физическом и духовном мире человека. Во всех этих сферах гармония является основой красоты. «Добро
прекрасно, но нет ничего прекрасного без гармонии» [31].
Пифагор и его школа считали учение о числе универсальной сущностью гармонии. Закономерности устанавливаются численными пропорциями, считали пифагорейцы. По Гераклиту (ок. 530—470 гг.
до н. э.), гармония лежит в основе не только мироздания, но и в основе
искусства.
226

1 / 25

Сократ ввел в эстетику принципиально важное понимание гармонии человеком — ее относительность, целесообразность и полезность.
Особенно большое влияние эстетические взгляды Сократа и его понимание гармонии оказали на архитектуру как бифункциональное искусство, т.е. искусство, выполняющее функции как утилитарные, так и эстетические.
Платон ввел в эстетическую науку термин analogia, который Цицерон очень точно перевел с греческого на латынь словом proportia, понимая под этим равенство двух отношений. Эта формула пропорции
полностью соответствует и современному математическому понятию.
Он, по-видимому, впервые описал пропорцию, которую мы теперь
называем пропорцией «золотого сечения». Само название этой пропорции принадлежит Луке Паччоли ди Борго, который в 1509 г. опубликовал трактат «О божественной пропорции», оказавшей сильное влияние
на эстетические взгляды и искусство эпохи Возрождения.
Этот трактат свидетельствует о том, что древнегреческие зодчие
стремились к соразмерности и гармонии архитектурного сооружения,
используя пропорциональные построения.
Но при этом сам зодчий должен был устанавливать соразмерности
создаваемого архитектурного сооружения, учитывая при этом главные
требования, сформулированные кратко Витрувием как «прочность,
польза, красота».
Важным этапом в развитии античной эстетики были сформулированные Аристотелем понятия меры и соразмерности.
Для понимания античной эстетики, проблемы гармонии и ее роли в
архитектуре большое значение имеет трактат Витрувия, [13] в котором
использованы многочисленные, не дошедшие до наших дней сочинения древнегреческих авторов по теории архитектуры.
В современных условиях три требования к архитектуре, сформулированные Витрувием, следует дополнить требованиями экономичности
и экологичности. Поэтому достижение гармонии архитектурного объекта не может ограничиваться только формальными качествами архитектурной композиции. Это стало, говоря современным языком математики, многокритериальной оптимизационной задачей с четко поставленной функцией цели и системой ограничений в виде перечисленных
требований.
Все многочисленные концепции и определения гармонии (как соразмерности частей и целого, как внутренней согласованности и уравновешенности противоположностей и т.д.) являются, по существу, раз227

2 / 25

ной трактовкой более общей ключевой идеи античной философии —
идеи порядка.
В соответствии с этой философией Порядок (Космос по-гречески)
противостоит Хаосу и побеждает его. Космос-Порядок определяет прекрасное устройство мироздания. Отсюда вытекает определение гармонии как качественного выражения порядка. Другими словами, гармония имеет космическую природу или космический характер.
Об этом же говорили Пуанкаре и Эйнштейн. В начале ХХ в. Пуанкаре писал о том, что гармония выражается математическими законами
и что «универсальная гармония мира есть источник всякой красоты»
[11]. В середине ХХ в. А. Эйнштейн высказал глубокую мысль о том,
что «без веры во внутреннюю гармонию нашего мира не могло быть
никакой науки. Эта вера есть и всегда останется основным мотивом
всякого научного творчества» [11, с. 543]. Он же писал: «Наш опыт
убеждает нас, что Природа — это сочетание самых простых математических идей», …«Бог ни за что не упустил бы возможности сделать
Природу такой простой» [11, с. 33]. Высшей целью научного поиска
является познание Природы. В результате его отпадает все лишнее и
кажущееся и истина приобретает простоту и ясность.
Это кратко выражено в латинской пословице «Simplex sigillum veri»
(«Простота — признак истинности»). Сегодня гармонию можно определить как объективно существующую, доступную чувственному восприятию и эстетической оценке меру упорядоченности и взаимосвязи
элементов иерархической системы (объекта). Гармония в природе и
гармония в архитектуре — две стороны единого великого процесса созидания [11, с. 196].
Многих исследователей античного зодчества волновал вопрос: каким секретом обладали древние архитекторы, который позволял достичь совершенной гармонии сооружений.
Существуют разнообразные версии ответа. Наиболее аргументированный основан на том, что древние зодчие придавали мистическое
значение простым числам и их соотношениям как рациональным, так и
иррациональным. Такие соотношения, имевшие наглядную геометрическую основу, использовались ими по соображениям удобства измерений и разбивки в контуре при строительстве, а также для воспроизведения гармоничных соотношений, обнаруживаемых в природе.
Вся это приводило к мифологизации обнаруженных соотношений и
к спекуляции на них (даже у современных архитекторов).
228

3 / 25

Так, античные зодчие в качестве источника гармонии в архитектуре и мире признавали и использовали пять «платоновских тел», представляющих собой вписанные в сферу правильные многогранники с
числом граней 4, 6. 8, 12, 20 и их проекции на плоскость (рис. 134, а).

а

б

в

Рис. 134. Платоновы тела и геометрическая
интерпретация «божественной пропорции:

а –– пять платоновых тел: тетраэдр (4 грани) (1); куб (6 граней) (2);
октаэдр (8 граней) (3); додекаэдр (12 граней) (4); икосаэдр (20 граней) (5);
б –– футбольный мяч — трехчастотный подраздел икосаэдра, который становится
правильными пятиугольниками, окруженными правильными шестиугольниками
с одинаковыми длинами хорд (краев). Эта геодезическая геометрия типична для той,
что используется для строительства куполов; в –– Купол со связями жесткости,
ребристый купол, которые предшествовали развитию геодезического купола: купол
Шведлера, ок. 1890 г. (1); купол Zeiss-Dywidag, 1922 г. (2)

229

4 / 25

Древний философ и математик Пифагор считал, что основой гармонии служат простые числовые соотношения.
Чтобы стены прямоугольных в плане помещений пересекались под
прямым углом, античные архитекторы использовали известное еще
древним египтянам соотношение сторон треугольника 3:4:5; так как
угол между сторонами длиной 3 и 4 единицы — обязательно прямой
(рис. 135). Поэтому отношение короткой и длинной сторон плана помещения первоначально принимали равными 3:4. Это отношение дошло до нашего времени, например в стандартах форматов фотобумаги:
4,5 × 6; 9 × 12; 18 × 24 см.

а

б

AB
1

AC
2

1 ; ML 1
ED
1 ; GF



AD
3 AL
2 AF
5

1
2
Рис. 135 (начало). Соотношение сторон треугольника

230

5 / 25

BC=1 AB=2

AC  5
AE  5  1
EB  3  5

AB AE
5 1



AE EB
2
EB AE


AE AB

5 1
1

2


3
AB 56 90
5 1



   0, 618
CD 90 146
2

4

в
Рис. 135 (окончание). Соотношение сторон треугольника:

а –– египетский священный треугольник и основанные на нем построения:
треугольник (1); построение геометрии свода (2); пропорции на основе египетского
треугольника (3); б –– прямоугольник «золотого сечения»: построение (1);
соотношение египетского и «золотого сечения» (2); в –– примеры геометрического
построения иррациональных отношений: диагональ квадрата (1),
система прямоугольников с иррациональными отношениями сторон (2);
«золотое сечение» в системе «двойной квадрат» (3), помпейский пропорциональный
циркуль, установленный на «золотое сечение» (4)

Египетским строителям, любителям и поклонникам геометризма
отношение 3:4:5 так нравилось, что им пользовались и при определении геометрии сводов, описывая их очертание из трех центров у основания и вершины двух египетских треугольников. Как сообщает Плутарх, этот треугольник считали в Египте священным.
Им пользовались в различных соотношениях. Позднее соотношение катетов египетского треугольника было заменено соотношением
сторон прямоугольника, длину которых назначали по правилам «золотого сечения», «золотой пропорции».
Эта так называемая «божественная пропорция», или «золотое сечение», обнаруживающаяся как в живой, так и в неживой природе, вызывает особый интерес с древних времен и до наших дней.
Геометрическая интерпретация ее показана на рис. 134, б, в. Она
состоит в том, что заданный отрезок с делится на два отрезка а и b так,
что больший отрезок а относится к меньшему отрезку b точно так же,
как их сумма а+b=с к большему отрезку а, т.е. a/b=(a+b)/a.
Полагая c=a+b=1, a=x, получаем квадратное уравнение x2+x–1=0.
Решая его, находим a=x=0,618. Следовательно, b=1–0,618=0,382.
231

6 / 25

В математике это называется делением отрезка в среднем и крайнем отношении. Исходя из этого «золотого сечения», можно получить
ряд других соотношений, находящих свое проявление в природе.
Широкое разнообразие пропорций выдающихся памятников архитектуры, среди которых пропорции «золотого сечения», как известно,
не занимают господствующего положения, приводит нас к выводу о
том, что весь этот спектр отношений и пропорций имеет равные права
на существование и эстетическую ценность в поисках гармонии сооружений и ансамблей.
Гармония достигается не потому, что применяется какая-то наделенная особыми эстетическими качествами пропорция. Гармония возникает, когда любая творчески обоснованная пропорция чисто интуитивно или на основе строго произведенного построения связывает всю
архитектурную композицию в единство целого и его частей.
2.6.3. Красота
Что такое красота? Можно ли ее определить, измерить? Разгадка
красоты, этого удивительного явления, привлекала к себе лучшие умы
всех поколений и народов.
По дошедшим до нас источникам можно судить, что древние греки
уже видели в окружающем мире, в частности в космосе, хорошо организованную материю. Осознание этого привело их к определению таких категорий красоты, как гармония, симметрия, ритм и др.
Эстетики и философы разных времен вели споры об эстетическом
свойстве. Одни убеждают, что законы красоты познаваемы и могут быть
определены количественно. Другие считают, что эстетические свойства
измерить нельзя, ссылаясь при этом на тот факт, что восприятие и оценка, а следовательно, и эстетические вкусы у людей индивидуальны.
Гераклит (ок. 530—470 гг. до н. э.) считал красоту объективным
свойством вещей, построенным на принципе меры, и всегда относительной: «Самая прекрасная обезьяна безобразна по сравнению с родом
людей» [23, том 1, с. 83].
По Платону (427—347 гг. до н. э.) [31], красота сама по себе — это
то, что превращает хаотическую, неустойчивую действительность в
художественную. У него же мы можем найти несколько десятков категорий красоты и их модификаций [31, с. 315—380]. Платон указывал и
на то, как легко отыскать нам примеры прекрасного, но как трудно
объяснить, почему они прекрасны. Еще труднее найти математические
закономерности в прекрасном — «законы красоты».
232

7 / 25

Попытки хотя бы приблизиться к объективным «законам красоты»
предпринимались человечеством постоянно — с древности и до наших
дней: математические законы Пифагора в музыке, геометрическая модель вселенной Кеплера, система пропорций в архитектуре, пропорции
человека, геометрические законы живописи и т.д. И, несмотря на весьма скромные результаты, энтузиазм исследователей не ослабевает.
Философы, искусствоведы, художники и представители точных
наук пытались и пытаются найти пути к решению вопроса о сущности
прекрасного.
Несмотря на большой интерес к проблеме «законов красоты», фундаментального определения прекрасного вообще, теоретических критериев красоты не выработано до настоящего времени.
«…вопрос о том, что такое красота, до сих пор остается совершенно открытым и с каждым новым сочинением по эстетике решается новым способом» (Л. Толстой).
Пытаясь ответить на вопрос, что такое красота, сторонники различных концепций не могут ответить на вопрос, поставленный еще в XIX в.
Н.Г. Чернышевским: почему крестьянин считает «заморышем» «полувоздушную» светскую красавицу, а светским аристократам не нравится
пышнотелая, пышущая здоровьем женщина из простонародья?
Нельзя забывать о том, что истоками красоты являются, во-первых,
природные объекты и явления, а во-вторых, — объекты, являющиеся
продуктами творческой, преобразующей окружающий мир, деятельности человека. Точно так же нельзя забывать или недооценивать роль
объективного и субъективного в красоте. Наиболее ярко субъективный
подход к красоте выражен в русской поговорке: «На вкус и цвет товарищей нет».
Архитектура, как один из видов искусства, должна нести людям
радость наслаждения красотой. В противном случае она перестает быть
искусством. Именно поэтому искусство часто смешивают с красотой.
В.Г. Белинский писал по этому поводу: «Что красота есть необходимое условие искусства, что без красоты нет и не может быть искусства — это аксиома».
С другой стороны, более широкое определение красоты дано во
французском энциклопедическом словаре Ларусс как то, что «радует
глаз или разум» [11, с. 27].
Иными словами, кроме красоты, постигаемой чувствами, есть и
другой вид красоты, постигаемой разумом, — красоты науки, научных
истин.
233

8 / 25

Красота начинается с формы, но не сводится к ней. Красота — это
форма, взятая в единстве с содержанием, от которого она не может
быть оторвана.
Мысль о диалектическом единстве формы и содержания в прекрасном, кажущаяся сегодня аксиомой, была впервые разработана Гегелем.
2.6.4. Математика и красота
Сегодня большинство ученых придерживается того же мнения,
что и немецкий физик В. Гейзенберг (1901—1976), который вслед за
Кеплером, цитируя его, сказал: «Математика есть прообраз красоты
мира».
Математика помогает прежде всего выявить структурноматематические объективные формы прекрасного, оставляя вопрос о
субъективном отношении к содержанию этих форм. Этот вопрос каждый решает для себя сам.
Так, например, так называемый закон «золотого сечения» проявляется и в музыке, и в архитектуре, и в изобразительном искусстве, и в
космологии. Он отражает структурно-математическую форму прекрасного, независимо от содержания.
Что касается открытия новых математических закономерностей и
математического анализа содержания прекрасного, то это вопрос недалекого будущего, зависящего от результатов экспериментальных исследований деятельности человеческого мозга на основе достижений
науки и техники, как это произошло, например, с теорией шахмат и созданием роботов-шахматистов.
Поэтому нельзя полностью согласиться с мнением философа
А. Гулыги: «Феномен красоты содержит в себе некоторую тайну, постигаемую лишь интуитивно и недоступную дискурсивному мышлению» («дискурсия» от лат. discursus — «рассуждение»).
Сегодня для ученых не секрет, что так называемая интуиция является продуктом сложной логико-математической деятельности мозга
человека — наиболее совершенного и экономичного компьютера, созданного природой. Изучение принципов работы этого компьютера
идет очень интенсивно и привело уже сегодня к некоторым впечатляющим результатам.
«Математика — это больше чем наука — это язык», — утверждал
Нильс Бор (1885—1932). Математика может быть языком любой науки,
умеющей на нем разговаривать.
234

9 / 25

Первоначальное значение слова «математика» (от греч. mathema —
«знание, наука») не утрачено и сегодня.
Язык математики — это особый язык науки. В отличие от естественного языка (русского или английского), который в основном классифицирует предметы и потому является языком качественным, язык
математики прежде всего является количественным…
Важнейшим преимуществом количественного языка математики
является краткость и точность. И в этом его красота, ибо именно в математическом языке представляется один из основных признаков красоты в науке — сведение краткости к красоте.
При этом нужно помнить, что математика многогранна, как и Природа, законы и закономерности которой она описывает на своем универсальном языке. С другой стороны, нужно иметь в виду, что человек воспринимает окружающую среду всеми органами чувств. Получая от них
информацию и анализируя ее, наш мозг — совершеннейший компьютер,
созданный Природой, — дает ей оценку и принимает решение.
Поэтому понятно, что суждение или заключение о том, красив или
некрасив тот или иной объект, говоря современным языком математики, производится на основе анализа информации от всех органов чувств
и решения многокритериальной задачи.
Эти критерии индивидуальны для каждого человека. Поэтому и не
удивительно, что эстетические оценки того или иного объекта могут у
них сильно отличаться.
С другой стороны, нетрудно догадаться, что у людей, принадлежащих к одной социальной или профессиональной группе, эти оценки
будут совпадать в большей степени.
В основе возникших во второй половине ХХ в. архитектурных
форм лежат кривые поверхности и кривые линии (пневмоконструкции,
вантовые (висячие) покрытия, тенты, тонкие оболочки из различных
материалов).
При их проектировании и конструировании важное место занимают вопросы аналитического описания геометрических форм, определения координат множества точек на поверхностях, которые необходимы
для контроля получения формы при ее возведении.
По координатам этих точек с достаточной для практики точностью
может быть произведена замена проектной криволинейной формы аппроксимирующим ее многогранником и по нему найден объем оболочки, площадь ее поверхности, вес оболочки, утеплителя, снеговая
нагрузка и др., т.е. все то, что необходимо для расчета.
235

10 / 25

При конструировании криволинейных форм и поверхностей широко используются методы прикладной геометрии и разработанное на их
основе программное обеспечение.
Выбор той или иной формы определяется наперед заданными
условиями и требованиями: функциональными, конструктивными, эстетическими и не в последнюю очередь экономическими.
Геометрическая форма в значительной степени определяет эстетические достоинства сооружения. Для установления зависимости между
геометрическими и эстетическими характеристиками архитектурных
форм во второй половине ХХ в. были выполнены исследования, позволяющие сформулировать критерии количественной оценки качественных характеристик. В основу этого исследования был положен метод
экспертных оценок, используемый при решении квалиметрических задач. Ранжирование этих критериев и придание им весовых (количественных) коэффициентов позволяет математизировать задачу по поиску оптимального решения при заданной функции цели, критериях оптимальности и заданных ограничениях.
Такой подход позволяет связать количественные (геометрические)
и качественные (эстетические) критерии оценок архитектурных форм с
учетом различных требований к ним (функциональных, технологических, технико-экономических, психолого-эстетических и т.д.).
Экспериментальные исследования, проведенные в конце 60-х гг.
ХХ в. Б.Ф. Ломовым и А.В. Митькиным, выявили более высокую степень воздействия на зрительное восприятие человека геометрической
формы по сравнению с фактурой, цветом и т.д.
Результаты проведенных позже в Киевском инженерностроительном институте экспериментов [32] выявили некоторые интересные закономерности зрительного восприятия криволинейных форм.
В частности, было замечено, что кривые, получившие от экспертов
наивысший балл по десятибалльной системе «эстетичности», имеют
соотношение стрелы подъема кривой к длине пролета (стягивающей
концы хорды), равное 0,618, т.е. соответствующее пропорции «золотого сечения». Точно так же из всех эллипсов наивысшую оценку получил эллипс с соотношением осей 0,618. Такое же соотношение выявлено при экспериментальном определении зоны благоприятного зрительного (визуального) восприятия объекта человеком. Этим и объясняется
эстетическое предпочтение, отдаваемое фигурам с тем же геометрическим соотношением.
236

11 / 25

В настоящее время в эстетических критериях красоты рассматривается только то, что «радует глаз», т.е. форма (геометрия), цвет, свет.
Критерии, связанные с остальными органами чувств, практически не
рассматриваются. Еще менее рассматривается проблема с точки зрения
того, что «радует разум».
Нужно отметить, что этот критерий входит иногда в резкое противоречие с каноническими критериями красоты. В качестве примера
этого можно привести современные образцы абстрактного и авангардного искусства.
И Пуанкаре, и Эйнштейн говорили о том, что гармония имеет космическую природу или космогенный характер. Из Космоса-Природы
заимствованы принципы формообразования в искусстве, т.е. гармония
в искусстве. Так что же является общим для гармонии мироздания и
гармонии искусства?
Ответ на этот вопрос дает обращение к математике, к всеобщности
постигаемых с ее помощью истин. Неспроста прогрессивные религиозные деятели западного христианства пришли к важному выводу:
«Наукой нужно заниматься, чтобы понять замысел Божий».
В конце ХХ и начале XXI вв. сложилось понимание того, что Космос не статичен. Он эволюционирует. Статика, равновесие характерны
для мгновенных состояний природы, динамика, неравновесность — для
эволюционирующих систем. Однако при этом для каждой из систем
свой масштаб времени. Именно поэтому мы воспринимаем и изучаем
мир прежде всего с позиции статики.
Однако и природа, и искусство с точки зрения нового направления
математики — синергетики — являются открытыми неравновесными
самоорганизующимися системами, эволюционирующими по одному и
тому же основному принципу универсального эволюционизма: всякая
неравновесная динамическая система эволюционирует в направлении,
приводящем к ее самоорганизации, причем характер самоорганизации
не зависит от природы системы, а определяется ее симметрией и симметрией воздействия. Это означает, что в процессе самоорганизации в
различных по природе системах возникают изоморфные (одинаковые
по форме) самоподобные структуры.
Синергетикой объясняется фундаментальная роль симметрии в
природе и искусстве. Эволюция неравновесных систем на основе принципов симметрии приводит к образованию самоподобных структур,
или фракталов (от лат. fractus — «изломанный») [11].
237

12 / 25

2.6.5. Фракталы, симметрия
Для того чтобы «понять» природу, мы строим модели, центральное
место в которых занимает геометрия объектов. Основой понимания
этой геометрии на интуитивном уровне служили евклидовы прямые,
окружности, сферы и т.д. Еще в XVII в. Галилей утверждал, что книга
природы написана на языке математики и письмена ее — треугольники,
окружности и другие геометрические формы.
К концу ХХ в. математики разработали математические понятия,
выходящие за рамки традиционной геометрии и позволившие заложить
основы фрактальной геометрии [45, 59…63]. Именно достижения
фрактальной геометрии позволили прийти к выводу, что книга природы написана на языке фракталов. Математическим аппаратом фрактальной геометрии являются теория размерности и теория подобия.
Согласно определению основоположника фрактальной геометрии
Б. Мандельброта [45, с. 119], фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому. Она обладает двумя важнейшими свойствами: изломанностью и самоподобием.
Изломанность понимается математически как отсутствие первой производной в точках излома, а самоподобие линейное — как то, что часть
есть уменьшенная точная копия целого, и нелинейное — как то, что
часть есть нелинейная (деформированная с различными коэффициентами по координатным осям) копия целого. Самоподобие фрактала
обосновано с теоретической точки зрения для бесконечного числа его
поколений. Однако визуально геометрически глаз может различить не
более 5––7 поколений фрактальных самоподобий. Для иллюстрации на
рис. 136, а приведено построение триадной кривой Кох [45, с. 24].
Оно начинается с прямолинейного отрезка длиной L=1. Этот исходный отрезок называется затравкой. Затравка — это нулевое поколение кривой Кох. Разделив это отрезок на три части, заменим его образующим элементом, обозначенным на рис. 136, а через n=1. В результате получаем кривую первого поколения из четырех звеньев, каждое
длиной по L/3.
Следующее поколение (n=2) получается заменой каждого прямолинейного звена предыдущего поколения (n=1) уменьшенным по тому
же принципу образующим элементом. В результате получим кривую
второго поколения. Аналогичным образом строятся кривые последующих поколений.
Построение квадратной кривой Кох показано на рис. 136, б.
238

13 / 25

На рис. 137, а; 137, а, б [45, с. 69] показано построение триадного
канторовского множества.
На рис. 138, а, б показано построение «салфеток» и «ковров».
Свойство самоподобия фрактальных структур иллюстрирует основной закон эстетики — единства в многообразии, сформулированный Гераклитом другими словами: из всего — единое, из единого все.
Это свойство сделало возможным перевести этот закон эстетики из качественного в количественный.
Если свойства фрактальных структур связаны с нелинейной геометрией, то фундаментальное свойство природы — симметрия — с линейной.
Первоначально содержание понятия «геометрическая симметрия»
было связано с греческим словом «симметрия» — «соразмерность», т.е.
гармония пропорций. К настоящему времени содержание этого понятия
расширилось до всеобщей идеи инвариантности (неизменности) геометрического объекта или физического явления относительно некоторых
преобразований.
Сегодня симметрию, как и фрактальность, относят к общенаучным
философским категориям, характеризующим структуру организации
систем. Математическим аппаратом изучения симметрии являются
теория инвариантов и теория групп.
Говоря о всеобщности принципа симметрии, следует отметить и то,
что при ближайшем рассмотрении в каждом виде симметрии в природе
обнаруживаются какие-либо маленькие дефекты-отклонения.
Из этого следует вывод, что природа симметрична, но не абсолютно, а почти. Это можно объяснить с позиций синергетики, рассматривая
любую систему не как застывшую, статическую, а как открытую
неравновесную, находящуюся в состоянии эволюционной самоорганизации. Этому процессу возрастания порядка противостоит всеобщий
закон возрастания энтропии (хаоса, беспорядка). Именно эти два закона, иллюстрирующие единство и борьбу противоположностей, лежат в
основе мироздания. Еще Гераклит видел в основе всего, в том числе и в
гармонии, борьбу противоположностей, утверждая, что «борьба — отец
всего и царь всему». Говоря о кажущейся хаотичности мира, он говорил, что «… за игрой стихийных сил и случайностей скрывается прекраснейшая гармония».
Эта же мысль в поэтической форме высказана А. Блоком:
Сотри случайные черты,
И ты увидишь: мир прекрасен.
239

14 / 25

а

15 / 25

б

в
Рис. 136. Построение кривых:

а –– построение триадной кривой Кох; б –– построение квадратной кривой Кох;
в –– последовательные этапы построения кривой Мандельброта — Гивена.
Высота образующего элемента несколько уменьшена, чтобы можно было проследить
структуру кривой. Фрактальная размерность Dв=ln8/ln3=1,89… Мандельброт и Гивен
описывают также случайные варианты этой кривой

16 / 25

а

б
Рис. 137. Построение триадного канторовского множества:

а –– построение триадного канторовского множества. Затравка — единичный отрезок
[0,1]. Образующий элемент удаляет среднюю треть. На рисунке показаны первые пять
поколений. D=ln2/ln3=1,6309; б –– триадный канторовский стержень.
Стержень единичной длины и единичной массы делится пополам. Каждая половина
подвержена перековке, в результате которой ее длина сокращается, а плотность
увеличивается. Высота стержня в n-м поколении пропорциональна его плотности ρ.
Показатель Липшица — Гѐльдера α=ln2/ln3, фрактальная
размерность носителя массы f=D=ln2/ln3

17 / 25

а

б
Рис. 138. Построение «салфеток» и «ковров»:

а –– построение треугольной салфетки Серпинского. Затравка — треугольник со всеми
внутренними точками. Образующий элемент исключает из затравки центральный
треугольник. Справа: четвертое поколение предфракталов; фрактальная кривая
получается в пределе при бесконечно большом числе поколений и имеет фрактальную
размерность D=ln3/ln2=1,58…; б –– построение ковра Серпинского.
Затравка — квадрат, а образующий элемент (слева) состоит из N=8 квадратов,
полученных из затравки преобразованием подобия (сжатием) с коэффициентом
подобия r=1/3. Справа: четвертый этап построения;
размерность подобия D=ln8/ln3=1,89…

Многие народы с древнейших времен владели представлением о
симметрии в широком смысле — как элементов уравновешенности и
гармонии.
В геометрических узорах и орнаментах всех веков запечатлены
неиссякаемая фантазия и изобретательность художников и мастеров,
чье творчество было ограничено жесткими рамками, установленными
неукоснительным следованием принципам симметрии. Прослеживание
узоров симметрии, постижение связей между отдельными частями и
целым доставляет особую радость и становится источником интеллектуального наслаждения [41].
В повседневности слово «симметрия» употребляется в двух значениях. В первом из них симметричное означает нечто (объект, изображение, качество) имеющее уравновешивающее его по размерам, форме
и качеству другое нечто.
Во втором симметрия означает вид согласованности отдельных частей объекта, который объединяет их в единое целое.
243

18 / 25

Симметрия — в широком или узком смысле, в зависимости от того,
как определяется значение этого понятия, — является той идеей, посредством которой человек на протяжении веков пытался постичь и
создать порядок, красоту и совершенство.
Красота тесно связана с симметрией. Витрувий дает следующее
определение: «Симметрия возникает из пропорции… Пропорция есть
соразмерность различных составных частей с целым».
Классическое геометрическое представление симметрии вошло в
профессиональное мышление архитекторов в конце XIX в. и было связано с изучением в кристаллографии принципов симметрии форм кристаллов.
Успехи кристаллографической симметрии вызвали появление нового направления в математике — симметрии, расширившего и обобщившего понятие симметрии до уровня философской категории.
В архитектуре сам термин «симметрия» по традиции связывается
по смыслу с представлением о порядке и сведением его в известном
смысле к элементарным геометрическим формам, стандартизации элементов.
Однако наиболее общий смысл использования законов симметрии
в архитектуре заключается в том же, что и использование нот
в музыке, — создание из ограниченного числа инвариантов неограниченного числа их комбинаций. Диапазон варьирования комбинаций
зависит от пространства воображения и фантазии зодчего. Поэтому
профессиональное отношение архитекторов к симметрии всегда индивидуально.
В геометрическом аспекте различают несколько видов симметрии,
выполняющих роль структурных инвариантов-нот в архитектурной
композиции, которые, будучи общими для отдельных типов сооружений, выполняют роль композиционных инвариантов, в пределах которых развертываются вариации построений.
Зеркальная симметрия — классическая симметрия левого и правого, когда одна половина формы является как бы зеркальным отражением другой, наиболее распространена в архитектуре. Воображаемая
плоскость, делящая форму на две разные части, т.е. плоскость симметрии, в произведениях архитектуры, как правило, вертикальна. Однако
часть архитекторов используют прием, когда плоскостью зеркального
отражения служит горизонтальная плоскость (отражающая поверхность воды).
244

19 / 25

Образ весов является естественным связующим звеном, которое
подводит нас ко второму смыслу, в котором слово «симметрия» употребляется в наше время: зеркальная симметрия, симметрия левого и
правого, которую можно обнаружить повсюду (в строении высших животных, человеческого тела, в листьях и цветах растений, архитектуре и
орнаментах). Здесь зеркальная симметрия — строго геометрическое и,
в отличие от приведенного выше, вполне точное понятие. Тело (пространственный объект) симметрично относительно данной плоскости Е
(рис. 139), если оно переходит в себя при отражении от плоскости Е.
Отражение от плоскости Е является отображением (S: Р→Р’) пространства на себя, переводящим произвольную точку Р в ее зеркальный образ Р’ относительно Е.

Рис. 139. Отображение определено, если установлено правило, по которому
каждой точке Р ставится в соответствие ее образ Р’

Другой вариант отображения — поворот тела вокруг оси на некоторый угол α. При этом каждая точка Р данного тела переводится в некоторую точку Р’ и, таким образом, поворот тела вокруг оси на угол α
определяет его отображение.
Зеркальная симметрия является первым случаем геометрического
понятия симметрии, относящего к таким операциям, как отражение или
вращение (поворот).
Полной поворотной симметрией обладают на плоскости окружность, а в пространстве — сфера, так как при всех поворотах относительно оси симметрии эти фигуры переходят сами в себя. При этом
нужно отметить, что окружность имеет при поворотах на плоскости
только одну ось симметрии, а для поворотов сферы в пространстве может быть использовано бесконечное число осей, совпадающих с ее диметром (рис. 140).
245

20 / 25

а

б

Рис. 140. Количество осей симметрии:

а –– одна для поворота окружности на плоскости; б –– бесконечное число
для поворота сферы в пространстве

В геометрии на плоскости отражение от вертикальной прямой
можно осуществить также и поворотом плоскости в пространстве вокруг оси на 180º.
Строгая зеркальная симметрия широко использовалась с древних
времен. Особенно показательна в этом отношении геральдическая (или
гербовая) симметрия. Типичным для нее является рисунок на известной
серебряной вазе шумерского царя Энтемены (около 2700 г. до н. э.)
(рис. 141).

Рис. 141. Рисунок на известной серебряной вазе шумерского царя Энтемены

246

21 / 25

Перенесение зеркальной симметрии на изображения животных заставляло удваивать изображения, и это привело к тому, что формальный признак симметрии полностью взял верх над принципом подражания природе в орнаменте и геральдике. По этой причине орла стали
изображать позже с двумя головами, смотрящими в разные стороны.
Этот геральдический мотив можно обнаружить в Древней Персии, Сирии, позже в Византии, а затем в Австро-Венгрии, России и балканских
государствах.
Центрально-осевая симметрия — симметрия относительно центральной вертикальной оси, линии пересечения двух или большего
числа вертикальных плоскостей симметрии. Сооружение при этом состоит из равных частей, которые совмещаются при повороте вокруг
вертикальной оси, на плане совпадающей с геометрическим центром
композиции. Порядок оси — число совмещений одинаковых элементов
при полном обороте (рис. 142, а, б).

а

Рис. 142. Центрально-осевая симметрия:
а –– симметрия относительно центральной вертикальной оси;
б –– сооружение. построенное на основе
центрально-осевой симметрии

б

247

22 / 25

Переносная симметрия — простейшее преобразование, приводящее к бесконечным фигурам, перенос элемента вдоль прямой на отрезок конечной длины. Направляющая называется осью переносов, интервалы l — периодами трансляции. Полученная фигура в специальной
литературе по теории узоров (орнаментов) обозначается термином
«бордюр». Причем если вдоль оси переносится несимметричный элемент, то говорят о полярности оси.

Рис. 143. Поступательное движение в одном направлении

Это означает, что свойства линейного орнамента (бордюра) в одном направлении иные, чем в обратном.
Тем самым в зависимости от рисунка переносимой фигуры подчеркивается поступательное движение в одном направлении (рис. 143).
Симметрия как средство упорядочения архитектурной композиции
или создает простейший порядок, или предлагает тему сложного порядка (рис. 144).
Господством симметрии в природе можно объяснить эстетическую
ценность ее для человека. С детства человек видит зеркальную симметрию в живой природе — животных и птицах, рыбах; поворотную — в
узорах снежинок; переносную — в бордюрах, некоторых орнаментах.
Симметрия воспринимается человеком как проявление порядка, закономерностей, господствующих в природе. Восприятие этого человеческим сознанием доставляет удовольствие, успокоение, уверенность.
Французский математик и философ Р. Декарт (1596—1650) говорил по
этому поводу: «Порядок освобождает мысль».
Выдающийся зодчий ХХ в. Ле Корбюзье (1887—1965) писал: «Человеку необходим порядок… Чем совершеннее порядок, тем спокойнее
и увереннее чувствует себя человек…».
Этот факт основан на свойствах человеческой психики. Степень
психоэмоционального воздействия тех или иных симметричных структур или архитектурных композиций на современном уровне науки может быть измерена и описана в виде математических закономерностей.
248

23 / 25

Таким образом, симметрия структуры, как внешнее проявление ее
внутреннего порядка, обладает эстетической ценностью, т.е. воспринимается человеком как красота. Для примера на рис. 145 показан процесс превращения некрасивой чернильной кляксы с помощью симметричных преобразований в красивую композицию [11, с. 73].

Рис. 144. Симметрия как порядок

249

24 / 25

Рис. 145. Процесс превращения некрасивой чернильной кляксы с помощью
симметричных преобразований в красивую композицию

Все сказанное дает основание по-иному взглянуть на традиционное
разделение и обособленное толкование в теории архитектурной композиции понятий «ритм», «пропорция», «структура», «подобие», «соразмерность». Они объединяются более общим понятием симметрии и могут быть раскрыты в терминах симметрии, т.е. представлены как частные случаи некоторых видов геометрических преобразований.
2.7. СТАНДАРТИЗАЦИЯ, ТИПИЗАЦИЯ
Существует мнение, что современный архитектор скован в своем
творчестве ограничениями, связанными с индустриализацией строительства, стандартизацией и типизацией конструкций, их элементами,
функциональными и экономическими требованиями и др. [3, 4].
250
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

25 / 25

Однако нужно помнить и о более ограниченных возможностях архитекторов прежних времен: античные зодчие оставались в рамках
жестких канонов ордерной системы и свойств природных строительных материалов, Повторяемость элементов и симметрия стоечнобалочной и арочной античной архитектуры создала шедевры, восхищающие нас и сегодня. Готическая архитектура также, по сути, была
ограничена разработанными типами конструкций.
Даже в XIX в. в России в церковном строительстве были разработаны на государственном уровне типовые проекты церквей для поселений различного уровня.
Само слово «ордер» означает в переводе «порядок». Античный ордер — это установленный, т.е. канонический порядок соподчинения
отдельных элементов внутри целого (сооружения или его какой-то части). Оставаясь в рамках ордерной системы, ограниченного числа правил и методов, античные зодчие создавали шедевры, оказавшие влияние не только на зодчих эпохи Возрождения, но и на архитектуру всех
последующих периодов.
2.7.1. Модуль
Еще Витрувий писал о том, что вычисление размеров всех частей
постройки производятся на основе модуля, принимаемого за единицу
меры. Однако из текста не ясно, что им принято за модуль.
Тем не менее известно, что древние греки, как и другие народы, систему мер строили на размерах частей человеческого тела (локоть, фут
и т.д.), а соотношения размеров частей сооружения — на соотношениях
размеров частей тела. Так, например, отношение длины стопы к росту
человека и отношение диаметра античной колонны к ее высоте одинаковы и составляют 1/6.
И в современной архитектуре размеры тела человека продолжают
определять в известной степени габариты окон, дверей, коридоров
и т.д. Однако в целом размеры архитектурных деталей и унифицированных в современном строительстве элементов строительных конструкций не имеют прямой связи с размерами тела человека.
По мере введения неизбежной типизации, стандартизации и основанной на них индустриализации строительства пришлось принять
единую для данного государства и для содружества государств модульную систему совокупности правил взаимоувязки размеров зданий,
сооружений, их частей, архитектурных и конструктивных элементов,
деталей. Однако даже применение только одного основного модуля
251

1 / 25

позволяет чрезвычайно разнообразить пролеты зданий в поперечном
направлении и шаги несущих элементов — в продольном. Подсчитано,
что в интервале 2…6 м возможны более 40 размеров пролетов и шагов,
кратных М = 100. Это слишком много: типизация не получится. Принятые абстрактные модули 60 или 120 см удобны лишь для унификации
размеров. Попыткой вернуться на основе размеров человеческого тела
к более гармоничным размерам и соотношениям их в современной архитектуре можно назвать запатентованную Ле Корбюзье шкалу линейных размеров или систему пропорционирования, названную им модулором (рис. 146). Альберт Эйнштейн так охарактеризовал модулор
Корбюзье: «Это система пропорций, мешающая делать плохо и помогающая делать хорошо». В целом с позиций современности следует
признать, что создание архитектурного шедевра не зависит от магических чисел и соотношений. В конечном счете это только одно из
средств достижения гармонии и красоты.

Рис. 146. Модулор Ле Корбюзье. «Модулор —
это измерительный прибор, в основе которого лежит
человеческий рост и математика». (Ле Корбюзье)

252

2 / 25

2.8. ДЕКОР
Декоративные приемы свойственны архитектуре всех народов и
всех времен (рис. 147…150) [2]. Если в архитектуре исламского мира,
Китая, Индии и Юго-Восточной Азии это выражается в использовании
орнамента и цвета, то в Камбодже и других соседних странах декорирование храмов выполнено тысячами скульптурных изображений, образующих непрерывное поле. Декоративные скульптурные рельефы
украшали обелиски и храмы Древнего Египта, Вавилона, Ассирии и
других стран. Многофигурные скульптурные группы и рельефы украшали фронтоны древнегреческих храмов. Рельефы и орнаменты использовались для декорирования деталей ордера. Большую роль в декорировании древнегреческих храмов играл, по мнению многих специалистов, цвет. Он полагают, что греческий храм имел яркую раскраску,
в которой преобладали светло-желтые цвета колонн и красный и синий
цвета деталей. Конструкции готических соборов покрыты кружевом
каменных узоров и скульптур.
Особо следует отметить идею использования текстуры для декорирования архитектуры. Впервые наиболее отчетливо она была воплощена в Древнем Риме: декоративно-орнаментальное использование античного ордера при решении конструктивных и функциональных задач
стало одной из главных основ стилей итальянского Возрождения. Основоположник стиля барокко («причудливый, странный» поитальянски) Микеланджело сделал архитектуру на стенах зданий основным выразительным художественным приемом архитектуры, не
потерявшим своего значения на протяжении многих веков.

Рис. 147. Фрагменты колонн храма Амона в Карнаке. XV—XIII вв. до н. э.

253

3 / 25

Рис. 148. Древняя Месопотамия. «Ворота Ишвар» из Нового Вавилона.
Глазурованный кирпич. VII—VI вв. до н. э.

Рис. 149. Термы Каракаллы. Древний Рим, ок. 211—217 гг. н. э.

4 / 25

а

б
Рис. 150. Декор в готической архитектуре:

а –– стрельчатые конструкции; б –– фрагменты соборов

5 / 25

2.9. СВЕТ И ЦВЕТ В АРХИТЕКТУРЕ
Цвета действуют на душу: они могут
вызывать чувства, пробуждать эмоции
и мысли, которые нас успокаивают.
И. Гѐте

Более 80 % информации о внешнем мире человеку дает зрение.
Воздействие светового потока на глаз человека вызывает в его мозгу
зрительное ощущение света — реакцию на свет. Однако эта реакция
возникает лишь при переходе порога чувствительности нервных окончаний в сетчатке глаза, т.е. в том случае, когда интенсивность светового раздражителя начинает превышать некоторую минимальную величину, называемую порогом раздражения. Физиологический смысл этого порога в уменьшении воздействия случайных помех и «шумов» на
информацию, передаваемую в головной мозг человека.
Изучая цветовой спектр света, великий немецкий поэт и ученый
И. Гѐте выяснил эффект психологического воздействия различных цветов спектра на человека. Появилось в связи с этим разделение на холодные и теплые цвета, т.е. создающие «обман» — искажение температурных ощущений в соответствующую сторону. Архитекторами широко используется эффект психологического воздействия холодных цветов, особенно голубого, создающего ощущение увеличенного пространства, а иногда приводя и к обману зрения, увеличивая размеры
помещения. Психологическое воздействие теплых цветов спектра также изучено достаточно хорошо.
Цвет в состоянии изменить восприятие зрением объемов, увеличить их или восполнить их отсутствие. Он не зависит от формы здания,
но своей активностью может преобразовать ее, что позволяет архитектору использовать цвет в своем творчестве.
Если воздействие цвета на ощущение тепла и холода было замечено давно благодаря отчетливому проявлению этого эффекта, то воздействие цвета на человеческие чувства, эмоции понять и тем более измерить довольно трудно.
Язык цвета как знаковая система для сообщества людей выполняет
одновременно и художественно-эстетические, и утилитарные функции.
Он входит как неотъемлемая часть в систему жизненного уклада, обычаев, культуры каждого народа. С разными периодами развития культуры народов связаны и различные этапы развития зодчества и существование соответствующих цветовых предпочтений и символов.
256

6 / 25

Архитектурная полихромия (многоцветность) является важной частью информации, которую несут архитектурные объекты и их формы,
об обществе, образе жизни, культуре каждого народа.
Индивидуальное отношение человека к цвету определяется в основном духовной сущностью эпохи, в которой он живет, и его собственным мировоззрением. Сама же эпоха отождествляется с общественной формацией. Тем не менее следует отметить, что многие цветовые ассоциации пришли к нам еще из доисторической эпохи в виде
световых и цветовых символических систем.
Роль цвета в общественной жизни и опыте каждого человека многозначна. Цвет несет человеку смысловую, эмоциональную и эстетическую информацию. Этот феномен цвета рассматривается на уровне
общества как цветовая культура.
Состояние и уровень цветовой культуры каждого народа характеризуется сложившейся традиционной системой цветовых предпочтений, символов и традиций, взаимосвязью с общим уровнем его материальной и духовной культуры.
Начиная с доисторических времен человек пытался шаг за шагом
овладеть тайнами цвета.
Уже в эпоху античности цвет стал рассматриваться как категория
эстетики [17].
В своей архитектуре древние греки не ограничивались для достижения красоты сооружения только формой. Они сознательно дополняли ее цветом. Сегодня мы видим сохранившиеся памятники древнегреческой архитектуры в бесцветном виде и поэтому не можем корректно
оценивать их, не учитывая их изначальную полихромию.
Общеизвестно, что Парфенон был ярко полихромен: мраморные
колонны и архитрав, красный фон фронтона, синие триглифы, цветные
ленты орнамента по горизонтальным плоскостям карниза, инкрустация
и позолота.
По памятникам архитектуры античной Греции и Древнего Египта
видно, что архитектурная полихромия, возникнув еще на заре человеческой цивилизации в пассивном варианте, развивалась и широко применялась в различные эпохи.
Без сомнения, традиции яркой окраски как отдельных архитектурных сооружений, так и целых городов своими истоками восходят к
глубокой древности.
По дошедшим до наших дней отдельным уникальным сооружениям или документально зарегистрированным сведениям об утраченных
257

7 / 25

древних сооружениях мы можем судить не только о строительных возможностях прошлого, но и об идеологии и эстетике народов минувших
эпох.
В полихромии этих сооружений как одной из составляющих материальной культуры отражается неизбежно мировоззрение людей этих
эпох, их искусство, религия. Основой смыслового содержания архитектурной полихромии служила цветовая символика, выражавшая на языке цвета духовные ценности эпох.
Полихромия и монохромия как цветовое богатство и аскетизм в архитектуре сменяли друг друга на разных исторических этапах развития
народов и государств. Так, в Средние века познание свойств цвета происходило на основе метафизических религиозных учений. Следует отметить и то, что цветовые предпочтения определялись и наличием фактически имеющихся красителей или цветом местного строительного
материала. Именно цветом строительного материала определяется цвет
средневековой архитектуры.
Как архитекторы романского периода, так и архитекторы готики
использовали полихромию в основном для интерьеров, считая цвет
естественным атрибутом архитектурных сооружений. Поэтому готика
не внесла в европейские города цветового разнообразия, ярких цветов.
Цветовыми доминантами в городах Средневековья стали светлые и
темно-серые или коричнево-красные цвета соборов и замков.
Гуманизация науки и искусства в эпоху Ренессанса создала новую
духовную атмосферу и, образно говоря, смела аскетичность полихромии средневековой архитектуры. Храмы и дворцы той эпохи, облицованные цветными мраморами, майоликой или окрашенные по штукатурке, восхищают нас и сегодня цветовой гаммой и цветовыми контрастами, создающими эффект увеличения их пространственности.
С эпохой европейского Ренессанса связаны первые формулировки
законов взаимодействия цвета и света, новое содержание понятия цветовой эстетики, фактическое зарождение в работах Альберти Леонардо
науки о цвете.
Ньютон заложил «физический» фундамент этой науки. И.В. Гѐте
разработал позднее учение о цветовой гармонии и чувственнонравственной действии цветов.
Немецкий философ Гегель в свой работе «Эстетика» формулирует
мысль о том, что опыт изобразительного искусства подводит к пониманию самоценности цвета, к раскрытию его собственной духовной содержательности.
258

8 / 25

Рациональное начало эстетики европейского классицизма XVII в.
основывалось на изучении античной архитектурной классики как эталона разумного и прекрасного и на нежелании использовать художественные средства, к которым относится и цвет, для создания ярко выраженной полихромии архитектуры. Отсюда вытекало предпочтение
формы цвету.
Промышленная революция и связанный с ней капиталистический
период развития общества сопровождаются бурным перемещением рабочей силы в города, их хаотическим ростом, превращением больших
природных территорий в урбанизированную среду. Социальные противоречия, социальное неравенство и контрасты капиталистического общества отразились в структуре городов. Они распались на фешенебельные центры и убогие окраины, контраст между которыми в социальнофункциональном аспекте проявился и в архитектуре.
В целом цветовая палитра европейских городов из-за упомянутых
выше изменений общественного строя значительно тускнеет к концу
XIX в.
Решение вопроса построения целостной цветовой среды города
становится невозможным по экономическим причинам.
Конец XIX и начало XX вв. характеризуются бурным развитием
науки и техники, промышленности и связанным с этим развитием
транспорта, железных и автомобильных дорог, мостов, тоннелей, общественных зданий и сооружений, ростом жилищного строительства.
Все это привело к процессу переосмысления архитектурной и градостроительной деятельности.
На рубеже 20—30 гг. XX в., когда в архитектуре набирал силу
функционализм, стала актуальной проблема формирования цветовой
среды европейских и американских городов. Следствием функционализма были элементарность планировочных решений и подчеркнутый
геометризм, приводившие к обеднению объемно-пространственной
структуры города и эстетического качества зданий и сооружений.
Все это создавало предпосылки для разработки новых художественных средств и включения в них цвета при формировании функционального стиля.
Кричащее цветовое противоречие между городами и окружающими ландшафтами встречалось тогда и, к сожалению, встречается и в
наше время значительно чаще, чем согласованность, из-за недопонимания влияния окружающей природной среды на психическое и эмоциональное состояние человека.
259

9 / 25

Общепризнано сегодня утверждение о том, что массовая индустриальная застройка глуха к природной полихромии. Этот антагонизм объясняется, конечно, и чисто экономическими причинами.
Все это вызвало в первой трети ХХ в. огромный интерес к вопросам формообразования и к пространственным характеристикам цвета и
привело к взаимодействию и взаимопроникновению архитектуры и
изобразительного искусства.
В эти годы в России оформились принципиально две главные концепции, оказавшие огромное влияние на дальнейшее развитие мировой
архитектуры [49]:
 формообразование в архитектуре на основе конструкторскоизобретательского подхода и принципа геометрической красоты обнаженной конструкции (В. Татлин);
 формообразование, ориентированное на выработку художественных (зрительных) форм (супрематизм К. Малевича).
В соответствии с первой концепцией, получившей название «конструктивизм», форма является не самоцелью, а служит достижению
результата (выполнению определенной функции).
Вторая концепция — супрематизм — ориентирована на создание
художественными средствами зрительных форм архитектурных объектов (интеллектуальный экспрессионизм).
Одной из первых попыток объединения этих концепций были работы представительницы конструктивизма Л. Поповой 1916—1922 гг.,
в которых объединяется ее интерес к решетчатым строительным конструкциям и отвлеченным цветовым формам.
К этим попыткам относится и павильон СССР на Всемирной выставке в Париже по проекту К. Мельникова (рис. 43). Это сооружение с
обнаженными деревянными конструкциями, окрашенное в три цвета —
белый, красный и серый — и имеющее большие остекленные поверхности, производило впечатление легкости и изящества. Павильон
К. Мельникова стал значительным событием в истории архитектуры.
На промышленных предприятиях в 30—50 гг. ХХ в. были проведены исследования в области роли и применения цвета в практической
деятельности человека.
Экспериментальные исследования по этой проблеме были выполнены главным образом в Великобритании и США. Основным мотивом
этих исследований было повышение производительности труда и качества продукции.
260

10 / 25

Эти исследования привели к довольно полным и четким результатам и помогли создать хорошо обоснованную научную точку зрения.
Результатом взаимодействия упомянутых выше двух концепций и
результатов научных исследований стало появление нового вида искусства — дизайна: промышленного дизайна и дизайна архитектурной
среды. Это означало появление цвето-декоративных графических видов
творчества как средства эстетического воздействия.
Результаты научных исследований и творческий опыт помогли архитекторам осознать степень чувствительности человека к цвету и способность цвета воздействовать на массы.
Урбанизация внесла существенные изменения в постоянную видимую среду человека. Это касается как цветовой гаммы, так и структуры
окружающего пространства.
«Природа — вот что мы должны взять за образец. Наше отступничество — вот в чем преступление», — говорил знаменитый французский архитектор Ле Корбюзье [15].
Эти взгляды явились основами эстетических принципов новой
школы Ле Корбюзье, Андре Сива и других архитекторов ХХ в. В послевоенные годы начался трудный процесс цветового оживления городов. Цветовое обогащение городской среды было связано с реконструкцией больших городов и их ростом.
Цвет использовался архитекторами для достижения ансамблевой
целостности реконструированных городов. Строительный материал
играл при этом решающую роль в создании цветового облика архитектурных сооружений, их комплексов и целых городов.
Эволюция архитектурной полихромии связана с появлением новых
материалов. Архитектурная полихромия во многом определяет статику
и динамику цветовой среды города.
Существенный вклад в развитие архитектурной полихромии внес
выдающийся архитектор Ле Корбюзье. После войны Ле Корбюзье еще
активнее использует архитектурную полихромию. Опыт Ле Корбюзье
приобрел колоссальный резонанс за пределами Европы.
Взаимосвязь архитектурной полихромии с многоцветием природного окружения как путь формирования цветовой среды города имеет
наиболее глубокие исторические корни. Она обусловлена памятью человечества, подсознательно связана с древними временами, когда
скромное жилище человека по своему материалу не выделялось из
природного окружения и естественно сливалось с ним по цвету.
261

11 / 25

Сегодня этот путь подкрепляется научными исследованиями взаимосвязей архитектуры и природы, образующих целостную систему [43].
В эволюции архитектурной полихромии мы наблюдаем три этапа
[43, 18].
Первый этап. Пассивная полихромия. Цвет в архитектуре выступает как свойство материала, непреднамеренный результат строительства.
Второй этап. Зарождение активной полихромии. Задуманная мастером полихромия реализуется в основном с помощью местных естественных материалов.
Третий этап. Активная полихромия. Полихромия имитирует естественный материал, а затем порывает с ним и становится эффективным художественным средством формирования архитектурнопространственной среды.
2.10. ЭКОЛОГИЯ ВИЗУАЛЬНОЙ СРЕДЫ
Новое научное направление названо ее автором В.А. Филиным видеоэкологией [46…48]. Видеоэкология занимается изучением воздействия на человека окружающей визуальной среды. Им впервые был
изучен механизм зрительного восприятия человеком окружающей среды. Для этого была использована экспериментальная регистрация
быстрых движений глаз при помощи фотоэлектронного прибора. Эти
быстрые движения глаз (одно-два в секунду), называемые саккадами,
изучались на основе трех записываемых в ходе экспериментов параметров: ориентация саккад, амплитуда саккад, интервал между саккадами. На основании этих экспериментальных данных была установлена так называемая автоматия саккад и ее связь с деятельностью
структур мозга.
Зрительное восприятие окружающего пространства достигается
совместной работой сенсорного и двигательного аппаратов глаз. Первичными являются быстрые движения глаз (саккады), обеспечивающие
непрерывное сканирование видимого пространства, а вторичным является сканированная часть пространства или фрагмент, за которые, образно говоря, «зацепился» глаз. Эта «зацепка» является результатом
мгновенной реакции мозга на раздражитель в виде повышенного уровня зрительной информации от какого-либо фрагмента сканированного
пространства.
Исследования В.А. Филина позволили рассматривать видимое поле
как экологический фактор.
262

12 / 25

Давно замечено, что при достаточно длительном нахождении человека в видимом пространстве, бедном значительными «зацепками» —
цветовыми, геометрическими, — у него возникает ощущение дискомфорта, ухудшается самочувствие. Это означает, что видимое поле воздействует на человека, как и любой другой экологический фактор.
Искусственная видимая среда, создаваемая человеком, существенно отличается от естественной видимой среды как в смысле цветовой
гаммы, так и структуры.
Вполне понятно, что естественная среда более благоприятна для
зрительного восприятия, так как к ней человек за миллионы лет приспособился эволюционно, а в созданной им искусственной среде оказался сравнительно недавно. Так, например, в естественной среде плоские поверхности занимают незначительную долю, а в современном городе они составляют основную массу.
В современных городах видимое поле человека имеет очень малую
насыщенность зрительными «зацепками», т.е. является гомогенным
(однородным). Как следствие этого возникает ухудшение различительной способности зрения, повышенная утомляемость, ощущение дискомфорта.
Гомогенные зрительные поля могут быть и агрессивными.
Эта агрессивность создается большим числом равномерно рассредоточенных однородных элементов — многоточечное поле; поле из
вертикальных или горизонтальных линий, колец; поля, создаваемые
бесконечными рядами одинаковых колонн, окон и других однородных
элементов современной архитектуры.
Типичное агрессивное визуальное поле создает, например, многоэтажное здание, на стене которого расположены ряды одинаковых
окон. При взгляде на это здание зрительный канал не может работать в
обычном режиме, так как нет никаких «зацепок», чтобы понять, на какое окно смотрит глаз.
Смотреть на такое визуальное поле невероятно трудно из-за возникающей ряби в глазах. От взаимного расположения элементов зависит
степень совершенства архитектурной композиции, уровень ее эстетического восприятия человеком.
Если элементов слишком мало или очень много и композиция их
примитивна (повторение одинаковых элементов), то для глаза в этом
сооружении нет «зацепок» и оно неинтересно для восприятия. К таким
сооружениям относятся, например, монотонные фасады многоэтажных
зданий.
263

13 / 25

С другой стороны, если элементов в сооружении много и они никак
не связаны между собой ни в геометрическом, ни в цветовом плане или
имеют переусложненную композицию, то сооружение становится недоступным для восприятия и не вызывает положительных эмоций.
При создании архитектурных форм с заданными художественными
качествами необходимо учитывать особенности самого процесса зрительного восприятия человеком этих форм. «Зацепками» для глаза (информационными единицами меры) являются ориентация кривых линий, степень их кривизны, точки перегиба, изломы, вершины и т.д.
От сочетания этих «зацепок» зависит процесс зрительного восприятия: общее восприятие формы, изучение «зацепок», анализ связей
между «зацепками» и формирование целостного образа объекта и его
оценки. Для восприятия «зацепок» — особых точек — зрительной системой человека требуется сосредоточение внимания, т.е. время адаптации, чтобы остановить инерционные движения глаза.
Проведенные психофизиологические эксперименты по зрительному восприятию показали, в частности, что глаз обычного человека не
замечает разницу в ориентации двух прямых линий, если она меньше
5 градусов.
Восприятие плоского геометрического объекта, обладающего симметрией только относительно вертикальной оси, сводится к детальному
анализу только одной половины, т.е. информативность объекта равна
информативности одной из его половин.
Экспериментально установлено также, что глаз человека может
одновременно воспринимать 5—7 элементов-зацепок и устанавливать
связь между ними.
Психологами замечено, что при недостатке информации от органов
чувств возникает так называемый «сенсорный голод». Прежде всего
возникает зрительный голод, так как 80 % информации мозг человека
получает от зрения. Неслучайно, что при длительном нахождении людей в тех местах, где визуальная среда бедна (арктические и антарктические экспедиции и т.д.), у них возникают нервно-психические расстройства. К тем же последствиям могут приводить и «зрительные пустыни» городов.
Неблагоприятная визуальная среда является одним из факторов,
отрицательно влияющих на состояние здоровья людей.
Именно поэтому безликая массовая застройка является сильнейшим ядом, медленно разрушающим зрение и психику человека.
Недовольство современной архитектурой проявляется все чаще.
264

14 / 25

В принципе, речь идет о создании экологически безвредного визуального облика городов.
По той же причине нас продолжает восхищать классическая архитектура, в которой мы видим выражение эстетических вкусов — возведенной в ранг эстетики гармонии природы и физиологии человека.
В этой связи уместно напомнить, что декор зданий является не
«архитектурным излишеством», а средством ухода от гомогенности и
агрессивности визуальной среды и улучшения ее эстетических свойств.
Одним из приемов ухода от голых плоскостей, используемым уже
сегодня, является расписывание художниками голых плоскостей зданий и сооружений в некоторых городах или украшение их фресками и
мозаиками (рис. 151).
Архитектор должен учитывать особенности зрительного восприятия архитектурного объекта. В любом из них должно быть достаточное
количество «зацепок», чтобы при взгляде на него не возникало психологического дискомфорта.
2.11. АРХИТЕКТУРА И ГОРОД
Архитектура как искусство в ее современном понимании началась
только с возникновением первых городов. С древности архитектура
украшает улицы и площади городов. Архитектура и город связаны неразрывно и развиваются как единый организм. С древности и до наших дней
также взаимозависимы архитекторы и заказчики. И те, и другие стремятся
к собственной славе, хотя ее понимание у них различно.
В этом стремлении складывалась природа города. Тщеславие могущественных или богатых заказчиков могло быть удовлетворено только великолепием их индивидуальных сооружений, становившихся центрами упорядочивания хаотичной застройки.
Хаотичность и скученность застройки вокруг крепостей и дворцов,
применение в строительстве местных материалов делали облик городов
и поселений далекими от красоты и удобства.
Достигнутый уровень архитектуры городов Римской, а позже и Византийской империй оказался недостижимым для периода Средневековья. Даже к значительно более позднему периоду времени — а именно
индустриальной революции — города во всем мире не были такими
великолепными, как некоторые древние города сотни или тысячи лет
назад (за исключением, возможно, Рима и Константинополя из-за
оставшихся в них после войн и разрушений архитектурных шедевров).
265

15 / 25

а

б
Рис. 151. Роспись зданий и сооружений:

а –– Мехико, здание библиотеки университета. Архит. Х. О’Горман; б –– Сикейрос.
Новая демократия. Роспись Дворца искусств в Мехико. 1945 г. Фрагмент

16 / 25

Только с индустриальной революцией средневековые города стали расчленяться, переформировываться и, как следствие, подвергаться
жесткому переустройству. Через них проложили широкие уличные и
транспортные магистрали, железнодорожные линии, построили мосты
через реки. Они разорвали сложившиеся структуры и сделали возможным подвоз строительных материалов, товаров из различных мест
страны и всего мира.
Города больше не были единым целым даже в том, что касается
строительных материалов и типов домов. Индустриализация вызвала
появление новых типов строительных сооружений: вокзалов, огромных рынков, фабрик, общественных и деловых зданий, торговых центров, центров массовых зрелищ и мероприятий и т.д. Появились
транспортные сети, связывающие между собой города и поселения,
сопутствующие им инженерные сооружения.
В этом бурном процессе, в котором шло становление рационального нового мира, прежние традиционные правила городской планировки, сложившиеся в древние времена за несколько тысяч лет до новой эры — времена Вавилона, — оказались неприменимы. Бурное
строительство и развитие промышленности требовало все новых и
новых земельных участков, сноса старых застроек, уплотнения застройки за счет многоэтажности.
К началу XXI в. многие архитекторы пришли к пониманию того,
что новые здания должны возводиться с учетом окружения и усиливать
его эстетическое воздействие. Они научились строить инновационным
образом, оценивая окружение будущего объекта и используя новейшие
строительные материалы и технологии. Архитекторы довольно часто
стали проводить конференции, на которых они, их критики и сторонники дискутировали по проблеме создания «зеленых» городов, экологически чистых, здоровых и комфортных для проживания.
Одновременно с этим обсуждалась проблема, вызывающая беспокойство, — ситуация в так называемых странах третьего мира.
Быстрая индустриализация и связанное с этим хищническое истребление «дождевых» лесов привели к устремлению бедного сельского населения в пригороды городов и их бесконтрольному разрастанию.
В особенности это относится к странам Латинской Америки, Африки,
Индии.
Причина этого не в том, что эти люди просто хотят жить лучше или
наслаждаться культурой, а в том, что они хотят заработать кусок хлеба
или чашку риса и быть в состоянии послать своим оставшимся на ро267

17 / 25

дине семьям хоть немного денег. Барачные поселения этих людей растут вокруг центров городов, разъедают их, как раковые опухоли.
Во второй половине ХХ в. в городах стала складываться неблагоприятная экологическая обстановка, приведшая к повсеместному уходу
жителей из городских центров и к их стремлению жить в пригородах,
ближе к природе.
В последние два десятилетия ХХ в. архитекторы, планировщики
городов, политики, публицисты и общественные деятели прикладывали много усилий, чтобы найти пути решения проблемы дегенерации
городов.
Эти усилия принесли свои плоды. Во всех странах, в особенности в
Европе и США, стали спасать и реставрировать исторические здания и
храмы, находить им новое применение. Стали предприниматься титанические усилия, чтобы оживить внутреннюю часть старых городов: посредством эффективного общественного транспорта (при ограничении
на использование индивидуального транспорта), перестройки квартир,
новых культурных центров, реставрации старинных кварталов, зеленых
насаждений с соблюдением высоких архитектурных стандартов.
Такие мероприятия, управляемые политической волей, значительно
улучшили за последние 20 лет ХХ в. такие города, как Барселона, Берлин, Антверпен, Лондон и др., и сделали их более благоприятными для
жизни.
Однако даже крупнейшие города, как бы великолепно они сегодня
ни выглядели, развиваясь, нуждаются в постоянном внимании к вопросам благоустройства и комфорта проживания в них. В этом направлении всем городам предстоит пройти долгий путь.
В предлагаемых архитекторами генпланах конкретных городов
должно быть равновесие порядки и хаоса, чувства и разума, индивидуальных и общественных интересов и тем самым намечаться путь к красоте городов и их становлению благоприятными для здоровой жизни и
для мест работы.

18 / 25

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Архитектура — это бесконечный процесс, базирующийся на постоянном развитии комбинаторики и трансформации форм.
Синергетика, как теория эволюции и самоорганизации сложных
систем, дает возможность прогнозировать и моделировать процессы
развития архитектуры, градостроительства как сложных систем, основываясь на принципах развития и самоорганизации природных объектов, как живых, так и неживых.
Из этих принципов следует прогноз непрерывного усложнения архитектурно-строительных объектов (жилище, поселения, города), приближения их по структуре и функциям к биологическому объекту со
всеми его атрибутами (экономичные системы жизнеобеспечения: инженерные сети, водоснабжение, энергообеспечение, удаление продуктов жизнедеятельности; интеллектуальные информационные системы
управления всеми этими процессами).
Это означает, что у города, поселения в процессе самоорганизации
появятся аналоги всех систем живого объекта: сердце, система кровоснабжения, легкие, желудок, нервная система.
Вторая тенденция, которую можно определить как автономность,
обособленность каждого человека и социальной группы, стремление
обрести чувство жизненного комфорта в своей одежде, в своей квартире, в своем доме, в своем городе.
Все это можно определить как стремление иметь многоуровневый
скафандр с соответствующими системами жизнеобеспечения.
Австрийский архитектор Ф. Хундертвассер (F. Hundertwasser) в
своих носящих философский характер работах называет одежду второй
кожей, а жилище — третьей кожей, хотя использование понятия «скафандра» более точно отражает суть проблемы.
Все это уже появляется на современном этапе в виде различных
концепций: мобильный дом, модульность, энергосберегающий дом и
город, «умный» дом или город, автономный дом, «экодом», психофизический комфорт и т. д.
Быстрое развитие науки и техники предопределило и возрастание
потребностей общества, и изменение его требований к архитектуре. Отсюда возникла тенденция «одноразовой» архитектуры, индивидуальной
архитектуры, заменяемости домов, как машин, возможность их трансформации, транспортабельность (принцип смены «скафандра-кожи»).
269

19 / 25

Сегодня ясно, что проблема создания безопасной и комфортной
среды обитания не может быть решена без применения новейших достижений науки и техники. Архитектура будущего будет их отражением. Гармония в системе «человек — природа — архитектура» невозможна без их использования (новых способов получения энергии, компьютерных технологий, искусственного интеллекта и т.д.).
В решении проблемы создания безопасной и комфортной среды
обитания на первый план уже сегодня выдвигается идея разработки и
реализации интеллектуальных систем автоматического управления
строительными объектами на всем протяжении их жизненного цикла
[9, 10, 65, 66].
Управление зданием (сооружением) трактуется на современном
этапе развития строительной науки как управление процессами изменения его действительных функциональных и технических характеристик. Целевой функцией такого управления является компенсация или
подавление влияния возмущений любого вида и интенсивности на
устойчивое состояние строительного объекта (здания или сооружения),
т.е. обеспечение его гомеостата.
Понятие «гомеостат» (от греч. homoios — «подобный, одинаковый» и statos — «стоящий, неподвижный») в физиологии — динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды живого организма и устойчивость его физиологических функций [54, 55, 66].
Из целевой функции управления строительным объектом вытекает
необходимость разработки функциональных систем гомеостатического
управления на основе оригинальных средств информационнотехнических систем.
Использование методологии гомеостата при проектировании, возведении и эксплуатации зданий и сооружений является сложной системотехнической проблемой, решение которой позволяет выйти на качественно новый уровень интеллектуальной автоматизации систем
управления строительными объектами на протяжении всего их жизненного цикла [10].
Основой
проектирования
информационных
компонентфункциональных систем гомеостатического управления строительными объектами являются адаптированные к задачам строительства комплексы информационных технологий и программного обеспечения
всех уровней, технологии открытых информационных систем.

270

20 / 25

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Раафат, Али Ахмед. Железобетон в архитектуре. М. : Госстройиздат,
1963, 202 с.
2. Бартенев, И.А. Форма и конструкция в архитектуре. Л. : Стройиздат,
1968. 261 с.
3. Борисовский, Г.Б. Современная строительная техника и эстетика. М. :
Госстройиздат, 1963. 160 с.
4. Борисовский, Г.Б. Эстетика и стандарт. М. : Издательство стандартов,
1983. 230 с.
5. Борисовский, Г.Б. Архитектура, устремленная в будущее. М. : Знание,
1977. 128 с.
6. Буров, А.К. Об архитектуре. М. : Госстройиздат, 1960. 146 с.
7. Бюттнер О. Сооружение –– несущая конструкция –– несущая структура / О. Бюттнер, Э. Хампе / пер. с нем. М. : Стройиздат, 1983. 340 с.
8. Вернадский, В.И. Размышления натуралиста. М. : Наука, 1977.
9. Волков, А.А. Основы гомеостатики зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2002. № 1. С. 34––35.
10. Волков, А.А. Гомеостат в строительстве: системный подход к методологии управления // Промышленное и гражданское строительство. 2003. № 6.
С. 68.
11. Волошинов, А.В. Математика и искусство. М. : Просвещение, 1992.
336 с.
12. Гинзбург, В.П. Керамика в архитектуре. М. : Стройиздат, 1983. 199 с.
13. Гликин, Я.Д. Методы архитектурной гармонии. Л. : Стройиздат, 1979.
95 с.
14. Гордон, Дж. Конструкции, или почему не ломаются вещи. М. : Мир,
1980. 390 с.
15. Гутнов, А. Мир архитектуры. М. : Молодая гвардия, 1985. 350 с.
16. Давидсон, Б.М. Архитектура и современность. Свердловск : Свердловское кн. изд-во, 1963. 79 с.
17. Дерибере, М. Цвет в деятельности человека. М. : Стройиздат, 1964.
182 с.
18. Ефимов, А.В. Колористика города. М. : Стройиздат, 1990. 272 с.
19. Зацаринный, В.П. Атланты держат небо / В.П. Зацаринный, А.И. Акопов. М., «Знание», 1979. 175 с.
20. Иконников, А.В. Художественный язык архитектуры. М. : Искусство,
1985. 175 с.
21. Ильичев, В.А. Принципы преобразования города в биосферосовместимый и развивающий человека // Промышленное и гражданское строительство,
2010. № 6. С. 3––13.

271

21 / 25

22. Ильичев, В.А. Биосферная совместимость : технологии внедрения инноваций. Города, развивающие человека. М. : Книжный дом «Либроком»,
2011. 240 с.
23. История эстетики. Памятники мировой эстетической мысли : в 5 томах. М. : Искусство, 1962––1970. 4754 с.
24. Коуэн, Г.Дж. Мастера строительного искусства. М. : Стройиздат,
1982. 239 с.
25. Коуэн, Г.Дж. Строительная наука XIX––XX вв. М. : Стройиздат, 1982.
359 с.
26. Кензо Танге. Архитектура и градостроительство. М. : Стройиздат,
1978, 252 с.
27. Лебедев, Ю.С. От биологических структур к архитектуре (бионика и
архитектура) / Ю.С. Лебедев, С.Б. Вознесенский, О.А. Гоциридзе. М. : Знание,
1971. 32 с.
28. Лебедев, Ю.С. Архитектура и техника. М. : Знание, 1975. 64 с.
29. Леонардо да Винчи. Книга о живописи. М. : 1934.
30. Лопатто, А.Э. Пролеты, материалы, конструкции. М. : Стройиздат,
1982. 198 с.
31. Лосев, А.Ф. История античной эстетики. М. : Искусство, 1968, 7620 с.
32. Михайленко, В.Е. Конструирование форм современных архитектурных
сооружений / В.Е. Михайленко, С.Н. Ковалев. Киев : «Будiвельник», 1978.
112 с.
33. Моисеев, Н.Н. Человек и Ноосфера. М : Молодая гвардия, 1990. 352 с.
34. Моисеев, Н.Н. Человек. Среда. Общество (проблемы формализованного описания). М. : Наука, 1982. 282 с.
35. Морозов, А.П. Общественные здания и пространственные конструкции
/ А.П. Морозов, О.В. Василенко и др. Л. : Стройиздат, 1972. 151 с.
36. Морозов, А.П. Пространственные конструкции общественных зданий /
А.П. Морозов, О.В. Василенко О.В., Б.А. Миронков. Л. : Стройиздат, 1977.
168 с.
37. Оксанович, Л.В. Невидимый конфликт. М. : Стройиздат, 1981. 190 с.
38. Пайл, Д. 6000 лет истории архитектуры и дизайна / пер. с англ. М. :
Астрель, 2012. 464 с.
39. Рюле, Г. Пространственные покрытия / пер. с нем. М. : Стройиздат,
1974. 247 с.
40. Саркисов, С.К. Основы архитектурной эвристики. С-Пб, М. : Архитектура, 2004. 348 с.
41. Смолина, Н.И. Традиции симметрии в архитектуре. М. : Стройиздат,
1990, 344 с.
42. Станькова, Я. Тысячелетнее развитие архитектуры / Я. Станькова,
И. Пехар. М. : Стройиздат, 1984, 293 с.
43. Таут, Б. (Taut B.) Eindrűcke aus Kowno. In: Sozialistische Monatshefte.
24 (1918), Н. 21––22, s. 899.

272

22 / 25

44. Темнов, В.Г. Конструктивные системы в природе и строительной технике. Л. : Стройиздат, 1987. 256 с.
45. Федер, Е. Фракталы / пер. с англ. М. : Мир, 1991. 254 с.
46. Филин, В.А. Глядя на город // Техническая эстетика. 1989. № 9.
С. 20––22.
47. Филин, В.А. Видеоэкология. Что для глаза хорошо, а что плохо. М. :
Видеоэкология, 2006.
48. Филин, В.А. Экология визуальной среды города // Экология и жизнь.
2007. № 7 (68). С. 50––54.
49. Хан-Магомедов, С.О. Конструктивизм – концепция формообразования. М. : Стройиздат, 2003. 576 с.
50. Христиани, А.М. Новейшая архитектура США. М. : Госстройиздат,
1963. 263 с.
51. Цернант, А.А. Экосистемный метод управления качеством объектов
транспортного строительства // Строительный эксперт. 1999. № 21 (64).
С. 28––29
52. Щусев, П.В. Мосты и их архитектура. М. : Госстройиздат, 1953. 360 с.
53. Энгель, Х. Несущие системы / пер. с нем. М. : Астрель, 2007. 344 с.
54. Ashby, W.R. An introduction to Cybernetics, Second Impression. London :
Chapman & Hall Ltd., 1957. 295 p.
55. Ashby, W.R. Design for a Brain, Second Edition, Revised. New York : John
Wiley & Sons inc., London : Chapman & Hall Ltd., 1960. 286 p.
56. Glancey, J. Geschichte der Architectur / Jonathan Glancey: (нем. –– пер. с
англ.). Coventgarden. Dorling Kindersley Verlag GmbH, Munchen, 2001, 2006.
240 с.
57. Hugh Pearman. Equilibrium. The Work of Nicholas Grimshaw & Partners.
Phandon Press Limited. London, № 1 9PA. p.p. 256
58. Schlaich, J. Leicht weit. Light Structures. Deutsches Architektur Museum
Frankfurt am Main / J. Schlaich, R. Bergermann. Ausstellung 22 Nоvember 2003 bis
8 Februar 2004. Prestel Munchen – Berlin – London –– New York. Рp. 319.
59. Mandelbrot, B.B. The Fractal Geometry of Nature (W.H. Freeman, New
York), 1982 (Ссылки на страницы даны по изданию 1983 г.)
60. Mandelbrot, B.B. Fractals in physics: Squig clusters, diffusions, fractal
measures, and the unicity of fractal dimensionality. J. Stat. Phys., 1983. Рр. 34,
895––930.
61. Mandelbrot, B.B. Self-affine fractals and fractal dimension. Phys. Phys.
Scr., 1985. рр. 32, 257––260.
62. Mandelbrot, B.B. Self-affine fractal sets. –– In: Fractals in Physics, 1986
(eds. L. Pietronero & E. Tosatti, North-Holland, Amsterdam, pp. 3––28). [Имеется
перевод: Фракталы в физике / под ред. Л. Пьетронеро, Э. Тозатти. М. : Мир,
1988. С. 9].
63. Mandelbrot, B.B. Fractals. Encyclopedia of Physical Science and Technology. 5, 1987. Рр. 579––593.

273

23 / 25

64. Moore Fuller. Understanding structures / Fuller Moore : illustrated by
Fuller Moore. TA 658.M 66. 1999. Рp 286.
65. Volkov, A. General Information Models of Intelligent Building Control
Systems / In: Computing in Civil and Building Engineering, Proceedings of the
International Conference. Nottingham, Nottingham University Press, 2010, Paper 43, p. 8.
66. Wiener, N. Cybernetics or Control and Communication in the Animal
and the Machine, Second Edition. The MIT Press, Cambridge. Massachusetts,
1965. 212 p.

24 / 25

Минимальные системные требования определяются соответствующими
требованиями программ Adobe Reader версии не ниже 11-й
либо Adobe Digital Editions версии не ниже 4.5
для платформ Windows, Mac OS, Android и iOS; экран 10ʺ

Учебное электронное издание
Игнатьев Владимир Александрович,
Галишникова Вера Владимировна
АРХИТЕКТУРА — МИР,
В КОТОРОМ МЫ ЖИВЕМ
Учебное пособие
Редактор А. С. Гаврилова
Корректор А. А. Идрисова
Дизайн обложки М. Е. Пекарская
Подписано к использованию 05.12.2017
Формат 13,5×19,5 см
Гарнитура Times New Roman
Агентство электронных изданий «Интермедиатор»
Почтовый адрес: 107241, Москва, ул. Уральская, д.1, а/я 51
Сайт: http://www.intermediator.ru
Телефон: (495) 587-74-81
Эл. почта: info@intermediator.ru

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)