История сетчатых оболочек
Первые в
мире сетчатые оболочки перекрытий построены российским инженером и
архитектором Владимиром Григорьевичем Шуховым в 1896 году для павильонов Всероссийской промышленной и художественной выставки в
Нижнем Новгороде 1896. Самый знаменитый павильон - ротонда
Шухова. Сетчатые оболочки перекрытий были впервые в мире запатентованы
В.Г.Шуховым.
Причем Шухов изобрёл и построил не только сетчатые оболочки-перекрытия, но и
сетчатые гиперболоидные башни-оболочки. Первая в мире гиперболоидная конструкция-оболочка уже более 110 лет стоит в имении Нечаевых Полибино недалеко от Куликова поля (несмотря на то, что её
как памятник архитектуры федерального значения уже более 20 лет не защищают от
коррозии).
Владимир Григорьевич Шухов
До 1890 г. Шуховым были созданы исключительно легкие арочные конструкции с тонкими наклонными затяжками. И сегодня эти арки служат в качестве несущих элементов стеклянных сводов над крупнейшими московскими магазинами: ГУМом (бывшие Верхние торговые ряды) и Петровским пассажем.
В 1895 году Шухов подал заявку на получение патента по сетчатым покрытиям в виде оболочек. При этом имелись в виду сетки из полосовой и уголковой стали с ромбовидными ячейками. Из них изготавливались большепролетные легкие висячие покрытия и сетчатые своды. Разработка этих сетчатых покрытий ознаменовала собой создание совершенно нового типа несущей конструкции. Шухов впервые придал висячему покрытию законченную форму пространственной конструкции, которая была вновь использована лишь спустя десятилетия. Даже по сравнению с высокоразвитой к тому времени конструкцией металлических сводов его сетчатые своды, образованные только из одного типа стержневого элемента, представляли собой значительный шаг вперед
“Конструкции Шухова завершают усилия инженеров XIX столетия в создании оригинальной металлической конструкции и одновременно указывают путь далеко в XX век. Они знаменуют собой значительный прогресс: опирающаяся на основные и вспомогательные элементы стержневая решетка традиционных для того времени пространственных ферм была заменена сетью равноценных конструктивных элементов”Христиан Шедлих
Всероссийской выставки в Нижнем Новгороде в 1896 году впервые представил на суд общественности свои новые конструкции перекрытий. Фирма Бари построила в общей сложности восемь выставочных павильонов достаточно внушительных размеров. Четыре павильона были с висячими покрытиями, четыре других — с цилиндрическими сетчатыми сводами. Кроме того, один из залов с сетчатым висячим покрытием имел в центре висячее покрытие из тонкой жести (мембрану), чего никогда раньше в строительстве не применялось. Кроме этих павильонов были построены водонапорная башня, в которой Шухов перенес свою сетку на вертикальную решетчатую конструкцию гиперболоидной формы.
Сооружения получили широкий резонанс, даже в зарубежной прессе подробно сообщалось о шуховских конструкциях (“The Nijni-Novgorod exhibition: Water tower, room under construction, springing of 91 feet span”, The Engineer, London, 83, 1897, 19.3. – P. 292-294). Удивление вызывало высокое техническое совершенство сооружений. Сохранившиеся фотоснимки демонстрируют довольно неприметные по внешнему виду сооружения. Однако внутренние помещения под взметнувшейся ввысь сетью висячих перекрытий, под филигранными сетчатыми сводами различной длины выглядят исключительно эффектно.
Самый большой коммерческий успех имела выставленная в Нижнем Новгороде конструкция башни в форме гиперболоида. Это изобретение Шухов запатентовал незадолго до открытия выставки. Оболочка вращения гиперболоида явилась совершенно новой, никогда раньше не применявшейся строительной формой. Она позволила создать пространственно изогнутую сетчатую поверхность из прямых, наклонно установленных стержней. В итоге получилась легкая, жесткая конструкция башни, которую можно просто и изящно рассчитать и построить.
Наибольшую высоту среди гиперболоидных башен такого типа имеет башня Аджигольского маяка — 68 метров. Это прекрасное сооружение сохранилось и находится в 80 километрах к юго-западу от Херсона.
Для Московского Главного почтамта, построенного в 1912 году, Шухов спроектировал стеклянное покрытие операционного зала с верхним светом. Он изобрел для этого горизонтальную (ровную) пространственную ферму, которую можно рассматривать как предшественницу разработанных в сороковых годах К.Ваксманом и М.Менгерингхаузеном пространственных ферм из бесшовных труб.
Последней значительной работой, выполненной Шуховым до революции, был дебаркадер Киевского (тогда Брянского) вокзала в Москве (1912—1917 гг., ширина пролета — 48 м, высота — 30 м, длина — 230 м). Проект всего вокзального сооружения принадлежал Ивану Рербергу. Шухов использовал исключительно рациональную технику монтажа. Весь процесс монтажа был зафиксирован в фотодокументации. Аналогичный проект Шухова для трехпролётного покрытия над путями и перекрытия пассажирского зала Казанского вокзала (арх. А. Щусев, 1913—1926 гг.) остался неосуществленным.
Один из самых главных строительных заказов Шухов получил вскоре после образования Советской России: сооружение башни для радиостанции на Шаболовке в Москве. Уже в феврале 1919 года Шухов представил первоначальный проект и расчет башни высотой 350 метров. Однако для такой высокой конструкции в стране не было необходимого количества металла. В июле того же года Ленин подписал Постановление Совета рабоче-крестьянской обороны, в котором было предусмотрено строительство уменьшенного, 150-метрового варианта этой башни. Ленин позаботился о том, чтобы из запасов военного ведомства был выдан требуемый металл. Уже поздней осенью 1919 года начались строительные работы.
Башня явилась дальнейшей модификацией сетчатых гиперболоидных конструкций и состояла из шести блоков соответствующей формы. Этот тип конструкции позволил осуществить строительство башни оригинальным, удивительно простым «телескопическим» методом монтажа. Внутри нижней опорной секции башни на земле монтировались элементы последующих блоков. С помощью пяти простых деревянных кранов, которые в процессе строительства башни всегда находились на верхней секции, блоки один за другим поднимались наверх. В середине марта 1922 года башня радиостанции была сдана в эксплуатацию. Эта невероятно легкая, ажурная башня с деталями, подкупающими своей простотой и своеобразной формой, является образцом блестящей конструкции и верхом строительного искусства.
Сооружение башни Шухова вызывало всеобщий восторг. Алексей Толстой, вдохновленный строительством башни, создаёт роман “Гиперболоид инженера Гарина”(1926г.).
Девять лет спустя Шухов превзошел эту башенную конструкцию, построив три пары сетчатых многоярусных гиперболоидных опор перехода через Оку ЛЭП НИГРЭС под Нижним Новгородом. Их высота была 20, 69 и 128 метров, длина перехода - 1800 метров. И хотя опоры должны были выдерживать вес многотонных электропроводов с учетом намерзания льда, их конструкция еще более легкая и элегантная, а ступенчатое изменение сетчатых структур снизу вверх следует определенным правилам. Этот значительный памятник технической мысли сооружен на реке Оке в стороне от главных магистралей.
Последней работой Шухова в области строительной техники стало сохранение архитектурного памятника. Минарет знаменитого медресе Улугбека в Самарканде, сооружение которого относится к XV в., накренился после землетрясения, так что создалась угроза его падения. Шухов представил необычный проект. С его помощью башня на своеобразном коромысле конструкции Шухова была выправлена и выведена в состояние равновесия. Эта тяжелая работа была успешно выполнена не только по проекту Шухова, но и под его руководством. Остается лишь пожелать, чтобы сооружения выдающегося инженера восстанавливали и сохраняли с такой же тщательностью и с таким же умением.
Шуховская Башня
Шуховская башня — уникальная гиперболоидная конструкция, выполненная в виде несущей стальной сетчатой оболочки. Расположена в Москве на улице Шаболовка. Построена в 1920—1922 годах. Памятник архитектуры. Автор проекта и руководитель строительства радиобашни — великий русский инженер, архитектор, и учёный, академик Владимир Григорьевич Шухов (1853—1939). Башня получила признание как одно из самых красивых и выдающихся достижений инженерной мысли в мире.
 |
Из творений великого русского инженера Владимира Григорьевича Шухова наибольшую известность получила построенная по его проекту и под его руководством радиобашня на улице Шаболовка в Москве – “Шуховская башня”. Эта башня признается в цивилизованном мире как одно из самых красивых и выдающихся достижений инженерной мысли.
Конструкция “Шуховской башни” стала развитием ряда разработок стальных сетчатых оболочек - самых изящных из знаменитых изобретений великого мастера. Шухов первым в мире использовал в строительстве сетчатые металлические оболочки в виде висячих и сводообразных перекрытий и гиперболоидных башен (патенты Российской Империи №1894, №1895, №1896; от 12 марта 1899 года, заявленные В.Г.Шуховым 27.03.1895 -11.01.1896). Для Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 года в Нижнем Новгороде В.Г.Шухов построил восемь гигантских павильонов с перекрытиями в виде висячих и сводообразных стальных сетчатых оболочек общей площадью 25070 квадратных метров и стальную сетчатую ажурную 25-метровую гиперболоидную башню удивительной красоты. Эту башню купил известный меценат Ю.С. Нечаев-Мальцев и установил в своём имении Полибино Липецкой области, где она сохранилась до настоящего времени под охраной государства. После Нижегородской выставки 1986 года В.Г.Шухов разработал многочисленные конструкции разнообразных сетчатых стальных оболочек и использовал их в сотнях сооружений: перекрытиях общественных зданий и промышленных объектов, водонапорных башнях, морских маяках, мачтах военных кораблей и опорах линий электропередач. Радиобашня на Шаболовке в Москве стала самой высокой из шуховских башен (160 метров).
Стальная сетчатая оболочка Шуховской башни на Шаболовке, благодаря своей “воздушности” испытывает минимальную ветровую нагрузку, представляющую главную опасность для высотных сооружений. По форме секции башни – это однополостные гиперболоиды вращения, сделанные из прямых балок, упирающихся концами в кольцевые основания. Ажурная стальная конструкция сочетает в себе прочность и легкость: на единицу высоты Шуховской башни израсходовано в три раза меньше металла, чем на единицу высоты Эйфелевой башни в Париже. По первоначальному проекту Шуховская башня высотой 350 метров имела расчетную массу всего лишь 2200 тонн, а башня Эйфеля в Париже при высоте 305 метров весит 7300 тонн. Из-за дефицита металла в годы Гражданской войны был разработан второй проект конструкции башни высотой 148,5 метров. Позже с установкой двух траверз и флагштока высота Шуховской башни достигла 160 метров. Круглый конусный корпус башни состоит из 6 секций высотой 25 метров каждая. Нижняя секция установлена на бетонном фундаменте диаметром 40 метров и глубиной 3 метра. Строительство башни велось телескопическим методом без лесов и подъемных кранов. Верхние секции по очереди собирались внутри нижней и при помощи блоков и лебедок поднимались друг на друга. 19 марта 1922 уникальная антенная башня на Шаболовке вступила в строй. За свою более чем 80-летнюю историю Шуховская башня служила опорой для антенн крупных радио и телевизионных станций: Московской радиотелеграфной станции, 40-киловаттной радиовещательной станции «Большой Коминтерн», а позже антенн Московского телевизионного центра.
|
Позднее конструкции гиперболической формы использовали в своём творчестве такие знаменитые архитекторы, как Антонио Гауди, Ле Корбюзье, Оскар Нимейер. Авторами проектов современных сетчатых оболочек являются Норман Фостер, Фрэнк Гери, Сантьяго Калатрава.
Мировое значение Шуховской башни подтверждают экспозиции её макетов на престижных архитектурных выставках Европы последних лет. На выставке “Инженерное искусство” в центре Помпиду в Париже изображение Шуховской башни использовалась как логотип. В каталоге выставки шесть страниц посвящено Шуховской башне. На выставке “Лучшие конструкции и сооружения в архитектуре XX века” в Мюнхене в 2003 году был установлен позолоченный шестиметровый макет Шуховской башни. Конструкции Шухова подробно описываются во многих европейских книгах по истории архитектуры (“Vladimir G. Suchov 1853-1939. Die Kunst der sparsamen Konstruktion.”, Rainer Graefe, M.Gappoev, O.Pertschi, Stuttgart, 1990). На международной научной конференции "Heritage at Risk.
Сохранение архитектуры XX века и Всемирное наследие", прошедшей в Москве в апреле 2006 года с участием 170 специалистов из 30 стран мира, Шуховская башня признана объектом всемирного наследия.
Шуховской башне в 2007 году исполняется 85 лет, и она нуждается в серьёзной экспертизе и реставрации. По мнению фонда, целесообразна реставрация башни с участием ведущих отечественных и зарубежных специалистов, компетентных научных учреждений и общественных организаций. В 2003 году инициативная группа Фонда “Шуховская башня” добилась принятия постановления Государственной Думы РФ № 4415 – III по наследию В.Г. Шухова, в котором, в частности, говориться: “Особенно важным представляется сохранение инженерных сооружений, построенных по проектам В.Г. Шухова в Москве и других городах России, и принятие для этого необходимых мер”.
Фонд “Шуховская башня“, руководимый правнуком великого инженера Владимиром Федоровичем Шуховым, на протяжении более двух лет своего существования выступает за комплексную реконструкцию территории, прилегающей к башне на Шаболовке. Европейский опыт реставрации уникальных архитектурных сооружений диктует необходимость создания на прилегающей территории адекватной окружающей инфраструктуры, правильной визуальной эстетической подачи объекта и привлечения серьезных инвестиций. Такой подход к реконструкции территории, прилегающей к Шуховской башне, поддержан известным европейским историком архитектуры, профессором Инсбрукского университета доктором Райнером Грефе (Rainer Graefe) и многими отечественными специалистами.
13 марта 2009 года премьер-министр РФ Владимир Путин поддержал инициативу главы Министерства связи и массовых коммуникаций Игоря Щеголева о начале реставрационных работ первой телевизионной Шуховской телебашни на Шаболовке.
источники
Сетчатые оболочки стали одним из главных творческих средств архитектуры
хай-тека, претендующей на доминирование в XXI веке.
"... хай-тек, не столько стиль, сколько стандарт высочайших технологий.
Основания хай-тека можно найти в отважных конструкциях Эйфеля и Шухова,
использовавших максимум возможностей технологии своего времени. Середина XX в.
принесла с собой специфическую красоту конструкций из напряженного железобетона
(Луиджи Нерви в Италии), из сборных металлических стержней (Бакминстер Фуллер в
США), стальных тросов, подвешенных к далеко разнесенным опорам (Отто Фрей в
Германии). Но только лишь к 80-м годам совершенствование технологий привело к
возникновению чрезвычайно серьезной и очень элегантной архитектуры, признанным
лидером которой вскоре стал британец Норман Фостер..."
http://www.architect.claw.ru/shared/553.html
продолжение страницы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
