Здания на сетчатом каркасе Шухова

В. Шухов

Инженер В. Шухов создал большое количество оригинальных металлических конструкций, среди которых наибольший интерес представляют сетчатые структуры: гиперболоидные сетчатые башни, подвесные сетчатые покрытия и сводчатые сетчатые покрытия.

Фирма А. Бари, главным инженером которой был В. Шухов, в рекламных целях решила показать на Всероссийской промышленной выставке 1896 г. в Нижнем Новгороде различные типы разработанных Шуховым конструкций.

Фирма предложила выставочному комитету бесплатно построить несколько павильонов, поставив условием возможность их последующей разборки и использования по своему усмотрению.

Предложение было принято, что позволило обеспечить наилучшие условия для показа разработанных Шутовым стальных сетчатых конструкций.

Как отмечает биограф В. Шухова, “…решившись затратить солидную сумму на строительство и изготовление выставочных павильонов и экспонатов, А. В. Бари не ошибся в своих расчетах. Конструкции павильонов были не только выгодно проданы, но и привлекли много новых заказчиков. Конторе была присуждена высшая награда – право изображать на своих проспектах и бланках государственный герб”1.

Основной принцип стальных сетчатых конструкций Шухова заключается в том, что они состоят из отдельных стержней, образующих пространственную сетку.

Это было большим преимуществом шуховских конструкций, так как криволинейные поверхности башен и покрытий образовывались из прямолинейных стержней.

Важнейшим достоинством этих конструкций было и то, что они были в среднем в два раза легче соответствующих конструкций других систем.

Рассмотрим типы шуховских сетчатых конструкций, которые после Нижегородской выставки получили широкую известность в России и в других странах.

В. Шухов. Аджигольский маяк под Херсоном. 1911	В. Шухов. Станиславский маяк под Херсоном. 1911	В. Шухов. Водонапорные башни в в Москве. 1914

В. Шухов. Водонапорная башня на Всероссийской промышленной и художественной выставке в Нижнем Новгороде. 1896	В. Шухов. Водонапорные башни в г. Николаева. 1905	В. Шухов. Водонапорная башня в Ярославе. 1911

Наибольшую популярность приобрели гиперболоидные башни Шухова. Первой башней такого типа была построенная по его проекту на Нижегородской выставке и ставшая одной из ее достопримечательностей водонапорная башня высотой 32 м.

В начале XX в. водонапорные башни системы Шухова были построены во многих городах России, причем высота их колебалась от 9 zc 40 м. а количество стержней от 25 до 80. Если учесть, что различны были и типы резервуара, то станет ясно, как разнообразны были силуэты башен.

В. Шухов. Конструкция висячего покрытия прямоугольного в плане павильона на Нижегородской выстаке. 1896. Интерьер

В. Шухов. Радиомачта в Москве. 1918-1922. Первоначальный проект (в сравнении с Эйфелевой башней)	В. Шухов. Радиомачта в Москве. 1918-1922. Общий вид

В. Шухов. Радиомачта в Москве. 1918-1922. Вид изнутри

В. Шухов. Радиомачта в Москве. 1918-1922. Ракурс

Опираясь на сведения В. Кандеева (одного из сотрудников фирмы А. В. Бари), Н. Смурова. пишет: “Пропорции шуровских башен не были случайными и зависели не только от экономических и технических соображений, так как инженер уделял большое внимание эстетическим качеством своих сооружений.

Он считал, что существует определенная закономерность между количеством стержней, образующих сетчатую поверхность гиперболоида, и “красотой” ажурной поверхности башен… Пропорции гиперболоида вращения, по мнению В. Г. Шухова, зависят от соотношения диаметров нижнего и верхнего кольца гиперболоида.

Чем больше это соотношение, тем больше увеличивается высота “тальи” гиперболоида. От поворота колец, от наклона стержней зависит диаметр “тальи”… По воспоминаниям В. И. Кандеева, любимым занятием их главного инженера (В. Шухова – С. X.

) было вращение колец цилиндра, соединенных параллельными стержнями, относительно друг друга (модель гиперболоида вращения), когда важно “уловить глазом” оптимальный момент, при котором необходимо отсечь часть его высоты, в целях создания гармоничных пропорций гиперболоида-оболочки”2.

Разработанная Шуховым конструкция гиперболоидной башни использовалась им при строительстве не только водонапорных башен. В 1910 г. по его проекту сооружается Аджигольский маяк под Херсоном, высота сетчатой конструкции которого равна 68 м (60 стержней и 27 колец жесткости), в 1911 г. там же – малый Станиславский маяк общей высотой 28,5 м (48 стержней, 11 колец жесткости).

Жесткость гиперболоидным башням придают не только специальные кольца жесткости, но и пересечения стержней между собой.

При увеличении высоты башни, чтобы сохранить ритм пересечений, приходится увеличивать количество стержней. Есть однако и другой выход – увеличивая высоту, ставить один гиперболоид на другой.

Впервые эту идею Шухов реализовал в 1911 г. при строительстве двухъярусной водонапорной башни в Ярославле (общая высота 39,5 м).

Шухов. Покрытия двоякой кривизны над одним из цехов Выксунского завода. 1897-1898. Общий вид в процессе строительства: графическая схема покрытия

В дальнейшем Шухов, стремясь выявить максимальные возможности разработанной им конструкции гиперболоидной сетчатой башни, не раз экспериментировал в создании многоярусной композиции. В 1919 г.

он создает проект строительства в Москве (на Шаболовке) радиомачты в виде девятиярусной башни высотой 350 м. Технически не было препятствий для сооружения такой башни, но материальные возможности молодой Советской республики не позволили тогда осуществить замысел Шухова.

Проект был переработан, башня была сооружена из шести гиперболоидов высотой 152 м. Оригинальным и чрезвычайно экономным был “телескопический” способ возведения башни, который не требовал подъемного крана и каких-либо вспомогательных лесов.

Каждый из последующих гиперболоидов собирали на земле внутри башни и поднимался вверх с помощью тросов.

Позже, уже в 1930 г., по проекту В. Шухова были смонтированы опоры для линии электропередачи в месте перехода через реку Оку. Сооружены две пары опор-трехъярусных (высотой 69,5 м) и пятиярусных (128 м).

Наряду с водонапорными башнями, маяками, радиоматчами и опорами линий электропередачи гиперболоидные шуховские сетчатые башни возводились на кораблях (мачта с наблюдательной вышкой).

Конструкция Шухова привлекла внимание кораблестроителей, так как сетчатые мачты имели минимальное сопротивление воздуху при движении судна.

Такие мачты были установлены на ряде военных кораблей российского флота (броненосцы “Андрей Первозванный” и “Павел I” – высота 24 м), а также на корабле зарубежных стран (в частности, на военных судах США, например на дредноуте “Мичиган”, 1906).

Второй тип сетчатых конструкций Шухова – это металлические висячие покрытия. Три варианта таких покрытий были показаны фирмой Бари на Нижегородской выставке 1896 г.

Пресса тех лет отмечала, что интерьеры павильонов, где были применены висячие покрытия, поражают своим необычным пространством и освещенностью.

Вместо привычных металлических ферм посетители видели у себя над головой как бы парящие в воздухе зрительно почти невесомые прозрачные ажурные сетки.

В круглом в плане павильоне (внешний диаметр здания – 68, высота наружных стен – 6,4 м) в центре было устроено нечто вроде ротонды: по кругу (диаметром почти 20 м) стояли решетчатые металлические колонны высотой 15 м. которые поддерживали опорное кольцо перекрытия. На это кольцо и на наружные стены и опиралось висячее покрытие, причем перепад высоты колонн и наружных стен придавал интерьеру облик огромного шатра.

В. Шухов. Конструкция висячего покрытия прямоугольного в плане павильона на Нижегородской выстаке. 1896. Интерьер

В. Шухов. Конструкция висячего покрытия круглого в плане павильона на Нижегородской выставке. 1896. Интерьер

В. Шухов. Конструкция висячего покрытия овального в плане павильона на Нижегородской выставке. 1896. Интерьер

Овальный в плане павильон (длина-73, ширина – 51.5 м) имел в центре всего две мощные опоры, что придавало его висячему покрытию сложную пространственную форму.

В двух прямоугольных в плане павильонах (длина 68,2, ширина 22,3 м) висячие покрытия поддерживались десятью опорами, расположенными по продольной оси павильона.

Третий тип сетчатых конструкций Шухова – это арочно-сводчатые покрытия, которые также были показаны фирмой Бари на Нижегородской выставке.

Однако наибольший интерес представляют покрытия двоякой кривизны одного из цехов Выксунского завода, осуществленные в 1897-1898 гг.

Здесь впервые в мировой строительной практике была наглядно продемонстрирована возможность создавать из однотипных стержневых элементов пространственное прямоугольное в плане покрытие двоякой кривизны.

Описанные выше три типа сетчатых конструкций Шухова в конце XIX в. не имели аналогий в других странах и являлись подлинными инженерными открытиями.

Работа Шухова получила международное признание, о чем свидетельствовало присуждение некоторым его конструкциях золотой медали на Всемирной выставке в Париже в 1900 г.

Кроме сетчатых конструкций Шухов разработал и осуществил большое количество самых разнообразных металлических конструкций, в том числе и таких, которые были доступны для восприятия в интерьере.

Среди них покрытие Брянского (ныне Киевского) вокзала с использованием парных трехшарнирных арок пролетом 50 м (1915), перекрытие над рестораном “Метрополь”, стальной каркас магазина “Мюр и Мерилиз” (ныне ЦУМ), перекрытие Верхних торговых рядов (ныне ГУМ, все постройки в Москве) и др.

1. Ковельман Г. М. Творчество инженера В. Г. Шухова. – М., 1961. – С. 31. 2. Смурова Н. А. Эволюция инженерной формы гиперболоида вращения в творчестве В. Г. Шухова // Проблемы истории советской архитектуры. – М., 1976. – № 2. – С. 15-17.

Идеи В.Г. Шухова и современность

10 ноября 2008 года на Сретенском бульваре в г. Москве был поставлен памятник величайшему инженеру 20 века Владимиру Григорьевичу Шухову. Несмотря на то, что после его смерти уже прошло более семидесяти лет его идеи продолжают вдохновлять инженеров на смелые новаторские замыслы.

Второе рождение гиперболоидных башен

Гиперболоидные башни после 1930 года постепенно стали вытесняться железобетонными, это было связано с политикой экономии металла, проводимой в СССР в середине века. Однако преимущества подобных конструкций настолько неоценимы, что, начиная со второй половины 20 века, они получили второе дыхание.

Так  в 1963 г. в порту города Кобе в Японии была построена 108-метровая гиперболоидная шуховская башня. В 1968г. в Чехии по проекту архитектора Карела Хубачека была построена гиперболоидная башня высотой 100м. В 2003 г. построена гиперболоидная башня Шухова в Цюрихе.

Авторы башни – архитекторы Дэниэль Рот и Александр Ком.

Идеи гиперболоидных конструкций башен Шухова известный архитектор Михаил Посохин предложил использовать при проектировании новых небоскребов в деловом центре «Москва-Сити». В 2005-2009 гг. в Гуанчжоу в Китае построена 610-метровая гиперболоидная башня Шухова. Планируется возведение 300-метровой башни в Лондоне.

Даже в Челябинске получила продолжение тема гиперболоидных поверхностей. Это новое здание вокзала пригородных касс, где центральная часть представляет собой усеченный снизу гиперболоид, правда здесь гиперболоид выполняет в большей степени художественную функцию.  Конструкции Владимира Григорьевича Шухова описываются во многих европейских учебниках по архитектуре.

Здание пригородного вокзала г. Челябинска на этапе возведения.

Архитектура XXI века причудливыми формами подчас напоминает инопланетные объекты. Применение интересных и своеобразных конструкций стало возможным благодаря тому, что ведущие архитекторы Запада широко используют сетчатые кровли и оболочки.

Между тем первым, кто их спроектировал, был российский инженер Владимир Шухов. Его второе непревзойденное до сих пор достижение Шухова — уникальные висячие сетчатые покрытия.

Такие как перекрытия ГУМа в Москве, Киевского и Казанского вокзалов, перекрытия цехов в г. Выксе.

Покрытия двоякой кривизны

«К числу наиболее интересных и оригинальных металлических конструкций, созданных Шуховым, следует отнести покрытие на выксунском заводе. Впервые в мировой строительной практике Шухов продемонстрировал возможность компоновать пространственное прямоугольное в плане покрытие двоякой кривизны из однотонных стержневых элементов.» —  инженер Ковельман Г.М.

(коллега В.Г.Шухова). В историю строительной техники вошло покрытие здания листопрокатного цеха Выксунского металлургического завода, выполненные Шуховым в 1898 году. Эта конструкция по сравнению со стропильным перекрытием давала до 30% экономии металла. Выполнена в виде металлического сетчатого свода двоякой кривизны, опирающегося на трехшарнирные арки.

Интерьер сооружения лаконичен: прямоугольный, вытянутый цех перекрыт пятью громадными сводами-оболочками без внутренних промежуточных опор. Парусность создает ощущение еще большей емкости сооружения. Вся нагрузка передается на шарнирные арки, идущие с шагом в 15 метров.

Шухов создал классическое сводчатое покрытие по принципиально новой конструкции: из металлических прокатных элементов.

Множество уникальных архитектурных творений современности создается с применением сетчатых конструкций.

Знаменитый Мюнхенский олимпийский стадион с тентовыми конструкциями — «восьмое чудо света», — построенный в 1972 году, является воплощением творческих идей Шухова.

Еще один олимпийский объект, также относящийся к сетчатым конструкциям –  стадион «Птичье гнездо» в Пекине. Сравните покрытия в г. Выксе и вид на «Птичье гнездо»

Покрытие цехов на металлургическом комбинате. Г. Выкса.

Стадион «Птичье гнездо». Г. Пекин.

Сетчатые конструкции Шухова как новые технические системы

Рассуждая о техническом творчестве, Владимир Григорьевич однажды заметил, насколько важно черпать  материал из опыта поколений, составляющего копилку выдумки и смекалки безвестных мастеров. О том, как он сам это делал, могут свидетельствовать соображения относительно прообразов некоторых его конструкций.

Например, осматривая памятники русского зодчества XV—XVII веков, он не мог не обратить внимания на многочисленные кованые решетки оконных проемов, выполненные из вертикально установленных зигзагообразных элементов, соединенных между собой в местах соприкосновения.

В шуховском цилиндрическом своде из гнутых полос или: мы видим ту же идею, но в совершенно ином качестве. В этом контексте возникает один из центральных вопросов: что могло вдохновить В. Г. Шухова на создание висячих сетчатых покрытий? Их не случайно современники называли шатрами по аналогии с брезентовыми цирками-шапито.

Цирковые шатры должны были привлечь внимание Владимира Григорьевича, в частности во время поездки в Америку.

Сейчас принято все изобретения подразделять по значимости решаемых ими задач на пять уровней — от мелких усовершенствований известных технических систем до уровня, охватывающего техническое воплощение результатов новых открытий. Многие изобретения Шухова можно отнести к очень высокому четвертому уровню, содержащему крупные идеи в качестве основы для создания новых технических систем. Среди них все его сетчатые конструкции.

Масштаб, диапазон и глубина творческой активности этого неутомимого труженика не только впечатляют, но и служат ярким примером гармоничного и в высшей степени плодотворного сочетания природных качеств, практической и теоретической подготовки, воспитанной целеустремленности, последовательности и настойчивости, постоянного внимания ко всему новому и передовому, умения вкладывать весь творческий потенциал в решение каждой поставленной задачи. Все это явилось фундаментальной основой уникальных достижений русского инженера-новатора, во многом опередившего свое время.

При подготовке статьи использовались книги и сайты:

1. Шухов В.Г. (1853-1939). Искусство конструкции: Пер. с нем./ Под ред. Р. Грефе, М. Гаппоева, О. Перчи. – М.: Мир, 1995. – 192 с.
2. Щербо Г.М. В.Г. Шухов и его сетчатые конструкции. – Промышленное строительство, 1974, №5.
3. Ковалев И. Шедевр решили сдать в утиль. – Нижегородский рабочий, 2006, №77/15971.
4. http://www.swteam.info/
5.  http://www.gosdirekcia.ru/news?id=396/
6.  http://www.arhinovosti.ru/
7. Ковельман Г.М. Творчество Почетного академика и инженера Владимира Григорьевича Шухова. – М.: Госстройиздат, 1961.

1897, В.Г. Шухов, Выкса – первое в мире сетчатое перекрытие-оболочка

В Выксе на Выксунском металлургическом заводе находится уникальный памятник промышленной архитектуры и технического искусства, построенный великим русским инженером, архитектором и учёным академиком Владимиром Григорьевичем Шуховым в 1897 году.

Это цех с первыми в мире стальными сетчатыми перекрытиями-оболочками двоякой кривизны. Парусообразные перекрытия цеха в Выксе — единственные сохранившиеся в России стальные сетчатые перекрытия-оболочки из более тридцати, возведённых по проектам В.Г.Шухова.

 В XXI веке, благодаря применению компьютеров для расчёта конструкций, сетчатые оболочки-перекрытия используются ведущими архитекторами мира, такими как Лорд Норман Фостер, Заха Хадид,  Сантьяго Калатрава, Поль Андре, Максимилиан Фуксас и другими.

“Vyksa Steel Production Hall, completed in: 1897Location: Vyksa, Nizhny Novgorod Oblast, Privolzhsky (Volga) Federal District, Russia

Structural Type: Gridshell

Function / usage: Factory building

Designer: Vladimir Grigoryevich Shukhov

Technical information: shell, steelDimensions: width — 38.40 m, length — 73.00 mRelevant Literature: Beckh, Matthias The First Doubly Curved Gridshell Structure — Shukhovs Building for the Plate Rolling Workshop in Vyksa, presented at Third International Congress on Construction History, Brandenburg University of Technology Cottbus, Germany , 20th-24th May 2009.”

http://en.structurae.de/structures/data/index.cfm?id=s0051326

“The First Doubly Curved Gridshell Structure — Shukhov's Building for the Plate Rolling Workshop in Vyksa.

In the year 1897, the renowned Russian engineer-polymath Vladimir Shukhov built a production hall in the town of Vyksa, a steel mill 150km southwest of Nizhny Novgorod. This building entails the first doubly curved gridshell structure. … The production hall is on the vast premises of the Vyksa Steel Works, a manufacturer of metallurgical products, founded in 1757. The building was designed in 1897 and construction could be completed a year later. The building was in use until the 1980ies. Abandoned and neglected for more than two decades, the building is today in a disastrous state of repair. The construction with a footprint of 73.00m x 38.40m consists of five 14.60m wide bays, which are separated by four trussed arches. In the longitudinal direction, the building is braced by six vertical cantilevers, which are integrated into the front facades, and connected to the arches with tie rods.

The polygonal top chord of the frames provides the base for the grid shell. In the following, the construction of the arches and the front facade structure will be explicated.”

• Vladimir Šuchov Sheet mills Vyksa | Russia, 1897/98,photo: A. Laurenzo,
• Die Neue Sammlung – The International Design Museum Munich,
• Model: Architekturmuseum der TU München:

http://www.architekturmuseum.de/en/ausstellungen/bild.php?impress=&which=195&img=5&show=

Auf dem Gelände der Hüttenwerke in Vyksa, ca. 300km östlich von Moskau, sind fünf Hallen von Suchov aus dem Jahr 1897 erhalten. Sie werden seit ca. 20 Jahren nicht mehr genutzt. Die Originalsubstanz ist im Wesentlichen erhalten allerdings durch Korrosion stark geschädigt.

Bereits erstellt wurde eine umfangreiche Bestands— und Schadensaufnahme (Bearbeiter Dipl.-Ing. Matthias Beckh und Dipl.-Ing. Christian Kayser), erforderliche Instandsetzungsmaßnahmen wurden konzipiert und vorgeschlagen. In Zusammenarbeit mit Prof. Dr.

Graefe, Institut für Architekturtheorie und Baugeschichte der Universität Innsbruck und Prof. Dr.-Ing.

Schuller, Lehrstuhl für Baugeschichte, Historische Bauforschung und Denkmalpflege der TUM wird derzeit eine umfassende Dokumentation des Bestandes erarbeitet.”

Veröffentlichungen:

Matthias Beckh, Rainer Barthel: The first doubly curved gridshell structure — Shukhov's building for the plate rolling workshop in Vyksa. In: Proceedings of the Third International Congress on Construction History. 2009. Berlin: Neunplus1. S.159-166.

Rainer Barthel, Matthias Beckh, Andrij Kutnyi, Manfred Schuller: Ein Meilenstein im Schalenbau — Schuchovs Halle für das Blechwalzwerk in Vyksa. In: Juliane Mayer (Hg.) Forschen, Lehren und Erhalten — Festschrift für Rainer Graefe. Innsbruck 2009. S. 105 — 122

Kooperationspartner:Prof. Dr. Graefe, Universität Innsbruck, Institut für Architekturtheorie und Baugeschichte,Prof. Dr.-Ing. Manfred Schuller, Technische Universität München, Lehrstuhl für Baugeschichte, historische Bauforschung und Denkmaplfege,

Prof. Dr.-Ing. Uta Hassler, ETH Zürich, Institut für Denkmalpflege,

“En 1897, l'ingenieur russe Vladimir Shukhov a concu et construit un hall de production pour une entreprise siderurgique dans la ville de Vyksa, un batiment comportant la premiere structure de gridshell a double courbure (Beckh and Barthel 2009).

Le batiment, d'une supercie de 73,00m x 38,40m se compose de cinq larges baies separees entre elles par quatre arcs en treillis. Dans le sens longitudinal, la construction est soutenue par six consoles verticales qui sont integrees dans les facades et reliees aux arcs par des tirants.

A cette epoque, les gridshells n'etaient pas connus et il n'existe aucune preuve historique sur la fa»con dont Shukhov a genere la forme de la structure.”

Dr. Lina Bouhaya,

Docteur Ingénieur en Structures et Matériaux, Ingénieur de recherche chez Laboratoire Navier,  Ecole des Ponts ParisTech, Paris, France http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/58/34/09/PDF/TH2010PEST1049.pdf

Шуховские башни

?

Шуховские башниp_i_fNovember 18th, 2008 Впервые башня из стальных сетчатых оболочек была спроектирована инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым для Нижегородской промышленной выставки 1896 года. Это изобретение Шухов запатентовал незадолго до открытия выставки. Высота так называемой гиперболоидной башни 25,2 метра (без учёта высот фундамента, резервуара и надстройки для обозрения). Башня снабжала водой всю Нижегородскую выставку и была приобретена известным меценатом Ю.С.Нечаевым-Мальцевым для водоснабжения свого имения Полибино в Липецкой области, где она сохранилась до настоящего времени. Первая в мире гиперболоидная башня – на Нижегородской выставке 1896 г (слева) и в наши дни После Нижегородской выставки 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. Уникальной по конструкции башней, стал построенный в 1910 году, сетчатый стальной гиперболоидный маяк в Днепровском лимане. Высота секции Аджигольского маяка – 68 метров. Это самая высокая односекционная гиперболоидная башня, построенная инженером Шуховым.

Аджигольский маяк под Херсоном Радиобашня на Шаболовке в Москве стала самой высокой из отечественных 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.

Радиостанция им. Моссовета на Шаболовке, открытка 1925 г. 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 85-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.

Шуховская башня на Шаболовке в ночной подсветке В 1927–1929 годах по проекту и под руководством Владимира Шухова на Оке, под Нижним Новгородом между Богородском и Дзержинском были построены три пары многосекционных стальных гиперболоидных башен-опор высотой 128, 68 и 20 метров. Уникальные высотные сооружения – стальные сетчатые 128-метровые башни служили опорой перехода через реку Оку для ЛЭП НиГРЭС 120 киловольт. После изменения маршрута ЛЭП четыре башни Шухова высотой 68 и 20 метров демонтировали на металлолом. Две оставшееся высотные башни на Оке были признаны памятниками культурного наследия, охраняемыми государством. Несмотря на охрану закона, весной 2005 года одна из уникальных башен-опор была варварски разобрана на металлолом.

Сохранившаяся шуховская башня на Оке У последней шуховской башни на Оке, в марте 2008 года были восстановлены 16 украденных стальных балок-профилей самой нижней, цокольной секции и два стальных кольца основания. Башня сделана с огромным запасом прочности – держала десятки тонн стального высоковольтного провода и несмотря на отсутствие трети металлоконструкций основания, выдержала 3 года, опираясь всего на 24 оставшихся подлинных шуховских профиля основания. Башня Шухова сохранилась несмотря на то, что её основание полностью затапливается во время паводка и выдерживает многотонный напор воды и льда в течение недели. В России было построено более 200 шуховских башен – в основном водонапорных. Шуховские башни отличаются удивительной красотой гиперболоида вращения и украшают многие города мира.

108-метровая гиперболоидная шуховская башня Kobe Port Tower в порту города Кобе в Японии (построена в 1963 году)

Гиперболоидная светомузыкальная башня-скульптура Samspel у городка Хюснес в Норвегии 610-метровая гиперболоидная сетчатая шуховская башня c 2005 года возводится в Гуанчжоу (Китай)

В конце XIX века, изобретением конструкций на сетчатой основе, Владимир Шухов обогнал инженерную мысль на десятки лет вперёд. Именно ему первому пришла идея использования совместной статической работы системы из металлических стержней, перекрещивающихся в двух направлениях.

При такой конструкции покрытие работает как одно целое, причем все стержни несут приблизительно одинаковую нагрузку, что позволяет изготавливать их одного сечения.

Говорят, идея использования сетчатых конструкций у Шухова родилась благодаря казусу, аналогичному тому, который позволил Ньютону открыть закон всемирного тяготения. В данном случае источником озарения послужило обычное цветочное кашпо, сплетенное из прутьев.

Его прочность оказалась достаточной, чтобы выдержать вес взрослого человека, вставшего на него одной ногой. Это и стало причиной экспериментов с конструкциями, аналогичными по своему устройству тому самому “плетеному горшку”.

Шухов владимир григорьевич (shuhov vladimir)

Биография

       История Владимира Григорьевича Шухова начинается 28 августа 1853 года в крошечном городке Курской губернии – Грайвороне. С ним связаны детские годы будущего архитектора.

В дальнейшем он блестяще оканчивает столичное техническое училище, направляется на годовую стажировку в США.

Полученные опыт и знания помогают Шухову совместно с коллегами создать план современной системы водоснабжения Москвы, которая, помимо всего прочего, предполагала более пятисот мостов на стальной основе.

       Но главные достижения Владимира Шухова связаны все же с упомянутыми выше конструкциями-гиперболоидами и стальными оболочками с оригинальной сетчатой структурой, применяемыми для создания строений различного типа. Шухов – автор просторных павильонов, являющихся частью всероссийской выставки, посвященной промышленным и художественным достижениям. На площади в 25 070 кв.

м ему удалось создать восемь объектов с оригинальными сводообразными куполами, созданными по сетчатой технологии, и башню из гиперболоидных элементов. В дальнейшем, представленную архитектурную находку Шухов использовал для оформления зданий различного формата – от опор электропередач до производственных помещений.

В ряду наиболее известных строений Шухова – радиобашня на Шаболовке в Москве.

       Наследие Шухова включает в себя также безупречные арочные конструкции на основе тросовых затяжек, причудливо изогнутые оболочки необычной парусовидной формы перекрытий двоякой кривизны. Сегодня подобные силуэты можно увидеть в работах классиков хай-тек направления. Изобретенные конструкции мастер активно использовал при разработке покрытий Киевского вокзала, Музея изящных искусств.

       Талант Владимира Шухова нашел свое применение даже в период Первой мировой войны. Он является автором сложных конструкций для платформ артиллерийских систем, морских мин, батопортов морских доков.

       Современники и последователи высоко оценивают вклад Владимира Григорьевича Шухова в развитие архитектуры.

Так, башня на Шаболовке, представляющая собой комбинацию шести сетчатых секций-гиперболоидов, не раз называлась венцом строительного искусства.

Спустя годы, она признана объектом мирового культурного наследия и сама по себе является одним из наглядных “пособий” для архитекторов стиля хай-тек.

       Среди последних работ мастера – выпрямление и восстановление старинного минарета медресе Улугбека, сильно пострадавшего во время землетрясения в Самарканде.

Не важно, шла ли речь о подготовке к крупнейшим нижегородским выставкам или реализации плановых проектов ГОЭЛРО по сооружению гиперболоидных опор через Оку, Шухов оставался верен выбранным стилистике и эстетике.

О его поистине титаническом труде напоминает множество объектов, ставших столичными символами – стеклянные сводчатые покрытия магазинов, башни производственных цехов и т.п.

       Великого инженера-архитектора не стало 2 февраля 1939 года. Владимир Григорьевич Шухов похоронен на Новодевичьем кладбище.

—————————————– Материал © ARCHITIME.RU КОПИРОВАНИЕ ТЕКСТА И ФОТОГРАФИЙ ЗАПРЕЩЕНО БЕЗ АКТИВНОЙ ССЫЛКИ НА ARCHITIME.RU

—————————————–

В статье использованы фотографии,

предоставленные авторами

для ARCHITIME.RU на особых правах. Публикация фотографий без официального разрешения ARCHITIME.RU и авторов запрещена. Использование текста и фотографий для студенческих и научных трудов РАЗРЕШЕНО

со ссылкой на ARCHITIME.RU.

Сетчатая оболочка (архитектура) – это… Что такое Сетчатая оболочка (архитектура)?

Шуховская башня на Шаболовке в Москве

Сетчатая башня-оболочка в порту Кобе, Япония

Сетчатая оболочка Британского музея, архитектор Норман Фостер, 2000

Сетчатая оболочка — несущая строительная конструкция, получившая широкое распространение в прогрессивной архитектуре XXI века. Используются сетчатые перекрытия-оболочки, башни-оболочки и сложные сетчатые аморфные конструкции. Несущие сетчатые оболочки выполняются из металлов, композиционных материалов и древесины. До середины XX века несущие сетчатые оболочки использовались редко ввиду сложности расчёта, повышенных требований к качеству материалов и соблюдению технологий монтажа.

Гиперболоидные оболочки Шухова

Стальные сетчатые гиперболоидные оболочки с ромбовидной несущей решёткой впервые использовал в архитектуре российский инженер и архитектор В.Г.Шухов в 1896 году.

Он изобрёл и запатентовал три вида сетчатых несущих оболочек (висячие, выпуклые и башни-оболочки: патенты Российской Империи № 1894, № 1895, № 1896; от 12 марта 1899 года, заявленные В. Г. Шуховым 27.03.1895 −11.01.1896).[1] Для Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 года в Нижнем Новгороде В. Г.

Шухов построил восемь гигантских павильонов с первыми в мире перекрытиями в виде сетчатых оболочек и первую в мире ажурную сетчатую башню-оболочку удивительной красоты (была куплена после выставки меценатом Ю.С.Нечаевым-Мальцовым и перенесена в его имение Полибино (Липецкая область), где сохранилась до настоящего времени).

Главной особенностью оболочек Шухова является использование гиперболоидных форм, следствием чего является возможность собирать их из длинных прямолинейных элементов, не имеющих переломов.

Прочие сетчатые оболочки

Большой вклад во внедрение несущих сетчатых оболочек в мировую архитектуру внесли знаменитые архитекторы Бакминстер Фуллер, Норман Фостер, Фрэнк Гери, Николас Гримшоу, Сантьяго Калатрава.

Полное признание и широкое распространение в прогрессивной архитектуре сетчатые оболочки получили в течениие последних двух десятилетий благодаря внедрению компьютеров в практику расчёта конструкций и появлению новых строительных материалов и технологий.

В XXI веке сетчатые оболочки стали одним из главных средств формообразования авангардных зданий, включая небоскрёбы и шедевры стиля “хай-тек”.[2]

В строительной практике железобетонные несущие оболочки, несколько аварий которых произошли в России в последние годы, постепенно вытесняются сетчатыми несущими оболочками. Стальные сетчатые оболочки зданий и сооружений эксплуатируются в российском климате безаварийно, а сетчатые оболочки В. Г. Шухова не разрушаются без защиты от коррозии 70-100 лет.

Основным отличием современных сетчатых оболочек от гиперболоидных конструкций В. Г. Шухова является использование узловых соединений, в результате чего конструкция собирается из сравнительно коротких элементов, сходящихся в узлах. Пояса башен такой конструкции имеют ломаную форму, а не прямую, как у Шуховских.

См. также

Гиперболоидные сетчатые оболочки

• Шуховская башня
• Ротонда Шухова
• Башня порта Кобе
• Телебашня Гуанчжоу

Современные сетчатые оболочки

Литература

• «В. Г. Шухов (1853—1939). Искусство конструкции.», Райнер Грефе, Оттмар Перчи, Ф. В. Шухов, М. М. Гаппоев и др., 192 стр., «Мир», Москва, 1994, ISBN 5-03-002917-6.  (рус.)
• Бунаков В.А. Оптимальное проектирование сетчатых композитных цилиндрических оболочек. Механика конструкций из композиционных материалов. – М., Машиностроение, 1992, с. 101–125
• Пшеничнов Г.И. Расчет сетчатых цилиндрических оболочек. – Изд. АН СССР, 1961.
• Пшеничнов Г.И. Теория тонких упругих сетчатых цилиндрических оболочек и пластинок. – М., Наука, 1982.
• Vasiliev V.V., Barynin V.A., Razin A.F., Petrokovskii S.A., Khalimanovich V.I. Anisogrid composite lattice strustures – development and space applications // Materials of 11th ECSSMMT, CNES ESA DLR, 15–17 Sep. 2009, Tolouse – France  (англ.)
• «The Nijni-Novgorod exhibition: Water tower, room under construction, springing of 91 feet span», «The Engineer», № 19.3.1897, P.292-294, London, 1897.  (англ.)
• William Craft Brumfield «The Origins of Modernism in Russian Architecture», University of California Press, 1991, ISBN 0-520-06929-3.  (англ.)
• Picon, Antoine (dir.)