VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Валерий Григорьевич Шухов – великий инженер рубежа 19-20 веков. Его конструкции безусловно считаются культурным наследием, а также примером гениальной инженерной мысли. Одним из его удивительных творений является гиперболоидная конструкция башни, запатентованная им в 1889 году.

В описании патента на «Ажурную башню» в качестве предмета изобретения было предложено использовать две системы прямолинейных «стержней из уголкового железа и труб». В местах пересечений направляющих стоек башен уголки склепывали друг с другом. Для достижения необходимой связности к ним с внутренней стороны остова прикрепляли горизонтальные кольца. Полученная таким образом поверхность представляет собой вполне жесткую систему.[1]

В настоящее время использование таких конструкций в отечественном строительстве неоправданно мало, несмотря на их неоспоримое достоинство. Архитектура шуховских башен одновременно выразительна и грациозна. Как свидетельствует внучка Валерия Григорьевича Елена Шухова о данных конструкциях : «Их ни на что прежнее не похожий внешний облик органично вытекает из свойств материала и до конца исчерпывает его возможности в построении формы, и эта «чистая» инженерная идея никак не маскируется и не декорируется «лишними» элементами».[2]

Кроме архитектурных, данная конструкция также обладает рядом конструктивных преимуществ, которые являются ключевыми в строительстве. Первая связана с тем, что седловидная форма придает даже тонкостенным пространственным конструкциям сравнительно высокую устойчивость. Второй практической причиной их применения в строительстве является то, что эти криволинейные поверхности можно просто изготовить из прямых элементов. Третья причина - это оптимальная по использованию прочности материала схема решетки, поскольку в направляющих гиперболоидной конструкции возникают одноосные, почти одинаковые по величине напряжения во всех ее точках.[3]

Примером высокой надежности конструкций данного типа является шуховская башня на берегу Оки у города Дзержинска высотой 128 метров. Из 40 несущих опорных стержней 16 было вырезано вандалами и, несмотря на это, благодаря высокому запасу прочности и устойчивости, башня устояла.

Преимущество гиперболоидных вертикальных сетчатых конструкций инженера В.Г. Шухова заключается и в том, что они обладают высокой несущей способностью при небольшой металлоемкости.

В зарубежном строительстве в последнее время все больше стали применять шуховские гиперболоиды. В 1963 году в порту города Кобе в Японии по проекту компании Nikken Sekkei была построена 108-метровая гиперболоидная шуховская башня (Kobe Port Tower). В 1968 году в Чехии по проекту архитектора Карела Хубачека была построена подобная башня «Йештед» высотой 100 метров. В 2003 году была построена аналогичная башня Шухова в Цюрихе. 610-метровую гиперболоидную сетчатую шуховскую башню возвели в 2010 году в Гуанчжоу в Китае компанией Arup (Рисунок 1).

Рисунок 1 – слева: телебашня Гуанчжоу в Китае. справа: шуховская башня в порту города Кобе в Японии

При этом, что за рубежом все больше интересуются и используют данный тип конструкции, в России, на родине великого инженера В.Г.Шухова, уделяют гораздо меньше внимания использованию таких систем. Необходимо разрабатывать методики проектирования подобных конструкций для того, чтобы наследие В.Г. Шухова, 160-летний юбилей которого мы недавно отметили, воплощалось в современном отечественном строительстве.

Библиография

1. Р. Грефе. Искусство конструкции / Р. Грефе - М.: Мир, 1995. - 192 с., ил.

2. Лескова Н. Человек-фабрика // Наука и жизнь – 2013. - №12.-с. 97-109, ил.

3. Виноградова Т.П. Башня Шухова на р.Оке – техническое и напряженно-деформированное состояние существующих конструкций / Т.П.Виноградова, А.И.Колесов, И.В.Молев, И.А.Ямбаев, Е.К.Никольский, С.А.Санкин, Н.А.Василяко // Международный научно-промышленный форум «Великие реки – 2007». Труды конгресса. Н.Новгород. гос.архит.-строит.ун-т, 2007. – 712 с.