Hiperboloid inženirja Šuhova: Konstruktivistične konstrukcije

Vladimir Grigorijevič Šuhov (1853–1939)

Na levi strani je predrevolucionarna foto kartica: prva od Šuhovih stolpov na razstavi v Nižnjem Novgorodu leta 1896. Desno, po razstavi Nižni Novgorod leta 1896, je bil prvi Šuhov stolp preseljen v vas Polybino na Lipeškem, kjer je živel znani filantrop Jurij Nečajev-Malcov. Ohranjena je do danes in je kljub razgaljenemu videzu spomenik zveznega pomena

Par 128-metrskih prenosnih stolpov na obrežju reke Oke - in edini stolp, ki je preživel danes

Oblečen Šukhov stolp na Šabolovki. Kot pravijo, brez komentarja

Prav ona je navdihnila grofa Alekseja Tolstoja, ki je stopil v službo revolucije, za ustvarjanje romana "Inženir hiperboloidni Garin" (1927)

Pogled navzgor od vznožja Šuhovega stolpa - in navzdol, z opazovalnega kroga

Panoramski 108-metrski stolp v Kobeju

Gradnja TV stolpa v Guangzhouu: višina hiperboloidnega očesnega dela je 450 m, skupna višina 610 m (fotografija 2007)

Nov spomenik Šukhovu v Moskvi

Najprej vzemite hiperboloid, figuro kot sedlo in jo zvijte v cev. Ali smo to storili? Tako je - najpreprostejši model hiperboloidnega stolpa. Če narišemo diagonalne črte od njenega vrha do osnove, se vsi vsaj v eni točki sekajo. Kot take postavljamo neposredne tramove. Ne potrebujemo navpičnih nosilcev: dobljena volumetrična rešetka že ima potrebno togost.

Seveda je Vladimir Grigorijevič Šuhov, izumitelj hiperboloidnih struktur, poznal vse te geometrijske lastnosti. Odkril je tudi njihove druge prednosti: rešetkasto podnožje stolpa omogoča dober prihranek na materialu, poleg tega pa zmanjšuje tudi obremenitev z vetrom, kar predstavlja tako nevarnost za običajne cilindrične stolpe.

Šukhov je prvi na svetu predlagal stolpe, ki temeljijo na hiperboloidni zasnovi, leta 1896 pa je poslal vlogo za ustrezen izum. Tri leta pozneje je bil odobren, avtor pa je postal lastnik patenta Ruskega cesarstva.

V Rusiji

Zanimivo je, da je prvi hiperboloidni stolp postavil Šuhov še preden je bil patent uradno potrjen - poleti 1896 je postal okras največje industrijske in umetniške razstave v predrevolucionarni Rusiji v Nižnjem Novgorodu.

Spodnji 25-metrski del stolpa je tvorjen z 80 jeklenimi profili, ki so pritrjeni na obročasto podlago od zgoraj in spodaj (spodnji - 11 m, zgornji premer 4 m). Za večjo trdnost mrežico potegnemo skupaj z 8 vzporednimi obroči. Stolp ni bil le turistična atrakcija, ampak tudi eksponat, s katerim je Šuhov demonstriral svoj projekt poceni in zanesljivih vodnih stolpov. Na 4-metrski obroč je bil nameščen 6, 5-metrski rezervoar za vodo, na katerega se je bilo mogoče povzpeti s pomočjo jeklene spiralne stopnice.

V zadovoljstvo javnosti je bila na rezervoarju nameščena velika razgledna ploščad, pa tudi dodaten majhen hiperboloidni modul, ki vodi do majhne platforme. Na splošno je njegova višina dosegla več kot 30 metrov. Občutek, ki ga je naredila, ni zaman in v naslednjih 15 letih so se takšni stolpi pojavili v več deset ruskih mestih. Nekateri še stojijo.

Na isti razstavi je Shukhov predstavil še druge možnosti uporabe rešetkastih konstrukcij - za strehe in strope. Te konstrukcije, ki temeljijo na hiperboloidu, so Shuhova postale prednik celotne smeri v inženirstvu in arhitekturi. Okoli leta 1898 so v isti regiji Nižnji Novgorod po njegovem načrtu postavili zgradbe valjarne delavnice metalurškega obrata Vyksa z dolžino 75 in širino več kot 38 metrov. Tako stojijo do danes!

Arhitekturni in inženirski princip, ki ga je odkril Šuhov, se je zdel univerzalen: uporabljal ga je za več deset struktur - za stolpe in strope (tudi v GUM-u, na železniških postajah v Kijevu in Kazanu v Moskvi), mostove in celo za ladje.

Na Oki

V Rusiji je še en izjemen stolp, ki ga je postavil Šuhov. Pod istim Nižnjim Novgorodom - mestom, ki je že igralo tako pomembno vlogo v življenju arhitekta - na nizkem bregu reke Oke stoji edina svetovna podpora daljnovoda v obliki rešetkastega hiperboloidnega stolpa.

Ta visoka 128-metrska zgradba je edino, kar je ostalo od treh parov stolpov, zgrajenih v poznih dvajsetih letih prejšnjega stoletja (druga dva para sta bila visoka 68 in 20 m), ki sta podpirala žice, ki so se raztezale čez reko. Mnogo let pozneje, ko so spremenili traso visokonapetostnih vodov, so razstavili majhne pare stolpov. Preostala dva stolpa sta bila priznana kot spomenika kulturne dediščine, vendar to v začetku 2000-ih oblasti ni ustavilo (!), Da bi enega od njih razstavili na odpad. Na srečo je intervencija mednarodnih organizacij edini preostali stolp rešila pred uničenjem.

Spomladi leta 2005 so neznani vandali žagali in odstranili del spodnjih jeklenih tramov in osnovnih obročev, marca 2008 pa so jih obnovili. Na srečo ima gradnja Šuhova ogromno varnostno mejo: kljub pomanjkanju dela temeljev je stolpu uspelo stati nekaj let, njegov spodnji del pa je preplavila spomladanska poplava.

Na Šabolovki

A vseeno je bil njegov najbolj znan projekt radijski stolp v Moskvi. Če ima najvišji enosmerni stolp Šuhova - svetilnik Adžigolsky blizu Khersona - višino 70 m, potem je na Šabolovki večsekalna in doseže 160 m. Upravičeno velja za enega najbolj sijajnih dosežkov inženirskega genija.

Gradnja te edinstvene zgradbe je potekala med državljansko vojno. Kljub temu, da je rešetkasta zasnova omogočila znatno varčevanje materiala (meter višine je potreboval trikrat manj kovine kot recimo Eifflov stolp), so se v teh letih resno pojavile težave z jeklom. Če bi torej po prvotnem načrtu stolp na Šabolovki presegel isti Eifflov stolp in postal 350 metrov (s težo 2.200 ton), so morali apetiti umiriti zaradi pomanjkanja kovine in Šuhov je začel graditi na drugem projektu, ki ni bil tako velikopotezen.

Med gradnjo niso bili potrebni niti žerjavi niti gradbeni odri: zgornji odseki so bili sestavljeni znotraj spodnjega in s pomočjo že pripravljenih blokov so bili dvignjeni s pomočjo vitlov in nameščeni drug na drugega. Preprostost gradnje je omogočila dokončanje gradnje v najkrajšem možnem času, prva radijska oddaja s stolpa pa je potekala že leta 1922. Šukhov stolp je bil sprejet z univerzalnim žarom - soglasno so ga prepoznali ne le najvišjega (takrat) v Rusiji, ampak tudi najlepšega.

Navpični odseki stolpa so posamezni hiperboloidi z obročnimi podstavki in vrhovi. Spodnji odsek počiva na temelju s globino 30 m. Tako kot drugi Šuhovi stolpi so posamezni elementi pritrjeni skupaj z zakovice.

Leta 1938 je s stolpa potekala prva oddaja sovjetske televizije - in dolga leta je postala glavni televizijski emblem države. Kljub temu, da je danes ta mojstrovina stara več kot 80 let, ni bila nikoli obnovljena. Danes je v precej slabem stanju: slabo zamišljeni poskusi, da bi ga "okrepili" z varjenjem in betoniranjem temeljev, rjavenjem kovinskih nosilcev - vse to na najboljši način ni vplivalo na stanje stolpa. Danes je za zaščito njene (in druge Šuhove dediščine) ustanovljena in uspešno deluje dobrodelna fundacija: tam, kjer država noče izpolniti svojih obveznosti, se človekoljubci in navdušenci lotijo ​​zadeve.

V svetu in prihodnosti

Leta 1963 so v skladu s predpisi Šuhova v japonskem pristanišču Kobe postavili 108-metrski stolp, namenjen turistom, od koder lahko občudujejo čudovito panoramo mesta in obale. Zasnova nas ni izneverila: tudi med potresom 7 točk, ki se je zgodil leta 1995, je stolp preživel. Hiperboloid Šukhov je tudi 318-metrski stolp Aspire v glavnem mestu Katarja, Dohi. Ta impresivna konstrukcija v obliki gorilnika je bila odprta leta 2006, čeprav njena notranja dekoracija še ni dokončana. Zanimivo je, da nam je konstrukcijska moč omogočila, da smo tu postavili pravi športni bazen - 80 m nadmorske višine.

Na Poljskem in v Braziliji, Španiji in Avstraliji, na Češkem in v Švici obstajajo hiperboloidni stolpi. Mrežne strukture so verjetno uporabljali vsi veliki arhitekti 20. stoletja - tako Antonio Gaudi kot Oscar Niemeyer ... tudi slavne zgradbe s kroglami Buckminster Fuller imajo rešetkovno osnovo, ki jo je izumil Šuhov.

Podobni hiperboloidi v 21. stoletju niso zastareli. Še več, danes najbolj drzni projekti temeljijo na prav takšni mrežasti strukturi - dovolj je, da se spomnimo na japonski projekt stolpnega mesta za milijon prebivalcev ("Monster House"). Na splošno mrežaste zasnove danes postajajo osnova najbolj fantastičnih projektov. Uporabljajo se v predorih, v kupolah in seveda v stolpih. Tako so na Kitajskem za Azijske igre 2010, leta 2005, začeli gradnjo kolosalnega TV stolpa v Guangzhouu, ki bo postal najvišji v tej državi in ​​bo zagotavljal televizijsko oddajo tega velikega športnega dogodka. Po zaključku bo njegova višina presegla 600 metrov!

Obstaja še en impresiven projekt, ki temelji na hiperboloidu Shukhov. To je nebotičnik Vortex, ki ponuja gradnjo znanega angleškega arhitekta Ken Shuttleworth v Londonu. Lahko rečemo, da gre za "razširjeno branje" klasičnih kanonov Shuhova: stolp ne bo votel, ampak bo vseboval povsem običajna tla s pisarnami. Poleg tega je nekakšen dvojni hiperboloid, ki se od podlage konvertira v sredino - in se spet odpre na vrh na način lijaka. Vendar gradnja te zgradbe doslej - še posebej v povezavi s finančno krizo - ostaja veliko vprašanje.

Veliki avantgardni arhitekt je umrl leta 1939. Ni mogoče reči, da v Rusiji Šuhove zasluge niso bile priznane. Kljub resnično barbarskemu odnosu do mnogih njegovih zgradb, ulice in parki v več mestih nosijo njegovo ime. Leta 1990 je bila v čast Šuhova ustanovljena prestižna Zlata medalja, najvišje priznanje ruskih inženirjev. V Moskvi so 11. novembra letos postavili spomenik Vladimirju Šuhovu, inženirju in arhitektu, ki je v veliki meri določil videz sodobnih svetovnih mest.

Vendar interesi in zasluge Shuhova še zdaleč niso omejeni na hiperbolične konstrukcije. Je avtor in izvajalec projekta prvih ruskih naftovodov, oblikovalec instalacij za pokanje rezervoarjev za skladiščenje nafte in nafte in rezervoarjev za plin, cevastih parnih kotlov, ustvarjalec morskih min in težkih topniških sistemov ... Vendar, če želite povedati o neverjetnem življenju tega neverjetnega človeka, boste potrebovali vsaj še en velik članek.

Priporočena

Vožnja s kolesom pozimi: 5 preprostih pravil iz osebnih izkušenj
2019
Zakaj imajo živali spolne celice "v rezervi", rastline pa ne?
2019
Prilagodljiva optika: kako videti zvezde na nebu?
2019