О висячих покрытиях В.Г. Шухова

Висячими принято называть конструкции или целые покрытия зданий, в которых главный пролетный элемент работает на центральное растяжение, как наиболее выгодный вид деформации, полностью использующий прочностные свойства поперечного сечения материала.

Идея и первое применение висячих конструкций для покрытий зданий принадлежит В.Г. Шухову, который в 1895 году для Всероссийской выставки в Нижнем Новгороде запроектировал четыре павильона, которые к началу работы выставки в 1896 году были и построены под его руководством:  два  павильона  прямоугольного  плана  30´70 м; один – круглый

	Рис. 10.1.1. Сетчатые покрытия системы инженера В.Г. Шухова: - круглый павильон («ротонда») диаметром 68 м – в центре; - два прямоугольных павильона 30х70 м – слева и справа по одному. Показан период строительства – 1895 г.     Фото А.О. Карелина
		Рис. 10.1.2. Сетчатое покрытие системы инженера В.Г. Шухова: - здание прямоугольного павильона 30х70 м. Фото А.О. Карелина от 02 мая (по старому стилю) 1896 г.

Рис. 10.1.3. Сетчатое покрытие системы инженера В.Г. Шухова: - интерьер павильона прямоугольного плана (30х70 м). Вид на 11 средних опорных колонн. Фото А.О. Карелина от 03.02 (по старому стилю) 1896 г.

	Рис. 10.1.4. Сетчатое покрытие системы инженера В.Г. Шухова: - павильон круглого плана, вид на 16 средних опорных колонн верхнего кольца диаметром Дв = 25 м в период строительства. Фото А.О. Карелина от 03.06.1895 г.
		Рис. 10.1.5. Сетчатое покрытие системы инженера В.Г. Шухова: - павильон круглого плана в период строительства, вид снаружи на наружное и внутреннее опорные кольца и висящую сетку из стальных пересекающихся полос. Фото А.О. Карелина от 21.06.1895 г.

Рис. 10.1.6. Сетчатое покрытие системы инженера В.Г. Шухова: - павильон круглого плана в период окончательной доводки. Интерьер центральной части павильона. Фото А.О. Карелина от 15.08.1895 г.

Рис. 10.1.7. Сетчатое покрытие системы инженера В.Г. Шухова: - овальный павильон 50х100 м, общий вид после завершения строительства. Фото А.О. Карелина от 10.04 (по старому стилю)1896 г.

Рис. 10.1.8. Сетчатое покрытие системы инженера В.Г. Шухова:
- овальный павильон, вид изнутри. Фото А.О. Карелина от 15.12 (по старому стилю)1895 г.

 («ротонда») диаметром 68 м; один – овального плана 50´100 м. Покрытие их было осуществлено из тонких пересекающихся (перекрещивающихся) стальных полос и стержней и оказалось весьма простым и удобным в монтаже. Например, покрытие круглого павильона было выполнено всего за 10 дней небольшим числом рабочих [11]. На фото № 10.1…10.8 (из архива Т.П. Виноградовой) приведены эти павильоны в период возведения и эксплуатации. В мае 1895 года фирма А.В. Бари под общим руководством главного инженера В.Г. Шухова приступила к работам по возведению девяти шуховских объектов (арх. В.А. Косов, инж. В.Г. Шухов) [11].

Динамику строительных работ хорошо отражает график постройки круглого павильона:

– 01.06.1895 г. – смонтированы колонны внутреннего и наружного колец висячего покрытия (заметим: начало работ в мае 1895 г.);

–15.08.1895 г. – круглый павильон («ротонда») на будущей выставке был практически готов к эксплуатации;

– «с августа 1895 г. до февраля 1896 г. на строительных площадках выставки под руководством В.Г. Шухова велась окончательная доводка работ на девяти объектах экспозиционных павильонов».

В каталоге выставки [11] для указанных выше зданий с висячими покрытиями описаны их технологические назначения и особенности конструктивных решений:

– павильон «ротонда» круглого плана с вращающимся кругом ( м) и отходящими железнодорожными путями в два соседних прямоугольных павильона (30´70 м) построен для демонстрации подвижного состава паровозов Коломенского завода. Пространство круглого здания запроектировано в виде комбинации пространственной свободно висящей сетки из 640 клепаных металлических полос 50´4.7 мм, скрепленных уголковыми профилями, и мембраны в форме вогнутой внутрь чаши из тонкого листового железа со стрелой провеса 1.5 м, закрепленной на высоте 6.4 м к верхнему кольцу диаметром м. Сетчатая висячая сетка натянута между жестким верхним кольцом и наружным кольцом, лежащим на 48 колоннах. В пересечениях сетки вставлены окна ромбической формы для естественного освещения;

– два продольных симметрично расположенных здания прямоугольного плана размерами по 30´70 м с железнодорожными путями к движущимся по рельсам паровозами, примыкали к круглому павильону с двух сторон. Здания высотой по 11 м каждый перекрывались пространственными сетками из металлических полос 50´4.7 мм, взаимно пересекающихся под углом 34 град. По продольным осям зданий установлены по 11 легких металлических колонн высотой по 10.6 м, несущих склепанные балки. Сетки верхними концами подвешивались к балкам продольных осей, а нижними – к балкам наружного контура, опирающимися на свои колонны вдоль стен. Распор от покрытия гасился специальными оттяжками, закрепленными с наружных продольных сторон зданий якорями;

– овальный павильон эллиптического плана (50´100 м) представлял собой по компоновке два полукруга радиусами по 25,5 м, соединенных прямоугольной частью (51´21 м), и служил для демонстрации велосипедов и экипажей. Для перекрытия здания Шухов применил висящие сетки из прокатных металлических взаимно пересекающихся полос. Пространство покрытия опирается на две сквозные колонны высотой по 15 м по центрам воображаемого эллипса. Судя по фотографии (рис. 10.1.8), сечение сквозных колонн в поперечном направлении – около 2.0 м вверху завершается уширенными капителями, по наружным краям которых закреплены сквозные фермы с параболическими нижними поясами ( м, м). По верхним поясам ферм положена металлическая мембрана. Для уравновешивания распоров висящей сетки на прямоугольном участке покрытия каждая стойка укреплялась боковыми опорами. В округлых противоположных частях покрытия горизонтальные силы распоров (натяжений сетки) взаимно уравновешивались без дополнительных боковых опор.