Шуховские башни

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".