BTU Cottbus-Senftenberg proiectează Great Engineers - Lexicon pe internet al inginerilor civili
Proiectele Vladimir Gregorjewitsch Šuchov (1853-1939)
Lista proiectelor
Lista proiectelor include doar structuri care au fost atribuite unui an de construcție în literatura de specialitate utilizată (turnul de apă cu rețea hiperboloidă din Krasnodar, Rusia, rămâne o excepție. Fig. 3.44 și 3.45). De exemplu, există mult mai multe dintre aceste tipuri pe lângă rezervoarele de petrol, turnurile de apă și podurile enumerate. În timpul petrecut în biroul din Bari, se spune că Šuchov a planificat și a construit 417 poduri, peste 20.000 de tancuri de petrol și aproximativ 50 de turnuri de rețea hiperboloidă.
Šuchov a trecut prin diferite răsturnări politice. Prin urmare, apartenența politică din timpul vieții lui Šuchov, apartenența politică de astăzi și diverse nume (dacă a fost redenumită în istorie) sunt menționate pentru locurile enumerate în listă. Prin transferul numelor de locuri și râuri din alfabetul chirilic, sau limba rusă și alte limbi slave, au fost create diverse transcripții în alfabetul latin, care apar diferit în surse. Pentru a oferi cât mai multă claritate, sunt listate și ortografiile denumirilor topografice relevante.
| Gara Victoria | Londra, Anglia | Hală cu platformă cu două culoare, cu arcuri și șnururi ușoare cu două articulații. Interval: 39,0 m. Ing.: John Fowler (1817-1898). Epoca sălilor monumentale de platformă. |
| Rezervor de benzină din Berlin, cu o cupolă ușoară, spațială cu jumătate de lemn - "Schwedler Dome" | Berlin, Germania | Ing.: Johann Wilhelm Schwedler (1823-1894). Încrucișare între coaste și inele orizontale. |
| Royal Albert Hall | Londra, Anglia | Cupola din fier forjat. Diametru: 57,0 - 67,0 m. |
| Pod de fermă de fier peste Firth of Tay | Gura râului Tay/Marea Nordului, Scoția | Lungime: 3.000 m. Thomas Bouch (1822-1880). |
| Podul principal | Aproape de Hassfurt, Germania | Tăbăcărie. Brevet (1866) de Heinrich Gerber (1832-1912). |
| Pod cu arc de fier - Kirchenfeldbrücke | Berna, Elveția | Lungime totală: 229,0 m. Se compune din două arcuri, fiecare cu o întindere de 87,0 m și o înălțime de 37,0 m. |
| Viaduct feroviar peste Valea Truyere (Viaductul Garabit/Viaduc de Garabit) | La Loubaresse, Franța | Lungime 165 m, lungime 564 m, înălțime 122 m. Planificare: Gustave A. Eiffel (1832-1923), Maurice Koechlin (1856-1946). |
| Podul Firth of Forth | Aproape de Edinburgh, Scoția | Bridge se întinde pe Firth of Forth. Pod din oțel cu grinzi Gerber: 2.465,0 m lungime, două deschideri principale fiecare cu o deschidere de 521,0 m. Planificare: John Fowler (1817-1898) și Benjamin Baker (1840-1907). |
| Teatrul Mariinsky | Sankt Petersburg, Rusia | |
| Prima schiță a Turnului Eiffel | Paris, Franta | Desenat de Maurice Koechlin (1856-1946), colaborator cu Gustave A. Eiffel (1832-1923). |
| Gara Centrală | Frankfurt/Main, Germania | Hală cu platformă cu trei culoare, cu arcuri ușoare în trepte articulate (deschidere de 56 m). Planificare: Johann Wilhelm Schwedler (1823–1894). |
| Primul petrolier german cu o capacitate de 3.000 t | O.A. | |
| turnul Eiffel | Paris, Franta | Construcția cadrului spațial din fier forjat de Gustave A. Eiffel (1832-1923) a. Maurice Koechlin (1856-1946) cu o înălțime de 300 m. |
| Gallery des Machines (sala mașinilor) | Paris, Franta | Cea mai mare sală a Expoziției Mondiale de la Paris din 1889. Arc cu jumătate din lemn: dimensiuni: 111,0 m deschidere, 45,0 m înălțime coroană. Planificare: Charles Louis Ferdinand Dutert (Arh. (1845-1906), Victor Contamin (Ing. (1840-1893). |
| Galleria Umberto I. (Fig.3.27) | Napoli, Italia | Trecere cu cupolă din fier forjat, grinzi de zăbrele în formă de inel și corzi inferioare curbate (întindere de 38 m). Încercați suprafața curbată spațial. |
| Primul metrou din Europa continentală | Budapesta, Ungaria | |
| Grand Palais (Fig.3.28) | Paris, Franta | Săli de expoziție pentru Expoziția mondială de la Paris din 1900. Construcție de structuri din oțel. |
| Sala festivalului | Frankfurt/Main, Germania | Construcție ajutată a structurilor arcuite de Friedrich v. Thiersch (1852-1921) și compania de construcții de poduri Gustavsburg. |
| Design de la Turnul Tatlin | Sankt Petersburg, Rusia | Înălțime: 400 m. Planificare: Vladimir E. Tatlin (1885-1953). Turnul ca monument pentru III. Internaţional. |
| Proiectul Tribunei Lenin | O.A. | Planificare: El Markowitsch Lissitzky (1890-1941). |
proiectele alese
În 1879, rezervoarele de petrol de la Šuchov au fost primele rezervoare eficiente de acest gen. Comparativ cu rezervoarele grele dreptunghiulare cunoscute din SUA, el a dezvoltat rezervoare cilindrice mai ușoare, cu podele subțiri susținute pe paturi de nisip și grosimi ale pereților care au fost gradate în funcție de sarcini. În zona superioară, rezervoarele de petrol de la Šuchov aveau doar o grosime minimă, ceea ce însemna că materialul a fost utilizat în mod optim și salvat.
El a creat liste cu care a fost întotdeauna determinată cea mai ieftină variantă în ceea ce privește volumul, materialul, efortul și costurile pentru planificare. În 1883, Šuchov și-a publicat metoda de calcul în „Sisteme mecanice ale industriei petroliere”. În vederea economisirii materialului și a energiei, containerele, inclusiv toate accesoriile, au fost standardizate astfel încât să poată fi fabricate ca pe o linie de asamblare. Existau diverse șabloane pentru tăierea tablelor și pentru realizarea găurilor de nituri. În 1881 au fost construite zece containere folosind pentru prima dată procesul de asamblare. Un număr total de 130 de tancuri de petrol ar fi fost construite în doar doi ani. Peste 20.000 de piese au fost produse până în 1917. Unele dintre aceste containere erau încă în funcțiune în 1990 (de exemplu, în Kinešma (Rusia) și Batumi (Adjara/Georgia)). Unul dintre cele mai vechi containere conservate se află în incinta fabricii fostei companii Bari (astăzi „Dinamo”) din Moscova. Potrivit lui Graefe, metoda de construcție dezvoltată de Šuchov ar trebui, în principiu, să fie utilizată și astăzi.
Sursa: GRAEFE 1990.
Marea Caspică și Volga s-au oferit ca rute de transport pentru transportul petrolului produs la Baku. Prin urmare, în 1885, după analize computaționale, pe care le-a publicat în articolele sale din 1902 și 1903, Šuchov a dezvoltat primele cisterne rusești pentru navigația fluvială cu o formă favorabilă și construcții de corp extrem de lungi și extrem de plane.
Šuchov a încercat să economisească orice greutate inutilă pe navele sale, așa cum se obișnuiește în construcția navală. Fixajele și pereții despărțitori au fost, prin urmare, incluși, deoarece au fost planificate piese portante și elemente de tensiune pentru armare.
Primele barje de tanc au avut o lungime de 70,0 m, o lățime de 10,0 m și o înălțime a corpului de 1,5 până la 2,0 m. Ar putea absorbi aproximativ 800 de tone de petrol. Se spune că șlepurile ulterioare aveau o lungime de până la 170,0 m și ar putea conține în jur de 10.000 t de petrol. În ciuda măririi navelor, dimensiunile secțiunii transversale a pieselor portante nu ar fi trebuit să crească semnificativ. Pentru a compara dimensiunile cisternelor Šuchov, trebuie menționat aici că primele cisterne oceanice cu o capacitate de 3.000 t au fost construite în Germania în 1886.
Pentru producție, Šuchov a standardizat părțile individuale ale navelor pentru a permite producția fabricată în fabrică. Planificarea muncii a avut loc la Moscova. Producția a avut loc în șantierele navale din ceea ce este acum Volgograd (Rusia) și Saratow (Rusia) pe Volga. Compania din Bari a obținut o poziție de lider pe piața construcțiilor navale. În perioada de boom economic până în 1900, majoritatea tancurilor rusești au fost construite de acesta.
Sursa: GRAEFE 1990.
Chiar înainte de a începe să lucreze cu structuri de pod la începutul anilor 1890, Šuchov s-a orientat spre dezvoltarea structurilor de acoperiș, probabil cu scopul de a putea participa la expoziția de la Nižnij Novgorod. El a dezvoltat în continuare tipurile de structuri de susținere ale acoperișului rotund suspendat și construcția de carcasă arcuită din fier în construcții de grilaj mai ușoare și mai ușoare.
Acoperișul suspendat din fier.
Părțile portante sunt fier plat, care sunt agățate ca niște benzi de oțel sau corzi între două inele, unul mai mic în partea de sus și unul mai mare dedesubt. Ambele inele se sprijină pe suporturi. Corzile supuse solicitării la întindere constau din benzi flexibile de fier, a căror latură plană se află în suprafața acoperișului. Datorită propriei lor greutăți, se lasă sub forma unei linii de frânghie.
Construcția învelișului de fier.
Piesele portante sunt fiare de întindere, rigide, cu bandă verticală sau fiare de călcat între două suporturi.
Ideile lui Šuchov despre structurile acoperișului erau fundamental noi în Rusia. El a vrut să proiecteze structuri bidimensionale realizate din părți consistente egale. Unul dintre semnele distinctive ale structurilor planare este - și la acea vreme o noutate absolută - că structura de bare a cadrului vremii, constând din grinzi principale și secundare, a fost înlocuită de o rețea filigranată de membri structurali echivalenți. Pielea acoperișului a devenit, de asemenea, elementul portant.
Un exemplu al acestei construcții este prezentat în brevetul Šuchov privind acoperișurile din plasă, depus în 1895, cu numărul Privilegija 1894 (Fig. 4.03). Structurile de zăbrele au fost alcătuite din benzi de oțel și bare de unghi care traversează diagonal, creând o plasă în formă de diamant într-o structură plană. Šuchov a folosit rețelele ușoare rezultate, atârnând într-un acoperiș suspendat cu tensiune sau în picioare într-un acoperiș cu carcasă sub presiune. Georgij M. Ščerbo încearcă în contribuția sa „Despre sursele de inovații în lucrarea lui Šuchov” [ŠČERBO 1990] să clarifice ceea ce l-a inspirat pe Šuchov către acoperișurile suspendate în formă de plasă, pe care contemporanii le numeau și corturi în analogie cu corturile din pânză.
Potrivit lui Ščerbo, se spune că primul cort de circ cu un singur catarg cu diametrul de 27,5 m ar fi fost construit încă din 1830. În anii următori au fost construite corturi din ce în ce mai mari, cu mai multe catarguri principale și suporturi intermediare. Ščerbo crede că corturile de circ ale lui Barum și Bailey trebuie să fi stârnit interesul lui Šuchov în călătoria sa în America.
Cu surse de inspirație pentru acoperișul suspendat al lui Šuchov, Rainer Graefe subliniază în articolul său „Acoperișuri din plasă, acoperișuri suspendate și cochilii de grătar” [GRAEFE 1990] că designul nu era nou. Încă din 1824, inginerul austro-slovac Friedrich Schnirch avea un acoperiș suspendat brevetat, care urma să constea în lanțuri suspendate paralel de o grindă de creastă. Începând cu 1863, inginerul german Johann Wilhelm Schwedler a construit cupolele de fier Schwedler numite după el, în care elementele portante se așezau într-un singur plan, ca în cochilii de rețea ale lui Šuchov (Fig. 3.29). Cu toate acestea, pentru prima dată, Šuchov a proiectat forma acoperișului suspendat încărcat cu tensiune ca o structură de suprafață de fier cu o curbură dublă (Fig. 3.30).
Prietenul apropiat și inginer mecanic al lui Šuchov, care a primit medalia de aur în 1877 și mai târziu profesor la Politehnica P. K. Chudjakov (1858-1935), a scris despre construcțiile rețelei lui Šuchov:
„S-ar căuta în zadar o astfel de instruire în cursurile de inginerie și construcții ale vremii. Pentru aceasta a fost nevoie de spiritul neobosit de cercetare al unui inginer independent ”[ŠČERBO 1990, p. 25].
Potrivit lui Graefe, se spune că Šuchov a ridicat primul său acoperiș suspendat la Moscova în 1894 peste o clădire de atelier circular din fabrica de cazane din Bari [GRAEFE 1990] (Fig. 3.11 și 3.35). Acest acoperiș agățat era încă acolo în anii 1970, dar nu se mai presupune că există astăzi.
Învelișurile sale de rețea, formate dintr-un singur element de profil, erau simple în comparație cu structurile boltite din fier cunoscute până în acel moment. Structura obișnuită a boltii a nervurilor principale și secundare ale unui cadru tridimensional normal a fost înlocuită de o rețea de bare echivalente. Construcția boltită a fost stabilizată prin tensionarea reciprocă a curelelor de fier cu muchii încrucișate. Acestea au atins doar marginile, pentru conectarea cărora erau necesare piese speciale.
Inițial, Šuchov a creat doar scoici de rețea care erau curbate pe o parte. Realizarea carcasei de rețea cu curbă dublă a necesitat încă câteva structuri de testare. În 1890 a testat comportamentul portant pe două cochilii în formă de butoi pentru acoperișuri de stații de pompare a uleiului de 13,5 x 9,0 m în Groznyi (Cecenia/Rusia) (Fig. 3.09). Acolo au fost utilizate profiluri Z curbate eliptic. Șnururile orizontale au preluat forța de arc. Învelișul a fost îndepărtat printr-o structură de grindă a grinzilor de margine și a coloanelor de grindă care se conicau în sus.
O altă încercare a fost rotunda unui atelier construit la Moscova în 1894. Acolo Šuchov a planificat o cupolă de zăbrele de 22,0 m, realizată din benzi orizontale de fier dispuse radial. Deoarece această cupolă cu zăbrele avea defecte structurale, a înlocuit această cupolă cu un acoperiș conic într-o construcție din lemn sau fier. În 1896, Šuchov a făcut o altă încercare la una dintre sălile de expoziție ale „Expoziției All-Russian” din Nižnij Novgorod. Inițial, aici urma să fie construită o cupolă de 25,6 m. Dar și aici a fost construită o carcasă de rețea de butoi curbată pe o parte (fig. 3.36 și 3.37).
În 1897 a fost în cele din urmă posibilă ridicarea unei carcase de rețea cu curbă dublă pe un atelier al fabricilor siderurgice din Vyksa (Rusia) (Fig. 3.14, 3.39 și 3.40).
În afară de cele patru acoperișuri suspendate ale sălilor de expoziție și primul acoperiș suspendat din 1894 din Moscova al clădirii atelierului fabricii de cazane din Bari, Šuchov nu a mai construit. „Expoziția All-Russian” de la Nižnij Novgorod din 1896 a rămas punctul culminant al acoperișurilor suspendate ale lui Šuchov, pe un plan circular, oval și, de asemenea, dreptunghiular. Totuși, dintre cochilii sale de zăbrele, se spune că au fost construite cel puțin încă 30.