Невидимый конфликт

Оксанович Людмил

Первым исключительно несущим элементом в составе здания была колонна, появившаяся еще во время крито-микенской цивилизации. Мы абстрагируемся от ее эстетических функций: не обращаем внимания на то, что она рождена не целесообразным стремлением к освобождению внутреннего пространства, а суетным стремлением к яркости и богатству фасада. Для нас важно одно: когда-то, в глубине тысячелетий, в недрах таинственной крито-микенской культуры, человек впервые обратился к элементу, который ничего не ограждает, а только несет. С инженерной точки зрения колонна предназначена исключительно для восприятия и передачи на основание определенной вертикальной нагрузки.

Греческие храмы представляют собой замечательные образцы не только древней

архитектуры, но и древнего строительного искусства. Типичный греческий храм — это прямоугольное помещение с легким покрытием, окруженное помпезной колоннадой, обычно по всему периметру здания. В доклассический период греки строили из сырого или обожженного кирпича и грубо обработанного камня, но в последующую эпоху почти исключительно из камня. Это были такие твердые породы камня, как мрамор, который к тому же не терпит соединения с помощью раствора, что вынуждало тогдашних строителей очень точно его обрабатывать, поскольку иначе опирание происходило бы в отдельных точках и возникала бы опасность растрескивания блоков.

Но Греция находится в опасной сейсмической зоне, и древние строители хорошо понимали это. Они соединяли отдельные блоки металлическими скобами, спаянными с камнем с помощью олова.

Небольшие колонны были монолитными, а более крупные состояли из нескольких каменных элементов, связанных изнутри металлическими прутьями. Для этого в камне выдалбливались глубокие отверстия, в местах стыков требовалось их точное совпадение (одно против другого). Усиление оказывалось полностью скрытым, так что даже трудно было заметить швы. На смену сравнительно простым в архитектурном и конструктивном отношении дорическим колоннам пришли значительно более стройные коринфские и ионические, в которых благодаря хорошему интуитивному пониманию строителями внутренних сил и их траекторий полнее использовался материал. Эти колонны уже имели базу, которая способствовала более равномерному распределению нагрузки на основание.

На колонны укладывались архитравы (в конструктивном отношении — монолитные каменные балки), с помощью которых преодолевались определенные расстояния между опорами. У Парфенона они достигают 2,5 м, а у других древнегреческих построек в афинском Акрополе — 6 м. Такой значительный для простой каменной балки пролет архитектор Мнесикл (437 г. до н. э.) обеспечил благодаря своеобразному армированию: в нижнем крае балки в специально выдолбленных желобах укладывались металлические прутья, которые заливались расплавленным оловом. Насколько все это было эффективно — другой вопрос, но факт остается фактом: древний строитель имел представление об изгибе, о растягиваемой и сжимаемой зонах и усомнился в прочности камня на растяжение. При архитравах с большими пролетами прибегали к составным балкам, которые ставились одна на другую и работали независимо одна от другой. Верхние балки были шире нижних, и таким образом оформлялась основа карниза.

Древние греки не знали или не признавали свода. Римляне же возвели его чуть ли не в культ. Мосты, акведуки, бани, дворцы, базилики — кирпичные и каменные арки и своды были наиболее распространенной конструктивной формой на территории Рима. Сначала римское строительное искусство было компилятивным и базировалось главным образом на греческой основе. Но, как можно видеть, оно включало и нечто новое и даже оригинальное, например массивные кирпичные стены. В качестве связующего вещества использовался более надежный известковый раствор. Между двумя независимо одна от другой возводимыми стенами насыпался балласт, связанный известковым раствором; при достаточно большой высоте оба слоя стены соединялись кирпичными диафрагмами. Такой несложный тип строительства, в отличие от точно обработанных и отшлифованных камней древних греков, превратил римское строительство в массовое. Ни одна древняя цивилизация не знала таких огромных масштабов строительства, таких крупных, долговечных и дешевых сооружений. Во времена

императора Константина, например, в одном только Риме насчитывалось 1800 дворцов, 11 общественных бань, 10 базилик, 36 триумфальных арок, множество храмов, амфитеатров и больших частных домов.

Одно из наиболее замечательных каменных сооружений древности — храм Юпитера в городе Гелиополисе (Малая Азия). Таких храмов не было даже в самом Риме. При площади застройки 7000 м² (равной футбольному полю) по периметру были установлены 62 колонны высотой до 20 м. Фундаментом служил огромный искусственный массив из камня, выполненный в незапамятные времена анонимным автором (знаменитая Баалбекская терраса). В северо-западном углу фундамента уложены три каменных блока по 850 т. Это самые тяжелые каменные блоки, применявшиеся когда-либо в истории человечества.

РАЗВИТИЕ «ЯСНОВИДЕНИЯ» В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Древние строители были лишены одного очень важного оружия — научных знаний. Если бы они владели хотя бы самыми основами строительной механики, им было бы достаточно четырех действий арифметики, чтобы точно знать, выдержат ли балки приложенную нагрузку, выдержат ли стены тяжесть свода, а свод — свою собственную тяжесть. Но древние строители были далеки от самых простых истин механики. Это оплачивалось дорогой, очень дорогой ценой.

История не сохранила свидетельств о неудачах — о катастрофах дворцов, обрушивании башен, разрушении мостов. Но мы можем быть уверены, что такие события не были редкостью. Катастрофы практически оказывались единственной возможностью проверить границы несущей способности и устойчивости сооружения.

Но, разумеется, от острого ума древних народов не укрылись некоторые закономерности природы; присутствовало и стремление к широким обобщениям на базе скромного и одностороннего опыта. Человеческое сознание уже было способно оперировать такими абстрактными понятиями, как «длина», «сила», «отношение». Постепенно в разных местах и в разное время начали возникать научные центры, пытавшиеся интерпретировать накопленный до этого момента опыт в виде теорий создававшихся чисто умозрительно. Одной их наиболее известных научных школ древности была Афинская школа Аристотеля, а также ее прямой наследник — Александрийская. Именно там создавался прообраз инженерной науки — науки, которая ставит своей целью практическую пользу, решение жизненно важных задач.

Это яркое и нетипичное для своего времени явление связано с деятельностью великого ученого древности Архимеда. Разумеется, это преувеличение; до него было много людей с богатым техническим опытом и тонкой интуицией, построивших много замечательных сооружений. Однако Архимед был первым ученым, применившим результаты своих научных исследований на практике.

Значителен его вклад в механику, который почти полностью относится к строительному делу: основы статики и гидростатики, теория центра тяжести; Архимед точно определил понятие «момент силы», ввел понятие «относительный вес». Условие равновесия рычага, в отличие от расплывчатой формулировки Аристотеля, было дано им в точном и ясном математическом виде.

Следующий яркий всплеск человеческого технического гения произошел многими веками позже — после падения Римской империи и нашествия варваров, где-то на закате мрачного средневековья, речь идет об универсальном гении Леонардо да Винчи.

Едва ли какая-либо другая крупная фигура того времени так полно и концентрированно воплощала в себе дух эпохи Возрождения. Леонардо — это великий художник, крупный скульптор, замечательный архитектор, мудрый философ, прозорливый ученый, изобретательный техник; в нем удивительным образом сочетались математический ум и пространственное воображение, дальновидность и сила воли. В многочисленных его трудах можно найти прототипы самолета с машущими крыльями, вертолета, парашюта, велосипеда, различных машин и даже военной техники.