Электронная книга: Владимир Григорьевич Шухов «Строительная механика. Избранные работы. Учебное пособие для вузов»

Владимир Григорьевич Шухов

Владимир Григорьевич Шухов
Дата рождения:	28 августа 1853
Дата смерти:	2 февраля 1939
Гражданство:	СССР
Научная сфера:	нефтепроводы, нефтехранилища, крекинг нефти, строительство
Альма-матер:	ИМТУ
Награды и премии	Герой Труда
Сайт:	shukhov.ru

Влади́мир Григо́рьевич Шу́хов (16 (28) августа 1853 — 2 февраля 1939) — великий инженер, изобретатель, учёный; почётный член Академии наук СССР (1929), Герой Труда. Является автором проектов и техническим руководителем строительства первых российских нефтепроводов (1878)^[1] и нефтеперерабатывающего завода с первыми российскими установками крекинга нефти (1931). Внёс выдающийся вклад в технологии нефтяной промышленности и трубопроводного транспорта.^[2]

В. Г. Шухов первым в мире применил для строительства зданий и башен стальные сетчатые оболочки.^[3] Впоследствии архитекторы хай-тека, знаменитые Бакминстер Фуллер и Норман Фостер, — окончательно внедрили сетчатые оболочки в современную практику строительства, и в XXI веке оболочки стали одним из главных средств формообразования авангардных зданий.^[4]

Шухов ввёл в архитектуру форму однополостного гиперболоида вращения, создав первые в мире гиперболоидные конструкции.^[5] Позднее гиперболоидные конструкции использовали в своём творчестве такие знаменитые архитекторы, как Гауди, Ле Корбюзье и Оскар Нимейер.

В 1876 году окончил с отличием Императорское Московское техническое училище (ныне Московский государственный технический университет) и прошёл годичную стажировку в США.

Основные сферы деятельности В. Г. Шухова

Шуховская башня на Шаболовке в Москве

• Проектирование и строительство первых нефтепроводов в России, разработка теоретических и практических основ строительства магистральных трубопроводных систем.^[6]
• Изобретение, создание и развитие оборудования и технологий нефтяной отрасли, цилиндрических резервуаров-нефтехранилищ, речных танкеров; внедрение нового способа эрлифта нефти.
• Теоретическая и практическая разработка основ нефтяной гидравлики.
• Изобретение установки термического крекинга нефти. Проектирование и строительство нефтеперерабатывающего завода с первыми российскими установками крекинга.
• Изобретение оригинальных конструкций газгольдеров и разработка типовых проектов хранилищ природного газа емкостью до 100 тысяч куб. м.
• Изобретение и создание новых строительных конструкций и архитектурных форм: первых в мире перекрытий-оболочек и гиперболоидных конструкций.
• Развитие методов проектирования стальных конструкций и строительной механики.
• Изобретение и создание трубчатых паровых котлов.
• Проектирование крупных систем водоснабжения городов.
• Изобретение и создание морских мин и платформ тяжёлых артиллерийских систем, батопортов.

Член ВЦИК. Ленинская премия (1929). Герой Социалистического Труда (1932).

Развитие нефтяной отрасли и тепловых машин

Металло-стеклянные перекрытия ГУМа конструкции В. Г. Шухова, Москва, 2007

Владимир Григорьевич Шухов автор проекта и главный инженер строительства первого российского нефтепровода Балаханы — Чёрный Город (Бакинские нефтепромыслы, 1878), построенного для нефтяной компании «Бр. Нобель». Проектировал и затем руководил работами по постройке нефтепроводов фирм «Бр. Нобель», «Лианозов и К°» и первого в мире мазутопровода с подогревом. Работая на нефтяных промыслах в Баку, В. Г. Шухов разработал основы подъёма и перекачки нефтепродуктов, предложил метод подъема нефти с помощью сжатого воздуха — эрлифт, разработал методику расчёта и технологию строительства цилиндрических стальных резервуаров для нефтехранилищ, изобрёл форсунку для сжигания мазута.

Старинный клёпаный нефтяной резервуар Шухова на жезнодорожной стации города Владимира, 2007

В статье «Нефтепроводы» (1884) и в книге «Трубопроводы и их применение в нефтяной промышленности» (1894) В. Г. Шухов привёл точные математические формулы для описания процессов протекания по трубопроводам нефти, мазута, создав классическую теорию нефтепроводов. В. Г. Шухов автор проектов первых российских магистральных трубопроводов: Баку — Батуми (883 км, 1907), Грозный — Туапсе (618 км, 1928).

В 1896 году Шухов изобрел новый водотрубный паровой котел в горизонтальном и вертикальном исполнении (патенты Российской империи № 15 434 и № 15 435 от 27 июня 1896 года). В 1900 году его паровые котлы были отмечены высокой наградой — на Всемирной выставке в Париже Шухов получил золотую медаль. По патентам Шухова до и после революции были произведены тысячи паровых котлов.

Строительство первых в мире сетчатых оболочек-перекрытий двоякой кривизны конструкции В. Г. Шухова на Выксунском металлургическом заводе, Выкса, 1897

Шухов примерно с 1885 г. начал строить на Волге первые русские речные танкеры-баржи. Монтаж осуществлялся точно запланированными этапами с использованием стандартизированных секций на верфях в Царицыне (Волгоград) и Саратове.

В. Г. Шухов и его помощник С. П. Гаврилов изобрели промышленный процесс получения автомобильного бензина — непрерывно действующую трубчатую установку термического крекинга нефти (патент Российской империи № 12926^[7] от 27 ноября 1891 года). Установка состояла из печи с трубчатыми змеевиковыми нагревателями, испарителя и ректификационных колонн.

Установка В. Г. Шухова для термического крекинга нефти, 1931

Через тридцать лет в 1923 году в Москву прибыла делегация компании «Синклер Ойл»^[8], чтобы получить информацию о крекинге нефти, изобретенном Шуховым. Ученый, сравнив свой патент 1891 с американскими патентами 1912—1916 годов, доказал, что американские крекинг-установки повторяют его патент и не являются оригинальными. В 1931 году по проекту и при техническом руководстве В. Г. Шухова был построен нефтеперерабатывающий завод «Советский крекинг» в Баку, где впервые в России был использован шуховский патент на крекинг-процесс при создании установок для получения бензина.

Создание строительных и инженерных конструкций

Первая в мире гиперболоидная башня Шухова, Нижний Новгород, фотография А. О. Карелина, 1896

В. Г. Шухов является изобретателем первых в мире гиперболоидных конструкций^[9] и металлических сетчатых оболочек строительных конструкций (патенты Российской Империи № 1894, № 1895, № 1896; от 12 марта 1899 года, заявленные В. Г. Шуховым 27.03.1895 −11.01.1896). Для Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 года в Нижнем Новгороде В. Г. Шухов построил восемь павильонов с первыми в мире перекрытиями в виде сетчатых оболочек, первое в мире перекрытие в виде стальной мембраны (Ротонда Шухова) и первую в мире гиперболоидную башню удивительной красоты (была куплена после выставки меценатом Ю. С. Нечаевым-Мальцовым и перенесена в его имение Полибино (Липецкая область), сохранилась до настоящего времени). Оболочка гиперболоида вращения явилась совершенно новой, никогда раньше не применявшейся в архитектуре формой. После Нижегородской выставки 1896 года 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. 70-метровый сетчатый стальной Аджигольский маяк под Херсоном — самая высокая односекционная гиперболоидная конструкция В. Г. Шухова. Радиобашня на Шаболовке в Москве стала самой высокой из многосекционных шуховских башен (160 метров).

Стоительство овального павильона с сетчатым стальным висячим покрытием для Всероссийской выставки 1896 года в Нижнем Новгороде, фотография А. О. Карелина, 1895

«Конструкции Шухова завершают усилия инженеров XIX столетия в создании оригинальной металлической конструкции и одновременно указывают путь далеко в XX век. Они знаменуют собой значительный прогресс: опирающаяся на основные и вспомогательные элементы стержневая решетка традиционных для того времени пространственных ферм была заменена сетью равноценных конструктивных элементов» (Schädlich Ch., Das Eisen in der Architektur des 19.Jhdt., Habilitationsschrift, Weimar, 1967, S.104).

Шухов изобрёл также арочные конструкции покрытий с тросовыми затяжками. До нашего времени сохранились арочные: стеклянные своды^[10] покрытий В. Г. Шухова над крупнейшими московскими магазинами: Верхними торговыми рядами^[11] (ГУМ) и Фирсановским (Петровским) пассажем. В конце XIX века Шухов вместе со своими сотрудниками составил проект новой системы водоснабжения Москвы. По проектам В. Г. Шухова было сооружено более 180 стальных мостов.

В 1897 году Шухов построил для металлургического завода в Выксе цех с пространственно изогнутыми сетчатыми парусообразными стальными оболочками перекрытий двоякой кривизны. Этот цех сохранился на Выксунском металлургическом заводе до наших дней. Это первое в мире сводообразное выпуклое перекрытие-оболочка двоякой кривизны.

Пушкинский музей, 1912

В. Г. Шухов изобрел новые конструкции пространственных плоских ферм и использовал их при проектировании покрытий Музея изящных искусств (ГМИИ им. Пушкина), Московского главного почтамта, Бахметьевского гаража и других многочисленных построек. В 1912—1917 г.г. В. Г. Шуховым спроектировал перекрытия залов и дебаркадер^[12] Киевского вокзала (бывшего Брянского)^[13] в Москве и руководил его возведением (ширина пролета — 48 м, высота — 30 м, длина — 230 м).

Работая над созданием несущих конструкций, Шухов вносил существенный вклад в окончательный проект зданий и невольно выступал в роли архитектора. В архитектурном облике павильонов Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 года, ГУМа и Киевского вокзала авторство Шухова определило наиболее впечатляющие черты сооружений.

Во время первой мировой войны В. Г. Шухов изобрёл несколько конструкций морских мин и платформ тяжёлых артиллерийских систем, проектировал батопорты морских доков.

Гиперболоидные сетки шуховских башен на Оке, вид снизу, 1989 год

Сооружение в 1919—1922 г.г. башни для радиостанции на Шаболовке в Москве явилось самой известной работой В. Г. Шухова. Башня представляет собой телескопическую конструкцию высотой 160 метров, состоящую из шести сетчатых гиперболоидных стальных секций. После аварии на строительстве радиобашни В. Г. Шухов был приговорён к смертной казни с отсрочкой исполнения приговора до окончания строительства. 19 марта 1922 года началась трансляция радиопередач и В. Г. Шухов был помилован.

Регулярные трансляции российского телевидения через передатчики Шуховской башни начались 10 марта 1939 года.^[14] Долгие годы изображение Шуховской башни являлось эмблемой советского телевидения и заставкой многих телепередач, включая знаменитый «Голубой огонёк». Сейчас Шуховская башня признана международными экспертами одним из высших достижений строительного искусства и отнесена к объектам мирового культурного наследия.

В 1927—1929 гг. В. Г. Шухов, принимая участие в реализации плана ГОЭЛРО, превзошел эту башенную конструкцию, построив три пары сетчатых многоярусных гиперболоидных опор перехода через реку Оку ЛЭП НиГРЭС в районе города Дзержинска под Нижним Новгородом.

Шуховские башни в Москве и на Оке являются уникальными памятниками архитектуры русского авангарда.

Последним крупным достижением В. Г. Шухова в области строительной техники стало выпрямление накренившегося во время землетрясения минарета древнего медресе Улугбека в Самарканде ^[15].

Названы в честь Шухова и носят его имя

Шуховский металло-стеклянный дебаркадер Киевского вокзала в Москве

• Гиперболоидные сетчатые башни, соответствующие патенту В. Г. Шухова, построенные в России и за рубежом.
• Белгородский государственный технологический университет
• Улица в Москве
• Улица в Туле
• Улица в Петропавловске, Казахстан
• Парк в городе Грайворон
• Школа в городе Грайворон
• Золотая медаль, присуждаемая за высшие инженерные достижения.
• Шуховская башня в Бухаре, Узбекистан

Память

Памятник Владимиру Шухову в Москве.

• 2 декабря 2008 года в Москве на Тургеневской площади был открыт памятник Владимиру Шухову. Авторский коллектив, работавший над памятником, возглавлял Салават Щербаков. Шухов увековечен в бронзе, в полный рост с рулоном чертежей и в накинутом на плечи плаще. Вокруг памятника установлены бронзовые скамейки. Две из них — в форме расколотого бревна с лежащими на них тисками, молотками и другими столярными инструментами; ещё одна представляет собой конструкцию из колёс и зубчатых передач.^[16]

Семья

• Шухов, Сергей Владимирович — сын.
• Шухов, Владимир Сергеевич — внук, руководитель фонда «Шуховская башня».

Публикации

Гиперболоидная шуховская башня порта Кобе выдержала землетрясение в 7 баллов по шкале Рихтера, Япония, 2005

• Шухов В. Г., Механические сооружения нефтяной промышленности, «Инженер», том 3, кн. 13, № 1, стр. 500—507, кн. 14, № 1, стр. 525—533, Москва, 1883.
• Шухов В. Г., Нефтепроводы, «Вестник промышленности», № 7, стр. 69 — 86, Москва, 1884.
• Шухов В. Г., Насосы прямого действия и их компенсация, , 32 стр., «Бюл. Политехнического общества», № 8, приложение, Москва, 1893—1894.
• Шухов В. Г., Трубопроводы и их применение к нефтяной промышленности, , 37 стр., Изд. Политехнического общества, Москва, 1895.
• Шухов В. Г., Насосы прямого действия. Теоретические и практические данные для их расчета. 2-е изд. с дополнениями, , 51 стр., Изд. Политехнического общества, Москва, 1897.
• Шухов В. Г., Стропила. Изыскание рациональных типов прямолинейных стропильных ферм и теория арочных ферм, 120 стр., Изд. Политехнического общества, Москва, 1897.
• Шухов В. Г., Боевая мощь русского и японского флота во время войны 1904—1905 гг., в кн.: Худяков П. К. «Путь к Цусиме», стр. 30 — 39, Москва, 1907.
• Шухов В. Г., Заметка о патентах по перегонке и разложению нефти при повышенном давлении, «Нефтяное и сланцевое хозяйство», № 10, стр. 481—482, Москва, 1923.
• Шухов В. Г., Заметка о нефтепроводах, «Нефтяное и сланцевое хозяйство», том 6, № 2, стр. 308—313, Москва, 1924.
• Шухов В. Г., Избранные труды, том 1, «Строительная механика», 192 стр., под ред. А. Ю. Ишлинского, Академия наук СССР, Москва, 1977.
• Шухов В. Г., Избранные труды, том 2, «Гидротехника», 222 стр., под ред. А. Е. Шейндлина, Академия наук СССР, Москва, 1981.
• Шухов В. Г., Избранные труды, том 3, «Нефтепереработка. Теплотехника», 102 стр., под ред. А. Е. Шейндлина, Академия наук СССР, Москва, 1982.

Изобретения В. Г. Шухова

Гиперболоидный Аджигольский маяк конструкции В. Г. Шухова под Херсоном, 1911

• 1. Ряд ранних изобретений и технологий нефтяной промышленности, в частности, технологии строительства нефтепроводов и резервуаров, не оформлены привилегиями и описаны В. Г. Шуховым в работе «Механические сооружения нефтяной промышленности» (журнал «Инженер», том 3, кн. 13, № 1, стр. 500—507, кн. 14, № 1, стр. 525—533, Москва, 1883) и последующих работах о сооружениях и оборудовании нефтяной отрасли.
• 2. Аппарат для непрерывной дробной перегонки нефти. Привилегия Российской Империи № 13200 от 31.12.1888 (соавтор Ф. А. Инчик).
• 3. Эрлифт-насос. Привилегия Российской Империи № 11531 за 1889.
• 4. Гидравлический дефлегматор для перегонки нефти и других жидкостей. Привилегия Российской Империи № 9783 от 25.09.1890 (соавтор Ф. А. Инчик).
• 5. Крекинг-процесс (установка для перегонки нефти с разложением). Привилегия Российской Империи № 12926 от 27.11.1891 (соавтор С. П. Гаврилов).
• 6. Трубчатый паровой котёл. Привилегия Российской Империи № 15434 от 27.06.1896.
• 7. Вертикальный трубчатый котёл. Привилегия Российской Империи № 15435 от 27.06.1896.
• 8. Сетчатые покрытия для зданий. Привилегия Российской Империи № 1894 от 12.03.1899. Кл. 37а, 7/14.
• 9. Сетчатые сводообразные покрытия. Привилегия Российской Империи № 1895 от 12.03.1899. Кл. 37а, 7/08.
• 10. Гиперболоидные конструкции (ажурная башня). Привилегия Российской Империи № 1896 от 12.03.1899. Кл. 37f,15/28.
• 11. Водотрубный котёл. Привилегия Российской Империи № 23839 за 1913. Кл. 13а, 13.
• 12. Водотрубный котёл. Патент СССР № 1097 за 1926. Кл. 13а,13.
• 13. Водотрубный котёл. Патент СССР № 1596 за 1926. Кл. 13а, 7/10.
• 14. Воздушный экономайзер. Патент СССР № 2520 за 1927. Кл. 24к,4.
• 15. Устройство для выпуска жидкости из сосудов с меньшим давлением в среду с большим давлением. Патент СССР № 4902 за 1927. Кл. 12g,2/02.
• 16. Подушка для уплотнительных приспособлений к поршням сухих газгольдеров. Патент СССР № 37656 за 1934. Кл. 4 с, 35.
• 17. Приспособление для прижатия к стене резервуара уплотнительных колец для поршней сухих газгольдеров. Патент СССР № 39038 за 1938. Кл. 4 с,35
• 18. Приспособление для прижатия к стене резервуара уплотнительных колец для поршней сухих газгольдеров. Патент СССР № 39039 за 1938. Кл. 4 с,35

Литература

Памятнику федерального значения, первой в мире конструкции-гиперболоиду (1896) в Полибино (Липецкая область) необходимо срочное антикоррозийное покрытие.

Шуховская башня в Москве в настоящее время недоступна для туристов.

Одна из двух охраняемых государством шуховских башен на Оке была преднамеренно разрушена в 2005 году. Фото 1989 года.

(рус.)

• Шаммазов А. М. и др.: «История нефтегазового дела России», Москва, «Химия», 2001, 316 стр., УДК 622.276, ББК 65.304.13, ISBN 5-7245-1176-2
• Хан-Магомедов С. О.: «Сто шедевров советского архитектурного авангарда», М.:2004, УРСС, ISBN 5-354-00892-1
• «В. Г. Шухов (1853—1939). Искусство конструкции.», Райнер Грефе, Оттмар Перчи, Ф. В. Шухов, М. М. Гаппоев и др., 192 стр., «Мир», Москва, 1994, ISBN 5-03-002917-6.
• «Владимир Григорьевич Шухов. Первый инженер России.», Е. М. Шухова, 368 стр., Изд. МГТУ, Москва, 2003, ISBN 5-7038-2295-5.
• В. Г. Шухов — выдающийся инженер и ученый: Труды Объединенной научной сессии Академии наук СССР, посвященной научному и инженерному творчеству почетного академика В. Г. Шухова. М.: Наука, 1984, 96 с.
• Российский государственный архив научно-технической документации (РГАНТД): «Документальное наследие выдающегося российского инженера В. Г. Шухова в архивах» (межархивный справочник), ред. Шапошников А. С., Медведева Г. А.; 181 стр., издание РГАНТД, Москва, 2008.

(англ.)

• Peter Gössel, Gabriele Leuthäuser, Eva Schickler: «Architecture in the 20th century», Taschen Verlag; 1990, ISBN 3-8228-1162-9 and ISBN 3-8228-0550-5
• «The Nijni-Novgorod exhibition: Water tower, room under construction, springing of 91 feet span», «The Engineer», № 19.3.1897, P.292-294, London, 1897.
• Elizabeth C. English, «Invention of Hyperboloid Structures», Metropolis & Beyond, 2005.
• William Craft Brumfield, «The Origins of Modernism in Russian Architecture», University of California Press, 1991, ISBN 0-520-06929-3.
• «Arkhitektura i mnimosti»: The origins of Soviet avant-garde rationalist architecture in the Russian mystical-philosophical and mathematical intellectual tradition", Elizabeth Cooper English, Ph. D., a dissertation in architecture, 264 p., University of Pennsylvania, 2000.
• Karl-Eugen Kurrer, «The History of the Theory of Structures: From Arch Analysis to Computational Mechanics», 2008, ISBN 978-3-433-01838-5

(нем.)

• «Vladimir G. Suchov 1853—1939. Die Kunst der sparsamen Konstruktion.», Rainer Graefe, Ph. D., und andere, 192 S., Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart, 1990, ISBN 3-421-02984-9.
• Jesberg, Paulgerd Die Geschichte der Bauingenieurkunst, Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart (Germany) , ISBN 3-421-03078-2, 1996; pp. 198-9.
• Ricken, Herbert Der Bauingenieur, Verlag für Bauwesen, Berlin (Germany) , ISBN 3-345-00266-3, 1994; pp. 230.

(итал.)

• «Vladimir G. Shukhov e la leggerezza dell’acciaio», Fausto Giovannardi, Borgo San Lorenzo, 2007.

(фр.)

• Picon, Antoine (dir.), «L’art de l’ingenieur : constructeur, entrepreneur, inventeur», Éditions du Centre Georges Pompidou, Paris, 1997, ISBN 2-85850-911-5.

Примечания

См. также

Строительство гиперболоидной шуховской 610-метровой телебашни в Гуанчжоу, Китай, 2007

• Сетчатая оболочка
• Первый российский нефтепровод
• Нефтепровод Грозный — Туапсе
• Нефтепровод Баку — Батуми
• Крекинг
• Нефтеперерабатывающий завод
• Эрлифт
• Резервуары-нефтехранилища Шухова
• Паровые котлы Шухова
• Ротонда Шухова
• Шуховская башня
• Первая гиперболоидная башня
• Шуховская башня на Оке
• Аджигольский маяк
• Гиперболоидные конструкции
• Гиперболоидные мачты кораблей
• ГУМ
• ГМИИ имени А. С. Пушкина
• Киевский вокзал
• Петровский пассаж
• Гараж на Новорязанской улице
• Бахметьевский гараж
• Миусский трамвайный парк
• Замоскворецкий трамвайный парк
• Всероссийская выставка 1896
• Перекрытия-оболочки
• ЦНИИПСК им. Н. П. Мельникова

Ссылки

Железнодорожный мост конструкции В. Г. Шухова через реку Аше у Сочи, 1989

• Шуховские башни
• Владимир Григорьевич Шухов
• О вкладе В. Г. Шухова в развитие нефтяной промышленности России
• О сетчатых оболочках В. Г. Шухова
• Труды и дни инженера В. Г. Шухова. Елена Шухова
• Die sparsame Konstruktion
• Vladimir Shukhov and the Invention of Hyperboloid Structures
• Фотографии В. Г. Шухова
• Фотографии шуховской башни в Гуанчжоу
• Как спасти Шуховскую башню в Москве
• Шуховская башня в городе Борисове
• Автор Шаболовской телебашни увековечен в бронзе

Источник: Владимир Григорьевич Шухов