Физические начала архитектурных форм

Есть некоторые данные, добытые наукою, относительно изменения твёрдых тел. Эти данные рассматриваются отчасти в теории упругости, но сама эта теория находится ещё в младенческом состоянии. Есть и ещё явления, которые наблюдаются в большей или меньшей степени в телах изотропной структуры и рассматриваются под названиями текучести и тягучести, но для этих явлений нет ещё даже и теории; исследования, весьма немногочисленные, в этом направлении, можно сказать, ещё только недавно начаты.

Вообще тот запас сведений, которым располагает наука во всём том, что касается изменения формы тел под влиянием тех усилий, которые в них действуют, крайне скуден. Эта скудость отражается и на крайне сбивчивой и неясной терминологии. Например, различают упругую деформацию и остаточную, но, как показывает опыт, на практике упругая деформация переходит в остаточную с течением времени. Отличают ещё упругое последствие, а затем уже упомянутые тягучесть и текучесть. Между тем нетрудно заметить, что все эти явления одного порядка. Разделение же этих явлений только запутывает наши понятия. Стекло, например, считается довольно сильно текучим телом,

что, однако, не мешает ему считаться в то же время и почти идеально упругим.

Тот модуль (Юнга), которым пользуется теория упругости, на самом деле представляет величину совершенно фантастическую, так как большинство тел, вернее, все, за немногими исключениями, разрушаются гораздо раньше, чем его величина может быть обнаружена опытным путём. И та зависимость в виде простой пропорциональности между грузом и величиной удлинения на опытах не подтверждается. Вообще вся эта теория, удовлетворяющая первой практической потребности и, по-видимому, из-за неё возникшая, покоится на различных "коэффициентах", получаемых подозрительными путями и в строгой науке может быть рассматриваема лишь как "первое приближение".

Связь деформаций с термическими условиями также не выяснена. Я уже в свое время указывал, что термические изменения могут вызывать перераспределения усилий, а, следовательно, и деформацию, и уже к этому вопросу здесь не буду возвращаться.

Ввиду такой запутанности вопроса и неясности терминологии, с которою мы встречаемся в научных сочинениях, касающихся вопроса о деформации, в дальнейшем моём изложении я ограничусь одним термином хронической деформации, объединяя под этим термином все те деформации, которые только могут иметь место в строительных материалах под влиянием каких бы то ни было сил, а главным образом силы тяжести.

Это тем более возможно, что в зданиях мы имеем дело только с постоянными не меняющимися нагрузками и здание не имеет возможности восстановить упругие деформации. Эпитетом же "хроническая" я пользуюсь, чтобы указать на связь этой деформации с временем.

Несомненно, в большей или меньшей степени хроническая деформация существует в зданиях. Те вековые напряжения, которые действуют в зданиях, не меняя своего направления, не могут оказаться без последствий. Несомненно также, если мы наблюдаем и допускаем осадку зданий в вертикальном направлении, то должны допустить её и в других направлениях, вообще во всех, в каких действуют усилия в зданиях. Несомненно также, что эти деформации не могут не отразиться хотя бы незначительно на самой форме. В самом деле: если мы имеем арку на двух опорах, то эта арка видоизменит несколько ту форму, которую мы ей дали на чертеже, и будет разниться от той формы,

которую приняла бы эта арка, будучи сложена из тех же камней, но в горизонтальном, поваленном положении.

Но на практике мы видим, что все эти изменения формы весьма незначительны. Мы их обходим где нужно, и такие изменения первого момента нагрузки не производят настолько заметной деформации, чтобы ею можно было объяснить возникновение тех или других форм, которые мы встречаем в древних архитектурах.

Поэтому, если формы действительно могли появиться как следствие деформации, то они могли быть следствием только той деформации, которая является в течение долгого промежутка времени, так как в противном случае она уже была бы замечена.

Таким образом, вопрос распадается сам собою на следующие: во-первых — существует ли и насколько значительна эта деформация в тех зданиях, про форму которых мы с достаточною уверенностью можем сказать, что она была не такою, какою мы её видим в настоящее время.

Во-вторых — путём опыта мы должны исследовать из наблюдений над каким-нибудь строительным материалом величину и характер деформации, принимая во внимание время.

Наконец, в-третьих, — если некоторые формы действительно можно почесть за следствие хронической деформации, то попытаться воспроизвести такие формы искусственно, пользуясь каким-нибудь сравнительно быстро деформирующимся материалом.