Купол Брунеллески - статья Франсуа Ролир

Стремясь продолжить тему инженерии как искусства, или, возможно, искусства в инженерии, мне пришло в голову вернуться в прошлое для яркого примера. А примером для обсуждения является впечатляющее с точки зрения инженерии сооружение, которое расположено на вершине знаменитого собора Санта - Мария-дель-Фьоре во Флоренции, а именно -купол Брунеллески. К началу 15-го века, а это через сто лет строительства собора, техническое решение по возведению купола все еще отсутствовало. Работа над ним началась в 1420 году и была завершена в 1436 году. Это был первый в истории восьмиугольный купол, построенный без временных деревянных помостов. Строительство такого огромного каменного купола порождало множество технических проблем. Брунеллески изучил технические приемы, которые использовались для постройки грандиозного купола Пантеона в Риме. Купол Пантеона представлял собой единую оболочку из бетона, формула приготовления которого была потеряна с годами. Землей с серебряными монетами наполняли промежутки между колонами и сводом, чтобы тот застыл, и которую (землю) позже просто убрали. Но данная технология не могла быть применена в случае возведения купола размером, предусмотренным для собора. В любом случае, это могло бы привести к закрытию собора на долгое время, что было бы неприемлемо. Для высоты и ширины купола, спроектированного Нери (одного из архитекторов, который занимался проектированием собора длительное время) – а это 52 метра от пола и 44 метра в диаметре - в Тоскане просто не было достаточно древесины, чтобы построить леса, соответствующего масштаба и формы. Брунеллески решил использовать двойную оболочку и построить купол из кирпича, учитывая его меньший вес по сравнению с камнем и возможность делать кладку без кружал. Его решения были изобретательны, например, использование контактной арки для поддержки. Жесткость конструкции внутренней оболочки из камня и кирпича обеспечивали ребра, связанные рядами опоясывающих каменных колец: один наверху, один снизу, а остальные два равномерно распределены между ними. В основании купола были размещены каменные блоки – перемычки между внешней и внутренней оболочками. На выступающих шипах крепился деревянный помост, на котором работали строители. Брунеллески соединил свободно опирающийся купол с многогранным куполом из 8 сегментов, уменьшив массу сооружения за счет пустоты между двумя оболочками. Древнеримская кирпичная кладка «в елку» и концентрическое расположение каменных блоков позволили впервые отказаться от кружал (временных деревянных помостов). В дополнении к 8 мощным ребрам, выступающим над поверхностью сегментов на 4 метра, в конструкции купола скрыты еще 16 ребер, лучами расходящиеся от центра, которые обеспечивают жесткость куполу-восьмиугольнику, удерживая его от деформации. Дело в том, что на момент строительства купола Санта-Мария-дель-Фьоре между деятельностью архитекторов и инженеров не существовало различия. Строительство собора, однако, заняло более 140 лет, исключая внешние украшения, а сам купол-16 лет. Программы такого масштаба канули в века, и необходимость более быстрого и эффективного проектирования привела к фрагментации интеллектуальных процессов, лежащих в основе строительных проектов, и к острой специализации десятков дисциплин, способствующих созданию современных шедевров в нашей градостроительной среде. В общем-то, это во благо, и наше высокоразвитое, развивающееся понимание материалов и технологий строительства уже позволило возводить строения, о которых мы могли лишь мечтать 30 лет назад, не говоря о 600 лет назад. Однако есть большая необходимость для всех участников проектирования и строительства так же вкладываться в свою работу, как когда-то это сделал Брунеллески, конечно же, если мы хотим создавать шедевры, которые будут восхищать поколения в веках.