01. Шуховская башня.

Проектная высота: 148,5 метра
Реальная высота: 160 метров за счёт установки в последующие годы дополнительного оборудования
Масса: 240 тонн
Фундамент: бетон, диаметр 40 метров, глубина 3 метра

Шуховская башня - металлическая сетчатая гиперболоидная конструкция, построенная в 1922 году по проекту академика Владимира Григорьевича Шухова, телебашня стала прообразом многочисленных конструкций подобного рода не только на территории Советского Союза, но и в других странах мира.

Самая известная радиотелевизионная Шуховская башня в Москве на Шаболовке (телебашня Шухова, башня на Шаболовской, башня Коминтерна), является памятником советского конструктивизма и известна далеко за пределами России.

Башня носит имя своего создателя - русского инженера Владимира Григорьевича Шухова, разработавшего проект конструкции башни в 1890 году и построившего её в 1922 году.
Впервые изобретение было представлено на Всероссийской выставке 1896 года в Нижнем Новгороде. Технология Шухова привлекла внимание фабрикантов и строительных компаний, после чего архитектора стали приглашать на различные проекты. Технология конструкции башни применялась при возведении опор ЛЭП, маяков, водонапорных башен.

02. Владимир Григорьевич Шухов (1853-1939)

Русский и советский инженер, архитектор, изобретатель, учёный; член-корреспондент и почётный член Академии наук СССР, лауреат премии имени В. И. Ленина, Герой Труда. Автор проектов и технический руководитель строительства первых российских нефтепроводов (1878 год) и нефтеперерабатывающего завода с первыми российскими установками крекинга нефти (1931 год). Внёс большой вклад в технологии нефтяной промышленности и трубопроводного транспорта.

Он создал десятки конструкций, отличавшихся смелостью решения, новизной, практичностью. В 1880 году Шухов создал форсунку для сжигания мазута, одну из лучших в мире. Предложил перекачивать нефть по трубопроводам, подобно воде, и в 1879 году построил первый в России нефтепровод. Вывел «формулу Шухова» для расчета движения нефти по трубам, которой и поныне пользуются инженеры всего мира. Он изобрел крекинг-процесс, опередив на 20 лет Америку, где только в 1912 году появился патент (Бортона) того же содержания.

Для транспортировки нефти по воде Шухов первым в России стал строить нефтеналивные суда. По его проектам были построены многие тысячи огромных клепаных металлических барж длиной до 150 метров - в то время чудо строительной техники. Вопрос о хранении нефти и нефтепродуктов Шухов решил путем строительства больших клепаных стальных резервуаров, десятки тысяч которых были раскинуты по всей стране.

В. Г. Шухов первым в мире применил для строительства зданий и башен стальные сетчатые оболочки. Шухов ввёл в архитектуру форму однополостного гиперболоида вращения, создав первые в мире гиперболоидные конструкции.

Гиперболические стальные башни Шухова получили большое распространение в СССР и были применены в морском флоте США. Для радиотелеграфной передачи Шухов в 1922 году построил на Шаболовке в Москве железную шестиярусную башню высотой 150 м в виде ряда гиперболоидов. С нее впервые в СССР были начаты регулярные массовые радиопередачи, а затем и телепередачи. Шухова нередко сравнивали с Эдисоном.

С Шуховской башней связано много интересных фактов. После аварии и крушения верхних ярусов, случившихся во время стройки, Владимира Шухова приговорили к расстрелу, обвинив в саботаже. Однако, казнь была отложена до завершения работ. К счастью за этот период выяснилось, что инженер не виновен и приговор отменили.
В 1939 году в башню Шухова врезался почтовый самолет. Сооружение выдержало мощный удар, что лишний раз подтвердило его надежность и грамотный расчет архитектора.

Долгие годы Шуховская башня была символом отечественного телевидения, лишь в 1967 году это звание перешло Останкинской башне.

03. Народная мудрость гласит, что настоящий мастер может рассказать и показать руками, как это делается. Ненастоящий мастер будет много и красиво рассказывать, но руками ничего не покажет.
Вот сейчас и проверим какие мы мастера, да и мастера ли вообще.

Любая техническая идея, прежде чем стать прототипом, начинается с расчетов и чертежей.
Вот также и мы, посидели-посчитали, чертежи нарисовали.

Для начала определились с размерами будущей конструкции.

04. Для начала изготовим шаблон-кондуктор площадок.
Готовим необходимые инструменты.
Берем лист чертежной или другой плотной бумаги.
Размечаем на листе квадрат 160х160 мм.
Чертим в квадрате вертикальную и горизонтальную осевые линии.
Тонким шилом прокалываем центр осевых линий.

05. Настало время поработать циркулем. Чертим круги Ø 40-50-60-70-120 мм.
На последнем круге Ø120 мм будем проводить все чертежные работы по созданию 24-х опорных точек.

06. По вертикальной осевой линии прокалываем на большом круге 2 отверстия.

07. Циркулем размечаем первый шестигранник.
Ставим иглу циркуля в верхнюю точку на вертикальной осевой и на большом круге делаем 2 засечки.
Радиус засечек равен радиусу большого круга.
Ставим иглу циркуля в нижнюю точку на вертикальной осевой и на большом круге делаем еще 2 засечки.
Первые 6 отверстий мы разметили.

08. Делаем проколы шилом по засечкам.
Первые 6 опорных отверстий готовы.

09. Делаем 2 прокола шилом по горизонтальной осевой.

10. От проколов горизонтальной осевой линии циркулем ставим засечки второго шестигранника.

11. Снова по засечкам делаем проколы шилом.
Теперь у нас готовы 12 опорных отверстий.

12. В квадрате чертим две диагонали-осевые.
Прокалываем шилом две точки по нижней диагонали.

13. От нижней диагонали ставим засечки еще одного шестигранника.

14. Снова прокалываем шилом поставленные засечки.
Теперь готово 18 опорных отверстий.

15. Делаем проколы двух точек по верхней диагонали.

16. От верхней диагонали ставим засечки последнего шестигранника.

17. Шилом прокалываем построенные ранее засечки.
Вот и всё, 24 опорные точки готовы.

18. Через опорные точки на большом круге чертим диаметры-осевые.

19. На кругах площадок, для каждой прокалываем по две точки, где первая калибр внешнего диаметра, а вторая точка стартовая, для разметки отверстий под стойки.

20. Прокалываем точки под разметку отверстий вертикальных стоек нижней площадки.

21. Прокалываем точки под разметку отверстий вертикальных стоек верхней площадки.

22. Шаблон-кондуктор готов. Остается только вырезать квадрат.

23. Итак, шаблон у нас готов, а значит переходим к следующей операции по башнестроительству.
Определяемся с материалом для площадок. В нашем случае это будет плотный картон.
Готовим необходимые инструменты, шаблон, сам картон и начинаем изготовление нижней и верхней площадок.
Прикладываем шаблон к картону и фиксируем их вместе, это чтобы при разметке шаблон не удирал.

24. Шилом размечаем отверстия нижней площадки и центр.

25. Смещаем по картону шаблон.
Фиксируем его.
И размечаем отверстия верхней площадки и центр.

26. Убираем шаблон. Циркулем чертим внешний контур нижней и верхней площадок.

27. Вырезаем по контуру нижнюю и верхнюю площадки.
Вот и всё, площадки готовы.
Маленькая хитрость.
На случай брака, мы подстраховались и изготовили несколько площадок.

28. Переходим к изготовлению вертикальных стоек башни.
В нашем варианте, вертикальные стойки будем делать из оцинкованной стальной проволоки диаметром Ø 0,5 миллиметра.
Готовим необходимые инструменты - линейку, кусачки, тонконосы или маленькие пассатижки.
Из материала - берем катушку с проволкой.

29. От катушки отмеряем и отрезаем 12 хлыстов проволоки каждый длинной по 200-220 мм.

30. Сгибаем каждый хлыст в скобу.
Размер перемычки скобы равен расстоянию между центрами двух соседних отверстий нижней площадки.
Для облегчения монтажа, стойки скоб делаем разными по длине.

31.Готовим нижнюю и верхнюю площадки к монтажу вертикальных стоек.
Чтобы завести вертикальные стойки-скобы в площадки, в них должны быть соответствующие отверстия.
Вот этой задачей и займемся.

32.Диаметр отверстий должен быть равным или чуть больше диаметра проволоки скоб-опор башни.
В зависимости от материала площадок, отверстия прокалываются просекаются или сверлятся и т.п.
В нашем случае используется картон, поэтому отверстия будем прокалывать.

33. Маленькая хитрость.
Прокалывать шилом отверстия в площадках будет удобнее, если положить площадку на ластик.
Площадки готовы.
Можно порадоваться и переходить к следующей операции.

34. Сборка.
Вставляем первую скобу в два отверстия нижней площадки.

35. Сгибаем лапки скобы крест на крест.

36. Вставляем лапки скобы в отверстия 1 и 6 верхней плошадки.
Получается, что концы лапок скобы вставляются в площадку с пропуском в 4 отверстия.

37. Вставляем следующую скобу в отверстия нижней плошадки и сгибаем её лапки крест на крест.

38. Вставляем лапки скобы в отверстия 3 и 8 верхней площадки.
Здесь схема такая, где лапки скобы ставятся через одно отверстие от лапок предыдущей скобы.

39. По такому же принципу шага через отверстие, вставляем остальные скобы в отверстия нижней и верхней площадок.

40. Чистовая сборка.
Итак, сама конструкция башни собрана.
Теперь остается закрепить кончики скоб на верхней площадке.

41. В зависимости от материала скоб и площадок, методов крепления может быть множество, начиная от резьбовых соединений, как на всамделишной Шуховской башне, и заканчивая термоклеем или синей изолентой.
В нашем варианте кончики скоб будут загнуты, а лишнее удалено кусачками.

42.Для облегчения чистовой сборки, можно наколдовать вспомогательные стапеля или бандажи, а можно обойтись обычной линейкой и ловкими руками.
Правда бандажи требуют геометрических расчетов для построения разверток усеченного конуса. Ну так на то в интернете полно геометрических онлайн калькуляторов.
В общем, тут дело личных предпочтений каждого башнестроителя.
В нашем варианте, для облегчения чистовой сборки, мы сделали стапель в форме усечённой пирамиды с квадратным основанием.
Для удобства применения, стапель состоит из двух половинок.
Хе-хе. Сделали они видите ли.
Прежде чем что-то сделать, его нужно рассчитать, а уже потом делать :)

43. Расчет размеров стапеля.
Размер основания секции стапеля равен диаметру монтажного круга вертикальных стоек нижней площадки.
Размер вершины секции стапеля равен диаметру монтажного круга вертикальных стоек верхней площадки.
Высота секции стапеля равна размеру боковины башни.
По боковинам половинок стапеля сделаны крепежные проушины.

44. Стапель вырезали из плотного картона и усилили армированным скотчем.
Закрепляем стапель на башню.
Загибаем кончики скоб на верхней площадке и обкусываем лишнюю часть хвостов.

45. В нашем варианте сборки, выступающие над площадками скобы были закрыты двумя нехитрыми проставками. Толщина проставок чуть больше, чем вылет скоб над площадками. Проставки приклеили к площадкам, а сквозные прорези закрыли армированным скотчем.
Подробно про них рассказывать не будем, тут и так все видно и понятно.

46. Кстати, для большей наглядности, по технологии, показанной в этом репортаже, мы сделали три секции башни - две конические и одну прямую.

47. Ну и конечно, даже малость поиграли в кубики с этими секциями, примеряя их в разных вариантах друг к другу.
А чего такого? Уж если впадать в детство, то по полной программе.
Как говорилось в детских считалках - кто не спрятался, мы не виноваты. :)

48. Эскизный макет башни готов.
И тут нас накрыло любопытством, а на сколько прочная такая конструкция?
Шуховские башни служили не только радиоантеннами, но и маяками и водонапорными башнями.
Нагрузка на конструкцию от ёмкости со многими кубометрами воды нешуточная.
В общем наш макет из проволоки и картона спокойно держал и 100 грамм и 200 и 300 и 700. 
В общем, когда башня уверенно взяла вес в 1,6 кг, испытания решили завершить :)
Вот это наглядный пример, что такое грамотный многократный запас прочности конструкции.

49. Так-так. Вот вроде бы эскизный макет башни готов и можно уже снимать общий вид, но чего-то в ней не хватает, какого-то последнего штриха.
И тут вспомнился "Обитаемый остров" Стругацких и башни-излучатели из этого произведения. Вот и поставим в качестве последнего штриха, на наш макет башни этот самый таинственный излучатель.
Из чего сделан и откуда взят этот излучатель, пусть останется секретом.
Хотя, женщины скорее всего догадаются, что это за кристалл, откуда именно он и что именно излучает :)

50. Итак, принципы башнестроительства мы показали на примере эскиза-макета.
А вот пример чистового макета готовой радиолокационной башни, сделанной для одного проекта. Точнее для одной диорамы.
Не считая самого радиолокатора, башня строилась по тем же технологиям, которые были показаны в этом уроке.

51. Ну, а какой будет ваша Шуховская сетчатая гиперболоидная башня - это уже решать и делать Вам самим :)

16. Видеоролик о сборке эскиза-макета Шуховской башни.

В съемках участвовали: Кот Кэш, эскиз-макет башни Шухова, макет радиолокационной башни.

Благодарим за внимание :)