Конечно, и помимо шуховской крыши членам акционерного общества было чем гордиться: своя автономная электростанция, новейшая система парового отопления, водопровод (артезианская скважина!) и канализация, девять грузовых лифтов для поднятия товаров… И все же это уже в той или иной мере постепенно появлялось в Москве, а вот перекрытия Шухова представали взору в единственном экземпляре. Владимир Григорьевич накрыл громадный магазин металлической паутиной из тончайших перекрытий с тысячами стекол. Только плела эту паутину не армия паучков, тянущих свою бесконечную проволочку, а неугасающая ни на миг мысль инженера. А ведь стоит посмотреть на верх с первого этажа — и кажется, что никаких перекрытий вообще нет и над головой сплошное стекло, пропускающее солнечный свет и защищающее от снега и дождя.
Проект сетчатой оболочки перекрытия Верхних торговых рядов основывался на выбранной Шуховым форме — коробовом своде, определение которого звучит как «криволинейное перекрытие с лежачим полуовалом в сечении». В переводе на нормальный язык это звучит так: крыша Шухова напоминает собой половинку овала или параболу. Причем овала огромного, ибо 250-метровые пролеты достигали ширины до 15 метров. Овальные крыши — не редкость в русской архитектуре, взять хотя бы трапезные православных храмов, многие из которых перекрыты именно таким образом, но ведь там и площадь меньше, и материал применяется иной — кирпич. Кроме того, для такого большого перекрытия, как Верхних торговых рядов, требовалось и немало внутренних, поддерживающих элементов, всевозможных балок, стяжек стропил и тех же раскосов — наклонных стоек, соединяющих верх крыши с ее основанием, то есть то, что мы привыкли традиционно видеть на чердаках старых домов. Можно себе представить, какой вид на устройство крыши тогда открывался бы задравшим голову посетителям магазина — нагромождение всякого рода элементов, препятствовавших прохождению дневного света. Проще уж тогда было вообще отказаться от стеклянного покрытия крыши, закрыть все от постороннего глаза потолком, как обычно и делается. Но в том-то и была «фишка» Верхних торговых рядов — здание будто без потолка.
Привычные каждому самодеятельному дачнику-строителю раскосы выполняют необходимую функцию сжатия, Шухов же пошел против течения, убрав раскосы и придумав им замену в виде легких стержней из напряженного металла, призванного не сжимать, а растягивать конструкцию, общим весом, кстати, превосходящую 800 тысяч килограммов. Как заставить почти тонну металла парить в воздухе? Шухов с этой задачей справился отлично. Добиваясь необходимой для металлической арки жесткости, он не стал увеличивать высоту ее сечения, но придумал такое скрепление, которое ни в чем не уступало традиционному, а даже превосходило его по легкости и дешевизне.
Надежность шуховской крыши обеспечивали специальные наклонные тяги, на каждую арку приходилось по четыре обычные и две ветровые тяги, итого шесть. Необходимость ветровых тяг вызывалась частыми в Москве неблагоприятными погодными условиями, в частности ветром, создающим дополнительную нагрузку на перекрытия. Фирменная черта проектов Шухова — экономичность — в данном случае выразилась в том, что число ветровых тяг требовалось в два раза меньше обычных: так он рассчитал. Следовательно, уменьшался и общий вес всего сооружения. Тяга диаметром в один сантиметр была уподоблена длинному пруту, без всякого рода соединений, что, в свою очередь, повышало не только техническую ценность конструкции, но и эстетическую. Тогда в России только зарождалось понятие технической эстетики. Что же касается легендарной шуховской простоты, то она выразилась и в том числе в способе соединения тяги с аркой: загнутый конец тяги продевается в ушко болта, что создает ему необходимую прочность и долговечность.
Детали интереснейшей работы Шухова над проектом перекрытия Верхних торговых рядов поведал его сын Сергей: «Отцом была проделана огромная исследовательская работа и произведен подробный расчет арочных ферм с учетом их статической неопределимости. А также переменных, зависящих от внешней нагрузки и количества связей. Сопоставление результатов точных и приближенных расчетов для сравнительно гибкого верхнего пояса не дало существенных расхождений и погрешностей. Поэтому отец считал возможным и даже необходимым для практики упростить расчетную схему, тем более что в те годы еще были редки в обиходе счетные линейки и не существовало сколько-нибудь толковых справочников и счетных таблиц на русском языке, так что немногие инженеры могли вести расчеты по сложным формулам и точным методам»{136}.
Важно для понимания достоинств шуховского проекта последнее предложение из приведенной цитаты. Изобретатель не только решил конкретную стоящую перед ним задачу, но и разработал методику расчета подобных проектов — как это свойственно Шухову! Так же было и во время работы над нефтепроводами, резервуарами, водопроводом: всегда Владимир Григорьевич оставлял после себя теоретическое наследие, которым могли бы воспользоваться современники, коим он существенно облегчал задачу, приближая научно-технический прогресс. Вот и в этом случае он предложил свою теорию арочных ферм с формулами и расчетами, позднее она будет сформулирована в его книге «Стропила. Изыскание рациональных типов прямолинейных стропильных ферм и теория арочных ферм», вышедшей в 1897 году.
Шухов отмечал, что в целях наиболее рационального использования металла и оптимального облегчения конструкции, «располагая возможностью увеличивать число наклонных тяг без особого увеличения затрат на материал и изделие их, можно значительно уменьшать сгибающие моменты и тем самым облегчать вес арки, далее которого при данном пролете увеличивать число тяг не представляется экономичным». Шухов предложил использовать следующие стандарты: при ширине пролета до 6 метров применять одну горизонтальную тягу, при 10 метрах — одну горизонтальную и две наклонные, при семнадцати — добавить еще две наклонные тяги, при двадцати пяти — еще две.
Самым известным местом в ГУМе является фонтан, у которого обычно назначаются встречи. Ожидающие своих спутников москвичи и гости столицы с восторгом смотрят на парящую над фонтаном стеклянную ротонду — результат сопряжения среднего продольного пассажа со средним поперечным. Жаль, что ажурный купол в деталях могут рассмотреть лишь немногие, кому удается подниматься на крышу. В тысячах стеклянных оконцев этой великолепной паутины отражаются блики извергаемой фонтаном воды. А всего на изготовление трех продольных пассажей ушло более 60 тысяч стекол.
Возведением крыши Верхних торговых рядов занималась не контора Бари — случай не такой частый в практике Шухова, а Санкт-Петербургский металлический завод. Конторе такой проект был не по плечу. Завод с начала 1870-х годов специализировался на возведении металлических перекрытий самых больших зданий императорской столицы — зрительного зала Мариинского театра, главных залов Зимнего дворца, Консерватории, Русского музея, цирка Чинизелли на Фонтанке, театра «Эрмитаж», Академии художеств, наконец, куполов храма Спаса на Крови, московского универмага «Мюр и Мерилиз», ныне ЦУМа. В 1891 году Товариществу Санкт-Петербургского металлического завода удалось даже запатентовать эту конструкцию перекрытий Верхних торговых рядов.
Работу Шухова по перекрытию Верхних торговых рядов иногда сравнивают с так называемым Хрустальным дворцом, возведенным в Лондоне из чугуна и стекла к Всемирной выставке 1851 года. Место для него выбрали соответствующее — Гайд-парк. Архитектором выступил Джозеф Пакстон, по профессии садовник, а по призванию строитель оранжерей. Площадь дворца была огромна, почти 100 тысяч квадратных метров, а высота достигала 33 метров. Вскоре после выставки дворец был разобран и перенесен в пригород Лондона, Шухов вполне мог видеть его во время своей поездки в Англию. Хрустальный дворец был тогда широко известен чуть ли не как восьмое чудо света. В 1936 году дворец сгорел, так что сравнивать его с Верхними торговыми рядами можно лишь по фотографиям. ГУМ могла бы постичь судьба Хрустального дворца — в середине 1930-х годов бывшие Верхние торговые ряды решили снести для строительства величественного здания Наркомтяжпрома — Народного комиссариата тяжелой промышленности СССР. В конкурсе приняли участие наиболее видные советские зодчие, среди которых были не только апологеты классического стиля Иван Фомин, Алексей Щусев, Борис Иофан, Каро Алабян, но и конструктивисты Иван Леонидов и Константин Мельников. Последний, что примечательно, был соавтором Шухова в проектах Бахметьевского автобусного парка и гаража на Новорязанской улице. Самоубийство наркома Орджоникидзе в 1937 году отложило планы сноса ГУМа. А после войны это место вновь стали рассматривать как хороший вариант для строительства Пантеона великих людей СССР…
