Автор: Надежда Ионина
За
историю человечества сотни раз в различных районах нашей планеты
происходили землетрясения, в результате которых разрушались целые
города. Потому одно из самых трудных и сложных направлений инженерной
деятельности — возведение сооружений в сейсмоактивных районах,
занимающих, кстати, две трети земной тверди. Тем, кто брался за такое
строительство, всякий раз приходилось решать задачи со многими
неизвестными, поскольку природа землетрясений и их воздействие до конца
не ясны и по сей день. И тогда строители полагались не только на свои
знания и умения, но и на чутье, интуицию, здравый смысл и на озарение.
Требованиям
сейсмостойкости лучше всего отвечает деревянная конструкция с ее
легкостью, прочностью и упругостью. И хотя у нее в последнее время
появились соперники — еще более легкие и прочные пластмассовые, а также
надувные, — конструкции из дерева все же продолжают привлекать.
Одним
из примеров сейсмостойких сооружений является Софийский кафедральный
собор в городе Верный, ныне Алматы — столица независимого Казастана.
Долгое время об этом уникальном творении знали очень мало, хотя он был
заложен еще в 1904 году, а освящен в 1907 году.
Природа еще в
самом начале жизни грозно предупредила город Верный. В 1887 году здесь
произошло два мощных подземных толчка с интервалом в 10 минут. От них
пострадало 1800 кирпичных зданий, особенно со стенами из кирпича-сырца. В
то же время 800 деревянных домов уцелело, в них разрушились только
кирпичные печи и трубы.
Местные строители, сделав правильный
вывод, что деревянные здания более крепки, подготовили в 1889 году
«Меры, указанные Техническо-строительным комитетом, которые необходимо
применять в городских поселках Семиреченской области». В соответствии с
этими мерами город после первого землетрясения был восстановлен в
деревянном варианте.
Второе землетрясение, в 1911 году, оказалось
еще более сильным — даже в Пулкове под Петербургом было
зарегистрировано смещение почвы. Но на этот раз ни одна из деревянных
построек в Верном не разрушилась. Остался цел и построенный к тому
времени громадный собор, заменивший кирпичную церковь, рухнувшую при
первом землетрясении. Лишь на соборных куполах от сильных колебаний
погнулись металлические кресты.
Что же представляет собой собор в
городе Верный? Над двускатной стропильной крышей располагаются один
большой и четыре угловых купола с луковками и крестами, под ними
восьмигранные приземистые барабаны с широкими прямоугольными оконными
проемами. Диаметр центрального купола составляет 13 метров, маленьких
угловых куполов — примерно по 6,5 метра.
По оси здания над
главным входом возвышается прямоугольная колокольня. Между верхним
концом креста на главном куполе и каменной плитой основания — 40,18
метра, между верхушкой колокольни и плитой — почти 45 метров (высота
15-этажного дома). Эти высоты весьма значительны для любого сооружения
той поры, к тому же возведенного в отдаленной российской провинции. Из
дерева было все: стропила, крыши, венцы стен — все здание целиком было
выполнено из тянь-шаньской ели.
Легкие деревянные купола оснащены
деревянным каркасом, чтобы с его помощью освобождаться от распорных
усилий, обычно возникающих в любых сферических элементах. В Софийском
соборе города Верный этот распор полностью воспринимает расположенный в
нижней части куполов кессонный плоский потолок из мощных балок,
пересекающихся под прямым углом.
Купола, их каркасы и кессонный
потолок образуют единую замкнутую, достаточно легкую пространственную
систему, опирающуюся на барабан и связанную через простенки с крышей.
Благодаря этой системе купола во время землетрясения могут смещаться в
ту или иную сторону, сохраняя, однако, свою сферическую форму и занимая в
конце концов прежнее положение. Купольные конструкции в свою очередь
тоже объединены в единую систему крышей, которая опирается на каркас
всего здания.
Стены собора выполнены в виде бревенчатого сруба из
еловых бревен и уложены, как в русских избах, горизонтальными венцами.
Но бревна в таком положении способны выдержать лишь сжатие. Между тем
собор и его довольно-таки высокая колокольня при землетрясениях должны
обязательно изгибаться, а стены испытывать не только сжатие, но и
растяжение, поэтому стенам нужны были дополнительные вертикальные сваи.
Их и предусмотрел строитель собора А. П. Зенков, причем сразу три вида
вертикальных свай.
А. П. Зенков в 1893 году с отличием окончил
Николаевскую инженерную академию в Петербурге, служил в инженерных
частях Омского военного округа, а в 1898 г. переехал в Верный, где
принял самое деятельное участие в строительстве города.
Писатель
Ю. О. Домбровский, попавший в 30-е годы не по своей воле в Алма-Ату,
писал потом в своих книгах, что знаменитый собор как бы висел над
городом. «Высочайший, многоглавый, узорчатый, разноцветный, с хитрыми
карнизами, с гофрированным железом крыш. С колокольней, лестницей —
целой системой лестниц, переходов и галерей. Настоящий храм Василия
Блаженного, только построенный заново пятьдесят лет тому назад уездным
архитектором. Собор великолепен. и величествен так, как должно быть
величественно всякое здание, вписанное в снега Тянь-Шаньского хребта.
Своды собора распахнуты, как шатер: под ними масса южного солнца, света и
тепла, оно льется прямо из окон в купола на каменные плиты пола, и,
когда разблестится яркий солнечный день, белый купол кажется летящим
ввысь, а стены как бы парят в белом и голубом тумане. В этом лучшем
творении А. П. Зенкова столько простора, света и свободы, что, кажется,
будто какая-то часть земного круга покрыта куполом. Это очень южный
храм, в нем все высчитано на свет и солнце.
Зенков отдал Богу то,
что он много лет привык отдавать людям, — белые высокие стены, белые же
своды купола, в прорезы которого видно чудесное алма-атинское небо,
голубые и розовые иконы, похожие на картины».
А писал эти иконы
не монах, не богомаз, а учитель рисования — художник Н. Г. Хлудов, такой
же великий украшатель, как и сам строитель Зенков.
С точки
зрения сейсмостойкости самой важной частью собора является его
фундамент. Здание стоит на плите из бутового камня, залитого прочным
известковым раствором. Наружная сторона плиты облицована гранитом, из
него выложен цоколь деревянного сооружения. Тем самым собор стал весьма
схож с японскими пагодами, в которых замысловатая деревянная структура
установлена на каменной плите.
Строитель А. П. Зенков использовал
еще один интересный антисейсмический прием. Он окружил весь фундамент
здания кольцевой подземной галереей, которая должна была отражать
поверхностные сейсмические волны. Кстати, дом самого Зенкова тоже был
окружен канавой, и она оказалась достаточно эффективным устройством: при
землетрясении 1911 года дом колебался гораздо меньше других городских
строений.
Во время этого землетрясения в земле вблизи собора
появилась внушительная трещина, в которую мог опуститься человек.
Трещина была точно направлена на храм, но тем не менее обогнула здание и
пошла дальше в первоначальном направлении. Это событие, как и следовало
ожидать, вызвало множество разговоров.
Но так как фундамент
здания представлял собой прочную монолитную плиту, которую сдвиг грунта
не мог расколоть, то трещина была просто «вынуждена» обогнуть собор.
Софийский
кафедральный собор в 30-е годы был передан общественным организациям, а
его колокольня использовалась для организации первых радиопередач в
Алма-Ате.
Потом в соборе размещались Центральный государственный
музей Казахстана и концертный зал, и только в последнее время собор был
возвращен православной церкви. Это здание, простояв почти сто лет и
пережив не одно землетрясение, остается замечательным памятником
деревянного зодчества и инженерного мастерства.
|
