Борис Николаев - Физические начала архитектурных форм

В этом направлении мы имеем очень мало данных и науки и опыта, что вытекает из самого склада человеческого ума. Нас гораздо более интересует то, что движется со скоростью, не выходящей из известных пределов, обусловливаемых восприимчивостью наших органов чувств. О более быстрых, равно как и о более медленных движениях мы получаем понятие уже косвенными путями. Так, например, мы не улавливаем непосредственно движения часовой стрелки, мы только знаем, что она движется, вспоминая её прежнее положение. Если же мы представим себе, что некоторая точка проходит по одному миллиметру в 50 лет, то можно быть уверенным, что движение её долго останется незамеченным.

И однако за 4000 лет человеческой цивилизации эта точка передвинулась бы на 8 сантиметров.

Вот это свойство человеческой натуры — не замечать движений очень медленных, — и создало то пренебрежение, в котором находится всё то, что касается изменения формы зданий во времени. Даже в астрономии, т.е. в науке, занимающейся специально измерениями, только сравнительно в недавние времена удалось отметить скорость некоторых из так называемых неподвижных звёзд. Поэтому нет ничего удивительного, что медленные деформации зданий могли ускользнуть от внимания человечества, тем более, что здания изучались главным образом с предвзятой точки зрения творческого гения человека. Поэтому-то и научных данных в этом направлении у нас очень мало.

В самом деле: мы знаем факт, что здание "садится", но мы не отдаём себе точного отчёта в том, что именно это значит. Мы не знаем, насколько садится самый материал, насколько садятся швы кладки, насколько и по каким законам садится самый грунт. Мы знаем, например, что башня Св. Марка, недавно упавшая, стала на 70 см короче, но каким именно образом и почему это случилось — мы не знаем.

Мы знаем, что некоторые землистые вещества (а именно таковы строительные материалы) способны от времени уплотняться, что, конечно, должно вызвать изменения формы, но и это свойство тел не изучено настолько, чтобы можно было его ввести в наши расчёты.

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.