Помнится, на КОНТЕ было достаточно много различных статей про то, как сию колонну (столп) возводили, кто и когда её проектировал, а также обсуждались аналогичные проекты по всему Миру. В этой статье я хочу поделиться некоторыми расчётами строительства, которые чаще всего пытаются опровергать отдельные граждане.
Сразу хочу отметить, что статья не моя. Если заметите в ней ошибки в расчётах, просьба сообщить об этом в комментариях. Но очень вас прошу при этом воздержаться от голословных утверждений в стиле "не могли", "не было инструмента", "недоступные технологии" и тому подобных; ссылаться на чужие домыслы и задавать вопросы не по теме также не стоит, ибо такие комментарии я буду удалять, а их авторам — блокировать доступ к моим статьям. Почему так сурово? Просто надоело доказывать невменяемым людям подчас очевидные вещи, которые можно проверить. Не верите науке, учёным и расчётам? Вас тут никто не держит.
Приятного чтения!
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
На некоторых сайтах сейчас вовсю поливают грязью нашу историю, придумывая какие то мифические «Тартарии», «раскапывая» из под земли антино-высотехнологичные Санкт-Петербург и Москву, придумывая какие то идиотские катаклизмы древности, и сокращая историю человечества до 200-300 лет. Меня окончательно выбесило изречение, о том что Александровская колонна в Санкт-Петербурге, в частности её установка требовала таких высоких технологий и инженерных знаний, которых нету даже сейчас, а тем более 200 лет назад.
В своём маленьком эссе, я приведу расчет очень грубый расчет (конечно было бы интересно замоделировать весь процесс в ANSYS, или посчитать всё вручную, но сойдёт и так ибо лениво) её установки в соответствии с официальной версией, благо в отличии от Древнеегипетских мегалитов тут всё было задокументированно и зарисовано. Расчет будет проводиться в программах, которые есть в открытом доступе, никаких дорогих программ типа ансиса применяться не будет, так что каждый может при желании проверить.
Начнём с подготовительных работ. Как видно из рисунка для установки колонны был сооружен постамент из квадратного бруса высотой порядка 10 метров, с шагом между стойками и балками перекрытия в районе 5 метров.
Для начала «положим» колонну на это перекрытие.
Масса колонны - 600 тонн.
Длина – 25.6м.
Таким образом лежащая на постаменте платформа опирается на 5 балок 5-ти метровой длины.
Нагрузка на каждую балку получается в районе 120 тонн силы, или 1068 килоньютонов.
Вот схема. (Расчет выполнен на http://sopromat.xyz/projects/b...)
В соответствии с эпюрой изгибающих моментов, максимальный изгибающий момент получаем 1335 кН*м.
Предел прочности при изгибе для сосны равен 79МПа.
Получаем: Для обеспечения прочности перекрытия достаточно квадратного бруса 47х47 см, что вполне соответствует изображению. (Расчет выполнен на http://sopromat.xyz/calculator...)
Теперь выполним расчет стоек, вон они какие тонкие и длинные, неужели не ломаются?
Примем для простоты вариант, что вес 1/5 колонны приходиться на одну балку (т.е 1068 килоньютонов) (Конечно это не так, на одну балку будет приходиться не больше 1/7-1/10 веса колонны, но для простоты и наглядности пусть будет 1/5).
Вот схема (расчет выполнен на http://prostobuild.ru/onlainra...)
Таким образом, для обеспечения устойчивости достаточно стойки 50х50 см., что опять таки соответствует изображениям.
Теперь перейдем к так называемому «Подъемному крану». Как-никак тут высота целых 50 метров, а нагрузка на него не много не мало 600 тонн или 5884 килоньютона.
Считаем на устойчивость. (расчет выполнен на http://prostobuild.ru/onlainra...)
Как видим достаточный габарит эквивалентного бруса 1200х1200мм. Теперь смотрим на картинку.
В одной плоскости верх механизма образует не меньше 4 стоек, в другой не меньше 8.
Эквивалентное сечение при размере стойки 500х500мм получается не меньше 2000х4000мм. Что даёт запас прочности не меньше 500% (!) необходимый на случай динамических нагрузок (порыв ветра, обрыв одного или нескольких тросов, неравномерный подъем).
С конструкцией разобрались. Постамент и «подъемный кран» вполне выдерживают такие нагрузки. С внушительным запасом.
Дальше рассчитаем движение нашей колонны. Для этого не понадобиться никаких институтских премудростей или программ, хватит курса физики за 6 класс, ну или на крайняк детской «Занимательной физики» Перельмана, благо все используемые механизмы там подробно описаны.
Как известно, подъем колонны был осуществлен с помощью 60 пеньковых тросов. Казалось бы, 600 тонн, и какие то мягкие веревки. Но делим 600 на 60 и получаем всего 10 тонн на один трос.
Чем хороши пеньковые троса – тем что их до сих пор ограниченно производят и применяют (они конечно дерьмовые, если сравнивать с полипропиленовыми или кевларовыми, но с пивом потянет). Идём на сайт производителя пеньковых канатов http://hanging.ru/rigging/rope... и смотрим - для наших целей вполне подойдет канта диаметром 48миллиметров. Ну ладно, с учётом возможных динамических нагрузок возьмем 72 миллиметра, это будет с хорошим, двухкратным запасом. Могли ли в то время делать тросы такой толщины? Легко – якорные канаты на судах парусного флота достигали толщины 200 миллиметров. (отсылаю сомневающихся к книге Л.Н. Скрягина «О якорях» глава «о канатах, цепях и стальном тросе» http://vivovoco.astronet.ru/VV...
Теперь кабестаны, с помощью которых поднимали колонну. Посмотрите, каждый кабестан имел 4 рукояти длиной в 4 метра, на каждую приходилось по 3 человека.
Предположим особо рвать жилы работникам не хотелось, и каждый человек развивал усилие в 50 килограмм (это примерно как нести на руках хрупкую девушку). Внутренний диаметр кабестана имел радиус не больше 200 миллиметров. Считаем (50*3)=150 килограмм на каждый рычаг. На барабане это усилие увеличивается в 3000 (длина рычага)/200(радиус барабана)=15раз. И таких рукоятей у нас 4. Значит 150*15*4=9000 кг на каждый кабестан. Учтём не совершенство подшипников – скорее всего применялись роликовые подшипники из хренового железа или из самшита, смачиваемого водой. Значит смело умножаем 9000кг на 0,75, что даёт всего-навсего 6750 кг силы. 6750 умножаем на количество кабестанов и получаем 405000 кг силы. Вроде действительно недостаточно. Остаются два варианта – или взять работников по сильнее – которые на руках носят не хрупких девушек, а к примеру те же пеньковые канаты или мешки с мукой и почаще их менять, или применить двукратный полиспаст (с учетом технологии того времени 1.75 кратный). Судя по картинкам, применены оба способа - с полиспастом получаем общую тягу в 708000 килограмм, а с учетом более сильных работников не менее 800000 килограмм силы, что вполне достаточно.
Вроде всё… А ну да, колонну ещё надо как то доставить до места. Катить придёться по деревянному помосту на катках. По хорошему катки надо делать из железа, но скорее всего они были из того же самшита. Значит коэффициент трения будет 0,5, а диаметр катков порядка полуметра. 0,05*600тс/0,5 = 60 тонн силы. Вот какую силу надо прилагать чтобы двигать колонну.
Для этого достаточно 6 уже упомянутых кабестанов, которые придется устанавливать вдоль пути транспортировки. Можно придумать и другие способы, например двигать с помощью рычагов-ваг, или системы блоков, в любом случае задача не представляется слишком сложной.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
Дополнительная литература:
Поднятие Александровской колонны в 1832: http://ikuv.livejournal.com/49...
Альбом Монферана https://vivaldi.nlr.ru/bg00001...
Ссылка на архивные документы: http://rgia.su/search/simple?s...
Оценили 42 человека
57 кармы