Затѣмъ, изъ двухъ указанныхъ комитетомъ способовъ обезпеченія устойчивости храма оставался возможнымъ къ примѣненію только одинъ, а именно укрѣпленіе сооруженія желѣзными связями.
Впрочемъ, употребленіе желѣзныхъ связей оказалось тѣмъ болѣе возможно и удобно въ данномъ случаѣ, что для нихъ наш
лось мѣсто между сводами нижней и поломъ верхней церкви, такъ что онѣ не будутъ видны извнутри церкви, какъ полагалъ комитетъ и, слѣдовательно, не будутъ нарушать художественности и монументальности зданія. Кромѣ того, этотъ способъ имѣетъ еще то преимущество, что при немъ сохраняется вполнѣ внутреннее расположеніе нижней церкви, согласно Высочайше утвержден
ному проекту, и не уничтожается, какъ при заложеніи арокъ, круговой ходъ, вокругъ священныхъ развалинъ древняго храма, сохраняемыхъ внутри нижней церкви.
Примѣненныя мною желѣзныя связи изображены, какъ въ общемъ своемъ видѣ (листъ 1-й), такъ и въ деталяхъ (листъ 2-й) на прилагаемыхъ чертежахъ.
Какъ видно на разрѣзѣ, связи заложены на высотѣ 19 фун. 7 1/2 д. отъ пола нижней церкви, или на 1 ф. 8 д. ниже уровня чистаго пола верхней церкви; но такъ какъ, кромѣ того, полъ внутри верхней церкви поднятъ въ этомъ мѣстѣ для солеи (амвона предъ иконостасомъ) на двѣ ступени (10 1/2 д.), то все разстояніе отъ чистаго пола до оси связей составляетъ 2 ф. 6 1/2 д., а до самыхъ возвышенныхъ частей связей 1 ф. 3 1/2 д., что оказалось совершенно достаточнымъ для перекрышки связей и настилки пола каменными плитами. Только въ боковыхъ галереяхъ, гдѣ концы связи выходятъ за стѣны, для толщины чистаго пола остается выше чугунныхъ подушекъ всего 5 дюймовъ, но и этого достаточно для положенія каменной плиты.
Связи расположены по обѣимъ щекамъ боковыхъ разгрузныхъ арокъ, и такимъ образомъ самыя арки не ослабляются врубкою въ нихъ желѣза. Въ этомъ мѣстѣ связи совершенно свободно помѣшаются въ пространствѣ между сводами и чистымъ по
ломъ, какъ видно на разрѣзѣ. Въ средней части храма связи необходимо было нѣсколько сблизить между собою, такъ какъ при сохраненіи того возможнаго разстоянія, какое онѣ имѣютъ около разгрузныхъ арокъ (см. планъ), желѣзныя полосы прорѣзывали бы насквозь средніе своды и были бы видны извнутри (что по
нятно изъ разрѣза, на которомъ штриховкою показаны средніе своды нижней церкви). При принятомъ же расположеніи, въ сред
ней части церкви связи приходятся не надъ сводами, а надъ большою подпружкою аркою, въ которую онѣ отчасти и врѣзы
ваются при замкѣ, причемъ остаются совершенно закрытыми. Кромѣ того, принятое расположеніе связей, съ поперечными бал
ками, доставило возможность подраздѣлить всю значительную длину связей на отдѣльныя части, что имѣетъ удобство какъ въ отношеніи установки связей на мѣсто, такъ и въ отношеніи измѣненія длины связей отъ температуры.
Подробности зацѣпленія связей за стѣны и расположенія клиньевъ съ подушками для натягиванія связей видны на детальныхъ чертежахъ (листъ 2).
Связи исполнены обыкновенной котельной работой изъ лучшаго сорта англійскаго желѣза (марки BBR). Дыры для заклепокъ допущены пробивныя; отверстія же для болтовъ допускались не иначе, какъ сверленыя, а самые болты точеные. Натяжные клинья, а также тѣ поверхности желѣза и чугуна, по которымъ клинья имѣютъ движеніе, выстроганы. Связи окрашены по загрунтовкѣ въ два пріема масляною краскою изъ свинцовыхъ бѣлилъ (цинковыя не допускались во избѣжаніе образованія гальва
нической пары), съ небольшою примѣсью сажи. Затѣмъ, въ разбуткѣ сводовъ, которая для облегченія сдѣлана съ пустотами (шанцами), оставлено около связей свободное пространство (такъ что связи находятся какъ бы во рву или каменномъ ящикѣ), и это пространство, равно какъ и промежутки между связями, заполнены сухимъ толченымъ древеснымъ углемъ, какъ въ пред
упрежденіе ржавчины, такъ и для возможнаго огражденія желѣза отъ измѣненій температуры.
Что касается прочности связей, то она повѣряется слѣдующими соображеніями.
По исчисленію профессора Бернгардта, избытокъ момента разрушающихъ усилій противъ момента силъ сопротивляющихся (относительно точекъ вращенія, взятыхъ въ плоскости подошвы устоевъ нижней церкви) составляетъ 25500 кубико-футо-футовъ. Средній вѣсъ 1 куб. фута камня, изъ котораго сложены стѣны
***
. ***
[**)] Цифры годовой и мѣсячныхъ температуръ въ г. Севастополѣ взяты изъ «Русскаго Календаря» Суворина за 1875 годъ.
[*)] по непосредственному взвѣшиванію, произведенному мною на работахъ, вѣсъ 1 куб. ф. разныхъ породъ камня оказался слѣдующій:
и своды храма, можно принять въ 3,58 пуд. [*)]; слѣдовательно, избытокъ момента разрушенія составитъ:
25500 * 3,58 = 91290 пудо футовъ.
Связи расположены на высотѣ 19 ф. 7 1/2 д., или 19,625 ф. отъ пола нижней церкви; слѣдовательно усиліе, вытягивающее связи, составитъ:
s = 91290/19,625 = 4651,72 ПУД.
Сѣченіе всѣхъ четырехъ полосъ связей, за вычетомъ отверстій для болтовъ и заклепокъ, составляетъ:
(12 — 3) * 5/8 * 4 = 22,5 кв. дюйм.
Слѣдовательно, напряженіе на 1 кв. дюймъ желѣза будетъ:
R = 4651,72/22,5 = 206,8 пуд.
Напряженіе, происходящее въ связяхъ отъ прогиба ихъ вслѣдствіе собственнаго вѣса, въ соображеніе не принимается,
такъ какъ связи по всей длинѣ опираются на плотный слой древеснаго угля:
Вліяніе измѣненій температуры на длину и напряженіе связей устраняется по возможности тѣмъ, что всѣ связи находятся внутри строенія, въ закрытомъ пространствѣ, и окружены дур
ными проводниками тепла, и что, какъ верхнюю, такъ и нижнюю, церкви предполагается отапливать. Однакоже, вліяніемъ пере
мѣнъ температуры нельзя совершенно пренебрегать, какъ показываетъ слѣдующій разсчетъ:
Средняя годовая температура въ г. Севастополѣ составляетъ + 12,5° Ц. [**)]; средняя температура самаго жаркаго лѣт
няго мѣсяца (іюль) есть + 23,5° Ц., а средняя температура самаго холоднаго зимняго мѣсяца (январь) + 1,6° Ц. Дневныя температуры, конечно, бываютъ гораздо выше и ниже среднихъ мѣсяч
ныхъ, но такъ какъ связи защищены отъ рѣзкихъ измѣненій теп
лоты, то можно безъ ошибки полагать, что быстрыя колебанія температуры впродолженіи сутокъ не будутъ имѣть на нихъ вліянія, и что наибольшая температура связей лѣтомъ едва-ли будетъ выше средней іюльской, а наименьшая, зимою, при отопленіи храма, едва-ли будетъ ниже средней январьской; для большей увѣренности, однако, примемъ, что температура связей будетъ измѣняться отъ 0° Ц. до + 25° Ц.
Связи непремѣнно должны быть натянуты предварительно, при самой укладкѣ ихъ, помощью клиньевъ, до такой степени, чтобы онѣ не ослабѣвали при самой высокой температурѣ, иначе,
удлинившись, онѣ не будутъ принимать на себя тѣхъ усилій,
уничтожать которыя онѣ назначены, и въ сооруженіи возможны будутъ движенія, могущія при повтореніяхъ сдѣлаться опасными, и допускать которыя во всякомъ случаѣ не слѣдуетъ. О предва
рительномъ натягиваніи связей подробно объяснено ниже; теперь же достаточно знать, что, при существованіи предварительной
натянутости, связи при самой высокой температурѣ, т. е. по предположенію, при + 25° Ц., не ослабѣваютъ, а принимаютъ на себя все разрушающее усиліе, что, какъ выше исчислено, составляетъ по 206,8 пуда на кв. дюймъ.
При пониженіи температуры съ + 25 до 0° связи должны укоротиться; такъ какъ линейное удлиненіе желѣза на 100° Ц.
есть 1/812 первоначальной длины, то, при опусканіи температуры на 25°, связь должна укоротиться на
Напряженіе, соотвѣтствующее этому линейному сжатію, выражается формулою:
R = E x/L
Здѣсь Е — коэффиціентъ упругости = 750000 пуд.
x/L — линейное удлиненіе бруса = 1/3248
Слѣдовательно
Впрочемъ, употребленіе желѣзныхъ связей оказалось тѣмъ болѣе возможно и удобно въ данномъ случаѣ, что для нихъ наш
лось мѣсто между сводами нижней и поломъ верхней церкви, такъ что онѣ не будутъ видны извнутри церкви, какъ полагалъ комитетъ и, слѣдовательно, не будутъ нарушать художественности и монументальности зданія. Кромѣ того, этотъ способъ имѣетъ еще то преимущество, что при немъ сохраняется вполнѣ внутреннее расположеніе нижней церкви, согласно Высочайше утвержден
ному проекту, и не уничтожается, какъ при заложеніи арокъ, круговой ходъ, вокругъ священныхъ развалинъ древняго храма, сохраняемыхъ внутри нижней церкви.
Примѣненныя мною желѣзныя связи изображены, какъ въ общемъ своемъ видѣ (листъ 1-й), такъ и въ деталяхъ (листъ 2-й) на прилагаемыхъ чертежахъ.
Какъ видно на разрѣзѣ, связи заложены на высотѣ 19 фун. 7 1/2 д. отъ пола нижней церкви, или на 1 ф. 8 д. ниже уровня чистаго пола верхней церкви; но такъ какъ, кромѣ того, полъ внутри верхней церкви поднятъ въ этомъ мѣстѣ для солеи (амвона предъ иконостасомъ) на двѣ ступени (10 1/2 д.), то все разстояніе отъ чистаго пола до оси связей составляетъ 2 ф. 6 1/2 д., а до самыхъ возвышенныхъ частей связей 1 ф. 3 1/2 д., что оказалось совершенно достаточнымъ для перекрышки связей и настилки пола каменными плитами. Только въ боковыхъ галереяхъ, гдѣ концы связи выходятъ за стѣны, для толщины чистаго пола остается выше чугунныхъ подушекъ всего 5 дюймовъ, но и этого достаточно для положенія каменной плиты.
Связи расположены по обѣимъ щекамъ боковыхъ разгрузныхъ арокъ, и такимъ образомъ самыя арки не ослабляются врубкою въ нихъ желѣза. Въ этомъ мѣстѣ связи совершенно свободно помѣшаются въ пространствѣ между сводами и чистымъ по
ломъ, какъ видно на разрѣзѣ. Въ средней части храма связи необходимо было нѣсколько сблизить между собою, такъ какъ при сохраненіи того возможнаго разстоянія, какое онѣ имѣютъ около разгрузныхъ арокъ (см. планъ), желѣзныя полосы прорѣзывали бы насквозь средніе своды и были бы видны извнутри (что по
нятно изъ разрѣза, на которомъ штриховкою показаны средніе своды нижней церкви). При принятомъ же расположеніи, въ сред
ней части церкви связи приходятся не надъ сводами, а надъ большою подпружкою аркою, въ которую онѣ отчасти и врѣзы
ваются при замкѣ, причемъ остаются совершенно закрытыми. Кромѣ того, принятое расположеніе связей, съ поперечными бал
ками, доставило возможность подраздѣлить всю значительную длину связей на отдѣльныя части, что имѣетъ удобство какъ въ отношеніи установки связей на мѣсто, такъ и въ отношеніи измѣненія длины связей отъ температуры.
Подробности зацѣпленія связей за стѣны и расположенія клиньевъ съ подушками для натягиванія связей видны на детальныхъ чертежахъ (листъ 2).
Связи исполнены обыкновенной котельной работой изъ лучшаго сорта англійскаго желѣза (марки BBR). Дыры для заклепокъ допущены пробивныя; отверстія же для болтовъ допускались не иначе, какъ сверленыя, а самые болты точеные. Натяжные клинья, а также тѣ поверхности желѣза и чугуна, по которымъ клинья имѣютъ движеніе, выстроганы. Связи окрашены по загрунтовкѣ въ два пріема масляною краскою изъ свинцовыхъ бѣлилъ (цинковыя не допускались во избѣжаніе образованія гальва
нической пары), съ небольшою примѣсью сажи. Затѣмъ, въ разбуткѣ сводовъ, которая для облегченія сдѣлана съ пустотами (шанцами), оставлено около связей свободное пространство (такъ что связи находятся какъ бы во рву или каменномъ ящикѣ), и это пространство, равно какъ и промежутки между связями, заполнены сухимъ толченымъ древеснымъ углемъ, какъ въ пред
упрежденіе ржавчины, такъ и для возможнаго огражденія желѣза отъ измѣненій температуры.
Что касается прочности связей, то она повѣряется слѣдующими соображеніями.
По исчисленію профессора Бернгардта, избытокъ момента разрушающихъ усилій противъ момента силъ сопротивляющихся (относительно точекъ вращенія, взятыхъ въ плоскости подошвы устоевъ нижней церкви) составляетъ 25500 кубико-футо-футовъ. Средній вѣсъ 1 куб. фута камня, изъ котораго сложены стѣны
***
. ***
[**)] Цифры годовой и мѣсячныхъ температуръ въ г. Севастополѣ взяты изъ «Русскаго Календаря» Суворина за 1875 годъ.
[*)] по непосредственному взвѣшиванію, произведенному мною на работахъ, вѣсъ 1 куб. ф. разныхъ породъ камня оказался слѣдующій:
и своды храма, можно принять въ 3,58 пуд. [*)]; слѣдовательно, избытокъ момента разрушенія составитъ:
25500 * 3,58 = 91290 пудо футовъ.
Связи расположены на высотѣ 19 ф. 7 1/2 д., или 19,625 ф. отъ пола нижней церкви; слѣдовательно усиліе, вытягивающее связи, составитъ:
s = 91290/19,625 = 4651,72 ПУД.
Сѣченіе всѣхъ четырехъ полосъ связей, за вычетомъ отверстій для болтовъ и заклепокъ, составляетъ:
(12 — 3) * 5/8 * 4 = 22,5 кв. дюйм.
Слѣдовательно, напряженіе на 1 кв. дюймъ желѣза будетъ:
R = 4651,72/22,5 = 206,8 пуд.
Напряженіе, происходящее въ связяхъ отъ прогиба ихъ вслѣдствіе собственнаго вѣса, въ соображеніе не принимается,
такъ какъ связи по всей длинѣ опираются на плотный слой древеснаго угля:
Вліяніе измѣненій температуры на длину и напряженіе связей устраняется по возможности тѣмъ, что всѣ связи находятся внутри строенія, въ закрытомъ пространствѣ, и окружены дур
ными проводниками тепла, и что, какъ верхнюю, такъ и нижнюю, церкви предполагается отапливать. Однакоже, вліяніемъ пере
мѣнъ температуры нельзя совершенно пренебрегать, какъ показываетъ слѣдующій разсчетъ:
Средняя годовая температура въ г. Севастополѣ составляетъ + 12,5° Ц. [**)]; средняя температура самаго жаркаго лѣт
няго мѣсяца (іюль) есть + 23,5° Ц., а средняя температура самаго холоднаго зимняго мѣсяца (январь) + 1,6° Ц. Дневныя температуры, конечно, бываютъ гораздо выше и ниже среднихъ мѣсяч
ныхъ, но такъ какъ связи защищены отъ рѣзкихъ измѣненій теп
лоты, то можно безъ ошибки полагать, что быстрыя колебанія температуры впродолженіи сутокъ не будутъ имѣть на нихъ вліянія, и что наибольшая температура связей лѣтомъ едва-ли будетъ выше средней іюльской, а наименьшая, зимою, при отопленіи храма, едва-ли будетъ ниже средней январьской; для большей увѣренности, однако, примемъ, что температура связей будетъ измѣняться отъ 0° Ц. до + 25° Ц.
Связи непремѣнно должны быть натянуты предварительно, при самой укладкѣ ихъ, помощью клиньевъ, до такой степени, чтобы онѣ не ослабѣвали при самой высокой температурѣ, иначе,
удлинившись, онѣ не будутъ принимать на себя тѣхъ усилій,
уничтожать которыя онѣ назначены, и въ сооруженіи возможны будутъ движенія, могущія при повтореніяхъ сдѣлаться опасными, и допускать которыя во всякомъ случаѣ не слѣдуетъ. О предва
рительномъ натягиваніи связей подробно объяснено ниже; теперь же достаточно знать, что, при существованіи предварительной
натянутости, связи при самой высокой температурѣ, т. е. по предположенію, при + 25° Ц., не ослабѣваютъ, а принимаютъ на себя все разрушающее усиліе, что, какъ выше исчислено, составляетъ по 206,8 пуда на кв. дюймъ.
При пониженіи температуры съ + 25 до 0° связи должны укоротиться; такъ какъ линейное удлиненіе желѣза на 100° Ц.
есть 1/812 первоначальной длины, то, при опусканіи температуры на 25°, связь должна укоротиться на
Напряженіе, соотвѣтствующее этому линейному сжатію, выражается формулою:
R = E x/L
Здѣсь Е — коэффиціентъ упругости = 750000 пуд.
x/L — линейное удлиненіе бруса = 1/3248
Слѣдовательно