Техническое решение пирамиды Хеопса

В архитектуре древнего Египта периода Древнего царства (существовало с середины XXVIII до середина XXI века до н. э.) мы почти не находим примеров каменных сводов. В основном египтяне использовали несущую систему со стойками и балками, которая была проще с точки зрения устройства.

Реальные своды в Египетской архитектуре можно увидеть уже в эпоху Нового царства (существовало с XVI до XI века до н.э., для этого периода пирамиды уже являлись глубокой древностью). Например в заупокойном храме Рамзеса II (Рамессеуме) есть свод, выложенный из кирпича-сырца. Но это не значит, что в эпоху Древнего царства не существовало своих способов устройства потолков.

Создать карусельСводы из Рамессеуме. [I]

В поисках лучших строительных достижений Древнего царства заглянем в пирамиду Хеопса. Это была одна из последних крупных пирамид и в ней воплотились все достижения инженерной и организаторской мысли египтян. В ее галерее мы можем видеть необычное решение потолка. Камни, составляющие стену, начинают ступенчато сходиться друг к другу. При этом каждый следующий камень выдвигается из стены на очень малое расстояние. В итоге получается очень высокая конструкция, способная удержать на себе нагрузку от конструкции пирамиды. Можно подумать, что вот он и есть свод. Но тут я вам сразу скажу - это не свод.

Создать карусельКонструкция потолка галереи пирамиды Хеопса [II]

Рассмотрим принцип работы кирпичного свода. В стандартном каменном своде кирпичи формируют систему, в которой вертикальная нагрузка за счет контакта торцов кирпичей между собой передается от ключевого камня к основанию. При этом в своде возникает в основном сжатие и, в зависимости от конфигурации, изгибающий момент. На опорах появляется распор, который стремится раздвинуть их в разные стороны.

Создать карусельСечение классического свода [III]

Создать карусельПередача нагрузки в классическом своде [IV]

В пирамиде же мы имеем дело с ложным сводом. Данная конструкция подобно своду распределяет нагрузку от на две опоры. Однако, в отличие от свода, она не создает распора, который стремился бы раздвинуть опоры в стороны. В ложном своде камни передают нагрузку почти как в обычных кирпичных стенах. Вылет камня по сравнению с высотой камня настолько мал, что не создает значительного изгиба камня в точке опирания его на предыдущий. А это нам и нужно, так как камни плохо работают на изгиб (как и все хрупкие материалы). Благодаря этому ложный свод до сих пор сохраняет свою форму и надежно удерживает вес пирамиды, позволяя нам заглянуть внутрь и узнать тайны пирамиды.

Создать карусельОбщая схема псевдосвода пирамиды Хеопса [V]

Создать карусельПередача нагрузки в псевдосводе [VI]

Знали ли египтяне, что именно они делают? У них точно не было учебников по строительной механике и сопромату, чтобы точно рассчитать такую конструкцию. Они не понимали точно, как материал работает на изгиб и срез. Но они эмпирические пришли к подобному конструктивному решению и правильным пропорциям конструкции.

С точки зрения современного проектирования данная конструкция примитивна и не эффективна. При таком решении получается большая высота потолков и перерасход материала. Обычный свод в этом случае был бы куда эффективнее. Но эти недостатки не умаляют заслуги египтян, которые в то время смогли обнаружить принцип действия ложного свода и смогли его осознанно применить. В какой-то мере это и есть те самые “космические технологии”, для того времени уж точно.

Спасибо за внимание! В некоторых следующих заметках я бы хотел подробнее рассмотреть принцип работы арок и сводов и дополнить таким образом данный материал. Поэтому до скорого! Узнавайте новое со Стройкой века.

Информация о произведении:

Автор: Сабуров Даниил 
Редактор: Марк Ершов

Условия использования: свободное некоммерческое использование при условии указания автора и ссылки на первоисточник.

Для коммерческого использования — обращаться на почту: buildxxvek@gmail.com

Дополнительная информация:

1. Иванов. В.Ф. История строительной техники
2. Всеобщая история архитектуры. Том I. Архитектура Древнего мира
3. В.Л. Глазычев. Зарождение зодчества.

Источники изображений:

I. Ссылка на оригинал фото: https://ru.wikipedia.org/wiki/Рамессеум#/media/Файл:RamesseumStoreHouses.jpg 
II. Ссылка на оригинал фото: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/59/Grande-galerie.jpg 
III. Рисунок автора статьи
IV. Рисунок автора статьи
V. Рисунок автора статьи
VI. Рисунок автора статьи