J. E. Gordon

Structures

or Why Things Don’t Fall Down

The Viking Press
New York 1978

Джеймс Гордон

Конструкции

Почему они стоят и почему разваливаются

Перевод с английского И. Форонова

Издательство Студии Артемия Лебедева
Москва 2020

Моим внукам Тимоти и Александру

Среди бесчисленных унижений, подстерегающих человека в его самонадеянности, одно из главных есть невежество, касающееся самых обыденных явлений и вещей, — изъян, который мы осознаем тем сильнее, чем старательнее стремимся избавиться от него. Заурядный и праздный ум отвергает тягу к знаниям и считает свое знакомство с природой вещей завершенным, как только поймет их форму и непосредственное предназначение, но теоретик, которому недостаточно поверхностного взгляда, изнуряет себя бесплодной любознательностью и, узнавая все больше, убеждается, что знает все меньше.

Сэмюэл Джонсон. Журнал «Айдлер», 25 ноября 1758

Предисловие

Я прекрасно отдаю себе отчет в том, что решение написать элементарную книгу о конструкциях весьма опрометчиво. Только сняв с предмета математическую оболочку, начинаешь понимать, насколько сложно сформулировать и описать те понятия, которые часто называют элементарными (в значении «базовые» или «фундаментальные»). Некоторые упрощения и недомолвки в книге намеренные, но часть из них, без сомнения, объясняется моим дремучим невежеством и недостаточным пониманием предмета.

Несмотря на то что эту книгу в некотором смысле можно рассматривать как продолжение «Новой науки о прочных материалах», она абсолютно самостоятельная. Поэтому в первых главах присутствуют отсылки к предыдущей книге и повторы некоторых фрагментов.

Я глубоко благодарен множеству людей за фактический материал и плодотворные, а иногда и горячие дискуссии. Огромную помощь мне оказали коллеги из Университета Рединга, в частности профессор технологии строительного производства У. Д. Биггс, Ричард Чаплин, Джорджио Джероминидис, Джулиан Винсент и Генри Блайт. Профессор философии Энтони Флю высказал ряд ценных замечаний о последней главе. Я также признателен Джону Бартлетту, нейрохирургу из клиники «Брук». Профессор Т. П. Хьюз из Университета Вест-Индии очень помог мне консультациями по поводу ракет и ряду других вопросов. Мой секретарь мисс Джин Коллинз всегда выручала меня в трудную минуту. Миссис Нетеркот из журнала «Вог» любезно просветила меня в вопросах моды и швейного ремесла. Джеральд Лич и редакторы издательства «Пенгуин», как всегда, проявили присущую им выдержку и терпение. Я многим обязан Марку Прайору из Тринити-колледжа в Кембридже (которого уже нет с нами) — в частности, за беседы о биомеханике, продолжавшиеся без малого тридцать лет. В заключение я приношу смиренную жертву Геродоту, гражданину Геликарнаса.

Глава 1

Конструкции в нашей жизни,

или Как разговаривать с инженерами

Двинувшись с востока, они нашли в земле Сеннаар равнину и поселились там.

И сказали друг другу: наделаем кирпичей и обожжем огнем. И стали у них кирпичи вместо камней, а земляная смола вместо извести.

И сказали они: построим себе город и башню, высотою до небес, и сделаем себе имя, прежде нежели рассеемся по лицу всей земли.

И сошел Господь посмотреть город и башню, которые строили сыны человеческие.

И сказал Господь: вот, один народ, и один у всех язык; и вот что начали они делать, и не отстанут они от того, что задумали делать;

сойдем же и смешаем там язык их, так чтобы один не понимал речи другого.

И рассеял их Господь оттуда по всей земле;
и они перестали строить город.

Посему дано ему имя: Вавилон, ибо там смешал Господь язык всей земли, и оттуда рассеял
их Господь по всей земле.

Бытие 11. 2–9

Конструкцией мы называем сооружение из различных материалов, предназначенное для того, чтобы выдерживать нагрузки. Наука о конструкциях — одна из традиционных дисциплин современного знания. Если конструкции рушатся, велика вероятность гибели людей, поэтому инженеры всегда с пристрастием изучают их поведение. Однако, к большому сожалению,