Незадолго до Рождества 1893 года состоялось торжественное открытие магазина Акционерного общества «Верхние торговые ряды», в присутствии всего городского начальства и даже царской семьи. Прежде всего хвалили архитектора Померанцева и его помощника Петра Щекотова. Трудно было не обратить внимание на то, что сдвоенные башенки, венчающие главный вход в Верхние торговые ряды, двускатные теремообразные крыши, «пузатые» колонны, узкие окна-бойницы, фрески с растительным орнаментом гармонируют с уже построенным зданием Исторического музея, возводившегося в 1875–1881 годах по проекту Владимира Шервуда. Из этой же обоймы было и стоящее рядом здание городской думы, построенное по проекту Дмитрия Чичагова в 1890–1892 годах. Символом псевдорусского стиля стало красное крыльцо Думы, украшенное арочками с висячими гирьками. Складывалось впечатление, что в этом здании заседали не депутаты конца XIX века, а члены Боярской думы середины XVII столетия.
Празднично разодетых участников торжества, употребивших за вечер несколько тысяч бутылок французского шампанского, поразили громадные масштабы здания (площадью более 10 тысяч квадратных метров), по которому можно было ездить даже в карете или автомобиле, настолько широки оказались пролеты. Три длинных трехэтажных пассажа, симметрично пересеченные тремя же продольными пассажами, тысячи поселившихся в них магазинов занимали целый квартал между Красной площадью и Ветошным переулком. А подвал какой — целое подземное шоссе, где сновали туда-сюда груженные товарами подводы. Кстати, о французах — присутствовавшие на открытии журналисты и дипломаты поражались русскому размаху и удали: пассаж-то слово французское, но у них в Париже на Елисейских Полях такого громадного магазина нет! И вот над всем этим сооружением словно парила прозрачная крыша. Вот тут и пришел черед восторгаться мастерством Шухова.
Конечно, и помимо шуховской крыши членам акционерного общества было чем гордиться: своя автономная электростанция, новейшая система парового отопления, водопровод (артезианская скважина!) и канализация, девять грузовых лифтов для поднятия товаров… И все же это уже в той или иной мере постепенно появлялось в Москве, а вот перекрытия Шухова представали взору в единственном экземпляре. Владимир Григорьевич накрыл громадный магазин металлической паутиной из тончайших перекрытий с тысячами стекол. Только плела эту паутину не армия паучков, тянущих свою бесконечную проволочку, а неугасающая ни на миг мысль инженера. А ведь стоит посмотреть на верх с первого этажа — и кажется, что никаких перекрытий вообще нет и над головой сплошное стекло, пропускающее солнечный свет и защищающее от снега и дождя.
Проект сетчатой оболочки перекрытия Верхних торговых рядов основывался на выбранной Шуховым форме — коробовом своде, определение которого звучит как «криволинейное перекрытие с лежачим полуовалом в сечении». В переводе на нормальный язык это звучит так: крыша Шухова напоминает собой половинку овала или параболу. Причем овала огромного, ибо 250-метровые пролеты достигали ширины до 15 метров. Овальные крыши — не редкость в русской архитектуре, взять хотя бы трапезные православных храмов, многие из которых перекрыты именно таким образом, но ведь там и площадь меньше, и материал применяется иной — кирпич. Кроме того, для такого большого перекрытия, как Верхних торговых рядов, требовалось и немало внутренних, поддерживающих элементов, всевозможных балок, стяжек стропил и тех же раскосов — наклонных стоек, соединяющих верх крыши с ее основанием, то есть то, что мы привыкли традиционно видеть на чердаках старых домов. Можно себе представить, какой вид на устройство крыши тогда открывался бы задравшим голову посетителям магазина — нагромождение всякого рода элементов, препятствовавших прохождению дневного света. Проще уж тогда было вообще отказаться от стеклянного покрытия крыши, закрыть все от постороннего глаза потолком, как обычно и делается. Но в том-то и была «фишка» Верхних торговых рядов — здание будто без потолка.
Привычные каждому самодеятельному дачнику-строителю раскосы выполняют необходимую функцию сжатия, Шухов же пошел против течения, убрав раскосы и придумав им замену в виде легких стержней из напряженного металла, призванного не сжимать, а растягивать конструкцию, общим весом, кстати, превосходящую 800 тысяч килограммов. Как заставить почти тонну металла парить в воздухе? Шухов с этой задачей справился отлично. Добиваясь необходимой для металлической арки жесткости, он не стал увеличивать высоту ее сечения, но придумал такое скрепление, которое ни в чем не уступало традиционному, а даже превосходило его по легкости и дешевизне.
Надежность шуховской крыши обеспечивали специальные наклонные тяги, на каждую арку приходилось по четыре обычные и две ветровые тяги, итого шесть. Необходимость ветровых тяг вызывалась частыми в Москве неблагоприятными погодными условиями, в частности ветром, создающим дополнительную нагрузку на перекрытия. Фирменная черта проектов Шухова — экономичность — в данном случае выразилась в том, что число ветровых тяг требовалось в два раза меньше обычных: так он рассчитал. Следовательно, уменьшался и общий вес всего сооружения. Тяга диаметром в один сантиметр была уподоблена длинному пруту, без всякого рода соединений, что, в свою очередь, повышало не только техническую ценность конструкции, но и эстетическую. Тогда в России только зарождалось понятие технической эстетики. Что же касается легендарной шуховской простоты, то она выразилась и в том числе в способе соединения тяги с аркой: загнутый конец тяги продевается в ушко болта, что создает ему необходимую прочность и долговечность.
Детали интереснейшей работы Шухова над проектом перекрытия Верхних торговых рядов поведал его сын Сергей: «Отцом была проделана огромная исследовательская работа и произведен подробный расчет арочных ферм с учетом их статической неопределимости. А также переменных, зависящих от внешней нагрузки и количества связей. Сопоставление результатов точных и приближенных расчетов для сравнительно гибкого верхнего пояса не дало существенных расхождений и погрешностей. Поэтому отец считал возможным и даже необходимым для практики упростить расчетную схему, тем более что в те годы еще были редки в обиходе счетные линейки и не существовало сколько-нибудь толковых справочников и счетных таблиц на русском языке, так что немногие инженеры могли вести расчеты по сложным формулам и точным методам»{136}.
Важно для понимания достоинств шуховского проекта последнее предложение из приведенной цитаты. Изобретатель не только решил конкретную стоящую перед ним задачу, но и разработал методику расчета подобных проектов — как это свойственно Шухову! Так же было и во время работы над нефтепроводами, резервуарами, водопроводом: всегда Владимир Григорьевич оставлял после себя теоретическое наследие, которым могли бы воспользоваться современники, коим он существенно облегчал задачу, приближая научно-технический прогресс. Вот и в этом случае он предложил свою теорию арочных ферм с формулами и расчетами, позднее она будет сформулирована в его книге «Стропила. Изыскание рациональных типов прямолинейных стропильных ферм и теория арочных ферм», вышедшей в 1897 году.
Шухов отмечал, что в целях наиболее рационального использования металла и оптимального облегчения конструкции, «располагая возможностью увеличивать число наклонных тяг без особого увеличения затрат на материал и изделие их, можно значительно уменьшать сгибающие моменты и тем самым облегчать вес арки, далее которого при данном пролете увеличивать число тяг не представляется экономичным». Шухов предложил использовать следующие стандарты: при ширине пролета до 6 метров применять одну горизонтальную тягу, при 10 метрах — одну горизонтальную и две наклонные, при семнадцати — добавить еще две наклонные тяги, при двадцати пяти — еще две.
Самым известным местом в ГУМе является фонтан, у которого обычно назначаются встречи. Ожидающие своих спутников москвичи и гости столицы с восторгом смотрят на парящую над фонтаном стеклянную ротонду — результат сопряжения среднего продольного пассажа со средним поперечным. Жаль, что ажурный купол в деталях могут рассмотреть лишь немногие, кому удается подниматься на крышу. В тысячах стеклянных оконцев этой великолепной паутины отражаются блики извергаемой фонтаном воды. А всего на изготовление трех продольных пассажей ушло более 60 тысяч стекол.
Возведением крыши Верхних торговых рядов занималась не контора Бари — случай не такой частый в практике Шухова, а Санкт-Петербургский металлический завод. Конторе такой проект был не по плечу. Завод с начала 1870-х годов специализировался на возведении металлических перекрытий самых больших зданий императорской столицы — зрительного зала Мариинского театра, главных залов Зимнего дворца, Консерватории, Русского музея, цирка Чинизелли на Фонтанке, театра «Эрмитаж», Академии художеств, наконец, куполов храма Спаса на Крови, московского универмага «Мюр и Мерилиз», ныне ЦУМа. В 1891 году Товариществу Санкт-Петербургского металлического завода удалось даже запатентовать эту конструкцию перекрытий Верхних торговых рядов.
Работу Шухова по перекрытию Верхних торговых рядов иногда сравнивают с так называемым Хрустальным дворцом, возведенным в Лондоне из чугуна и стекла к Всемирной выставке 1851 года. Место для него выбрали соответствующее — Гайд-парк. Архитектором выступил Джозеф Пакстон, по профессии садовник, а по призванию строитель оранжерей. Площадь дворца была огромна, почти 100 тысяч квадратных метров, а высота достигала 33 метров. Вскоре после выставки дворец был разобран и перенесен в пригород Лондона, Шухов вполне мог видеть его во время своей поездки в Англию. Хрустальный дворец был тогда широко известен чуть ли не как восьмое чудо света. В 1936 году дворец сгорел, так что сравнивать его с Верхними торговыми рядами можно лишь по фотографиям. ГУМ могла бы постичь судьба Хрустального дворца — в середине 1930-х годов бывшие Верхние торговые ряды решили снести для строительства величественного здания Наркомтяжпрома — Народного комиссариата тяжелой промышленности СССР. В конкурсе приняли участие наиболее видные советские зодчие, среди которых были не только апологеты классического стиля Иван Фомин, Алексей Щусев, Бор