На основе практического применения этих конструкций Никитину удалось разработать комплексную теорию конструкций этого класса, определить спектр их возможностей и конструктивные качества. «Важным достоинством полюсных конструкций, — сообщает специальная техническая литература, — является возможность их использования для перекрытия сооружений с различной конфигурацией плана — круглой, эллиптической, квадратной и прямоугольной и, вообще, произвольной; они могут иметь положительную и отрицательную кривизну. Благодаря выгодной статической работе система отличается экономичностью; она проста в конструктивном отношении и открывает широкие архитектурные возможности».
Образец "полюсной конструкции". Купол подвешен к небу. Здание цирка в Душанбе. 1970 г.
А спустя чуть больше полугода следующее сообщение: «Пишу доклад на соискание степени доктора на тему: «Железобетонные конструкции высотных и большепролетных зданий и сооружений»… Я придумал новую систему конструкций для многоэтажных и многопролетных зданий. Сейчас занимаюсь ее пропагандой и внедрением». Здесь речь идет о системе АБВ, названной по первым буквам слов — арки, балки висячие. И если современный строительный мир видел в Никитине «бога железобетонных конструкций», который, казалось, делал из железобетона все, что ему заблагорассудится, то в системе АБВ задействовали конструкции из металла.
Система АБВ (арки, балки висячие). Верхние перекрытия держатся на вантах. Макет спорткомплекса в Калининграде
Известно, что бетон прекрасно работает на сжатие и плохо на растяжение. Металлические конструкции — наоборот: они способны выдержать огромные растягивающие силы и не выдерживают больших нагрузок на сжатие. Эти особенности металла конструктор сумел использовать с полной отдачей. Металлические перекрытия, какими бы прочными они ни были, при больших пролетах прогибаются, провисают. «И пусть себе провисают!» — решил конструктор, задумав использовать само это провисание.
Для большепролетных зданий специального назначения, таких, как кинотеатры или плавательные бассейны, более удобной будет не прямая плоская кровля, а преломленная в середине таким образом, что одна половина крыши окажется выше другой. Один скат крыши покатый, а другой — почти плоский. На самом изломе крыши Никитин поместил шарнир собственной конструкции, который позволил всей крыше произвольно подниматься и опускаться под влиянием перепадов температуры. Там, где у бассейна крыша вздымается вверх, размещены вышки для прыжков в воду, а над гладью водных дорожек плоская крыша висит несколько ниже. С кинотеатром — тот же прием. Под высоко задранной крышей размещен широкоформатный экран; кровля располагается как бы специально по расширяющемуся, восходящему лучу кинопроектора.
Расчет прост и надежен, кровлю очень удобно монтировать. И весь фокус, казалось бы, предельно прост — произвольно сломать крышу пополам, на месте излома установить шарнир, а два опорных конца крыши закрепить на двух противоположных разновысоких стенах, которые несут основную нагрузку.
Эта система показалась настолько заманчивой и привлекательной для строителей, что, как говорится, прямо с листа была реализована в целой серии зданий и сооружений. Самыми удачными реализованными своими проектами с использованием висячих конструкций АБВ Никитин считал универсальный спортивный зал в Душанбе и летний каток в Калининграде, где он приспособил к этой системе еще одно свое конструктивное новшество — ванты — подвесные стальные канаты, на которых покоится кровля. Так отголоски удачного решения телебашни позволили Никитину создать подлинно современное здание с упругим, эластичным перекрытием. И еще одна особенность увеличивала притягательную силу конструкций АБВ — расход высокопрочной стали для большепролетных перекрытий резко сокращался. В некоторых случаях экономия стали достигала 40 процентов по сравнению с другими зданиями таких же размеров и того же назначения.
Исчерпывающе использовать возможности материала, найти в самом материале ключ к удачному конструктивному решению, решить задачу самым простым и удобным способом — такими были цели его поиска и путь к удачам.
— Не надо приходить в восторг, если вы придумали что-то дельное. Пошевелите еще мозгами. Поглядите, не лежит ли еще что-то рядом, нельзя ли развить, укрепить то первое, что пришло на ум, — говорил Николай Васильевич.
Конструктор всегда искал это «дельное», находил, показывал путь, каким надо развивать открытое, а для себя снова подыскивал новую нехоженую дорогу.
Раздумывая о судьбах строительства, Никитин все чаще приходил к мысли, что споры о том, что первично: художественно-архитектурный образ или конструктивная система, — не только беспочвенны, а просто-напросто вредны, потому что они мешают понять существо и направленность развития строительного процесса.
Разрабатывая новые классы строительных конструкций, Николай Васильевич пытался представить, какое будущее ждет их. И в его воображении часто рисовалась удивительно реальная картина, четкая до мельчайших подробностей. На морском берегу останавливается приспособленный для жилья автофургон строительно-изыскательской группы. Трое молодых, уверенных в себе людей выходят на берег с полотенцами через плечо и спускаются к воде. У одного из них в руках планшет. Двое купаются, а третий, любуясь гигантской живописной скалой, вписывает в прибрежный пейзаж высокий многоярусный дворец санатория на морском берегу. Вскоре один из пловцов выходит из воды, задумчиво трет шею полотенцем и вдруг заявляет, что пейзаж не раскрыт, а, наоборот, закрыт…
Уже месяц живут они на берегу моря. Забракована целая гора эскизов, а решение все еще не найдено. Их никто не торопит, но они уже начинают нервничать — в скалистый берег никак не удается вписать ни эллиптическую, ни шарообразную, ни какую-либо иную строительную композицию. А ведь приехали три ведущих специалиста, создавших смелые и яркие произведения строительного искусства. Образ композиции где-то рядом, но никак не удается его схватить и высветить. Наконец приходит спасительная идея: создать рядом с черной скалой белого ее двойника, а верхний уступ скалы и верхнее перекрытие дворца соединить вертолетной площадкой. Идет разработка идеи: вырисовываются ярусы дворца, балконные пояса, которые единой спиралью сплетают тело будущего здания со скалой, на уступах которой появляются то живописный грот, то солярий, то пояс обзора. Постепенно все расставляется на свои места.
Сделано самое главное — найден художественный образ. Пришла пора приглашать строителей. Для того чтобы началась стройка, мастерам строительного дела достаточно знать примерный вес здания, размеры фундамента и этажность — от этого будет зависеть их оборудование и снаряжение, которое они сами доставят на стройплощадку.
Пока строители добираются до места, электронная вычислительная машина, которая помогала в художественном конструировании, разрабатывает программу строительного процесса на основе исходных данных и характеристик будущего дворца.
Стройка не относится к разряду высшей сложности: ее высота всего лишь семьдесят этажей, поэтому на стройплощадку прибывает бригада из десяти человек.
У подножья скалы воздвигнута легкая сферическая оболочка из округлых пластмассовых щитов с единственным проемом, через который свободно проезжает десятитонный трайлер. Под оболочкой формируется на скальном грунте мощный фундамент, а на него устанавливается пневматическая система подъема этажей.
Возведение дома начинается с верхнего перекрытия. В металлическую опалубку, способную менять свою конфигурацию, начинает поступать стальная сетка, разматываясь из рулонов, а через другие отверстия в кассетной опалубке через шланги поступает под давлением суперпластификатор — смесь текучего цемента с отвердителем. Здесь надо сказать, что именно такой пластификатор, о котором мечтали строители со времен Огюста Перре, первым внедрившего железобетон в современную архитектуру, совсем недавно изобретен в Московском научно-исследовательском институте железобетона. Этот суперпластификатор способен заполнять емкости самой сложной конфигурации и тонкого профиля.