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.