Продолжая искать возможности дальнейшего уменьшения веса материала, затрачиваемого на единицу площади покрытия, Владимир Григорьевич задается вопросом, насколько оправдано традиционное устройство всех общепринятых покрытий, состоящих из четырех рабочих элементов - настила, обрешетки, прогонов и стропильных ферм. Оказывается, условия работы элементов неодинаковы. На долю каждого последующего элемента приходится нагрузка от всех предыдущих. Неизбежно возрастает вес фермы, поскольку она должна полностью нести нагрузку, собираемую настилом, обрешеткой и прогонами.
Такая неравномерность не устраивает Шухова. Он хочет уравнять условия работы элементов покрытия под нагрузкой, помочь проектировщикам в поисках «наивыгоднейшего геометрического расположения всех частей фермы, при котором вес употребленного на устройство фермы материала был бы наименьший». Анализируя стропильную ферму с этих позиций, Владимир Григорьевич приходит к парадоксальному выводу. Он гласит, что наименьший вес будет иметь покрытие, в котором длина панели а, расстояние между фермами е и расстояние между обрешетинами кровли с равны между собой, т. е. а = е = с.
Пусть читатель не волнуется. Мы вовсе не намерены навязывать ему утомительное и трудное путешествие сквозь заросли математических выкладок. Отметим только, что несложная формула, которой Шухов завершает свои расчеты, на первый взгляд могла показаться строителям лишенной практического смысла. С одной стороны, она убеждает проектировщика уменьшить расстояние между фермами. Но, как признает сам Шухов, «с уменьшением расстояния между фермами возрастает приходящееся на единицу площади покрытия количество материала, которое идет на выполнение стыков, а, с другой стороны, с уменьшением длины панели возрастает число раскосов и число связей между узлами ферм». Иными словами, вес фермы возрастает настолько, что она становится совершенно неэкономичной.
Но значит ли это, что формула Шухова привела нас в тупик, что она чревата неустранимыми противоречиями? Нет, именно опираясь на свою формулу, Шухов делает смелый, подлинно новаторский шаг. Он решается отвергнуть ферму как один из основных элементов покрытий, выдвинуть принципиально новый метод их сооружения. «Единственный практически возможный путь для уменьшения размеров а и е в покрытиях,- пишет он,- заключается в применении устройства сетчатых поверхностей, которые, при самых разнообразных условиях в задании, но составленным мною проектам и были построены конторою А. В. Бари на выставке в Нижнем Новгороде. Расчет таких покрытий делается на основании изложенной здесь теории арочных покрытий».
