ВЕЛИКОПРОЛІТНІ ПРОСТОРОВІ СТРУКТУРИ І ОБОЛОНКИ В ЕПОХУ "ЗОЛОТОГО СТОЛІТТЯ ТОНКИХ ОБОЛОНОК" (1922-1965)

В результаті вивчення даного розділу студент повинен:

знати

  • • видатні просторові споруди різних країн;
  • • потреби сучасного суспільства в спорудах, що володіють великою просторовою волею форм;
  • • основні принципи конструювання тентових, пневматичних, мембранних, висячих покриттів і вантових конструкцій;
  • • основні принципи конструювання залізобетонних, металевих і дерев'яних оболонок;
  • • імена найбільш відомих архітекторів, інженерів і вчених-механіків, які зробили значний внесок у проектування і зведення унікальних просторових споруд, що стали прототипами для цілого ряду наступних об'єктів;

вміти

  • • вибрати відповідні будівельні конструкції для проектування і зведення будівель і споруд різного призначення;
  • • використовувати в реальному проектуванні знання фізико-механічних властивостей конструкційних матеріалів будівельних конструкцій;
  • • вибирати раціональну форму будівлі з декількох запропонованих варіантів, спираючись на знання картини розподілу внутрішніх силових факторів, технологічні та ергономічні вимоги до спорудження;
  • • орієнтуватися в існуючому потоці інформації по архітектурно-будівельним конструкціям і спорудженням різного призначення;
  • • творчо переробляти досягнення архітектурної думки першої половини XX ст .;

володіти

  • • інформацією з історії розвитку архітектури просторових структур;
  • • просторовою уявою для створення віртуального геометричного об'ємного образу споруди;
  • • знаннями методів проектування інженерних споруд, їх конструктивних елементів, включаючи методики інженерних розрахунків систем, об'єктів і споруд;
  • • методами інноваційного потенціалу, ризику комерціалізації проекту, техніко-економічного аналізу проектованих об'єктів і продукції.

Терміни та визначення

Приступаючи до розгляду і вивчення реально побудованих просторових структур і оболонок, наведемо визначення деяких термінів, які будуть зустрічатися в цьому розділі і наступних розділах.

Період часу з 1922 по 1965 р прийнято називати "золотим століттям тонких оболонок", так як саме в цей час з'явилися важливі інженерні рішення, які дозволяли збільшити прольоти покриттів для промислових і громадських будівель, були побудовані оболонки з різних будівельних матеріалів і розроблені методики їх зведення. Найбільш відомими проектувальниками і архітекторами оболонок в той час були П. Л. Нерві, Е. Торроха, Г. Інслер, А. Тедескі і Ф. Кандела.

Большепролетная просторова структура - це спорудження, що перекриває велику площу без проміжних опор, причому габаритні розміри структури в плані дорівнюють або перевищують стрілу підйому просторової структури. Стріла підйому - це відстань від рівня опор просторової структури до її вищої точки, не рахуючи ліхтарів, надбудов і т . Д. Зазвичай під Великопролітні просторовими структурами розуміють структурні плити з перехресними ребрами, стрижневі структурні плити та інші стрижневі конструкції, структурні пластинчасті плити, конструкції з жорсткими вантами і комбіновані вантові покриття.

Оболонка - его пластина, викривлена в одному або в двох взаємно ортогональних напрямках. Жорстка оболонка - це оболонка, виконана з суцільного матеріалу і має велику жорсткість па вигин. Безмоментного оболонка - це оболонка, виконана з суцільного матеріалу і має малу жорсткість на вигин. У тонких оболонок товщина набагато менше габаритних розмірів оболонки. Оболонка вважається тонкою, якщо R min> 20 h, де h - товщина оболонки; R - радіус кривизни серединної поверхні оболонки. Контурні елементи являють собою жорсткі або податливі опори, що сприймають вагу оболонки і навантаження, що діють на неї.

Конічні, циліндричні поверхні, поверхні обертання і перенесення зазвичай називають канонічними поверхнями. Оболонки, окреслені по інших поверхонь, називають оболонками неканонічною форми.

Армоцементні оболонки - вид тонкостінних оболонок із залізобетону, до складу якого входять високоміцний цементно-піщаний розчин з армуючими сітками з тонкого дроту діаметром 0,1-1 мм з дрібними осередками до 1 × 1 см.

Сітчаста оболонка - несуча будівельна конструкція, окреслена за обраною поверхні і складається з жорстких стержнів, з'єднаних в однотипних вузлах. Використовуються сітчасті оболонки-покриття, сітчасті оболонки-вежі і складні сітчасті оболонки, що мають форму неаналітичних поверхонь.

Висячі залізобетонні оболонки складаються з спільно працюють вант, залізобетонного покриття та опорної конструкції. Основні несучі елементи в висячих оболонках - це ванти з високоміцної сталі, що працюють тільки на розтяг. Покриття висячих залізобетонних оболонок виконують із збірних залізобетонних плит з легкого бетону, які кріплять до вантах за допомогою випусків робочої арматури або спеціальних гаків. Розрахунок висячих залізобетонних оболонок складається з розрахунку несучих вант, опорних конструкцій і покриття по вантах. Він проводиться як для стадії монтажу, так і для експлуатації. Передбачається, що вертикальна навантаження сприймається одними вантами, які працюють подібно ниткам тільки на розтягнення.

Висячими називають покриття, в яких несуча пролітна конструкція працює на розтяг. Несучими елементами розтягнутих конструкцій служать троси, канати, дріт, кругла сталь, гнучкі металеві, сітки з переплетених ниток або мембрани у вигляді тонких листів з металу, полімерних матеріалів, тканин і т.п. До висячим покриттям відносять мембранні і вантові покриття, висячі залізобетонні оболонки і покриття на гнучких нитках і тросових сітках.

Вантові конструкції являють собою системи, де ванти підтримують або надають стійкість сполученим з ними згинають або стисливим жорстким елементам (балках, фермам, плитам, арках). Якщо функція підтримки грає головну роль, то такі системи називають підвісними вантовими , якщо ж головною є функція забезпечення стійкості, то систему називають просто вантової. Ванта - прямолінійна нитка, що підтримує конструкції (балки, арки, ферми), безпосередньо сприймають зовнішнє навантаження (див. Рис. 1.5). Найбільш поширеною вантової конструкцією є вантово-балочна конструкція, де балка жорсткості підтримується вантами в одній або декількох точках. Похилі ванти розходяться від верхньої точки опорних пілонів або йдуть паралельно один одному.

Тросові сітки - висячі покриття негативної гауссовой кривизни, що складаються з двох сімейств взаємно перетинаються гнучких ниток і утворюють чотирикутні осередки. Провисаючі нитки одного сімейства - несучі, іншого - стабілізуючі. Надаючи при попередньому натягу взаємний тиск один на одного, вони утворюють єдину седловую поверхню.

Одношарове суцільне покриття з металевих листів або смуг, що утворюють задану поверхню одинарної або подвійної гаусом кривизни, називається мембранним. Мембранні покриття поєднують в собі несуть і захищають функції.

Плоска стрижнева структура - це геометрично незмінна стрижнева система, що складається зі стрижнів, що лежать в одній площині і з'єднаних між собою за допомогою жорстких вузлів або шарнірів. Стрижневі просторові структури - це геометрично незмінні стрижневі системи, що складаються з закономірно розташованих стрижнів, які утворюють тривимірну конструкцію.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >