44377

ТЕОРІЯ АРХІТЕКТУРИ. Л.М. Бармашина

Книга

Архитектура, проектирование и строительство

Викладено основні теоретичні аспекти архітектурної композиції. Розглянуто наступні групи питань: конструктивні системи несучих та інших конструкцій, зокрема стійково-балкова, склепінна, консольна та інші тектонічні системи, а також особливості тектоніки різних просторових конструкцій; теорія кольору в архітектурній композиції, просторові та психологічні властивості кольорів, колірна композиція, кольорове вирішення міської забудови, композиційні властивості архітектурного простору.

Украинкский

2014-03-31

9.17 MB

41 чел.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет

Л. М. БАРМАШИНА, В. І. ВАСИЛЬЧЕНКО,

О. М. ПЕТРУШЕВСЬКИЙ

ТЕОРІЯ АРХІТЕКТУРИ

Навчальний посібник

Видавництво Національного авіаційного університету  «НАУ-друк»

Київ 2010

УДК 72.01(075.8)     

ББК Н1я7

     Б 254          

          

Рецензенти:

О. І. Седак – канд. архітектури, проф., НАОМА.

С. Г. Буравченко  канд. архітектури, доцент, заступник директора УкрНДІцивільсільбуд.

О. А. Трошкіна  канд. архітектури, доцент кафедри архітектури Національного авіаційного університету.

Затверджено методично-редакційною радою Національного авіаційного університету

Л. М. Бармашина, В. І. Васильченко ,  О.М. Петрушевський

( протокол № 4/10 від 25.05.2010 р.)

Бармашина Л. М.

     Б 254       Теорія архітектури: Навч. посібн.  Вид-во  Нац. авіац. ун-ту, «НАУ- друк» 2010,  - 172 с.

               Викладено основні теоретичні аспекти архітектурної композиції. Розглянуто наступні групи питань: конструктивні системи несучих та інших конструкцій, зокрема стійково-балкова, склепінна, консольна та інші тектонічні системи, а також особливості тектоніки різних просторових конструкцій; теорія кольору в архітектурній композиції, просторові та психологічні властивості кольорів, колірна композиція, кольорове вирішення міської забудови, композиційні властивості архітектурного простору.

Для студентів напряму 1201 «Архітектура».

УДК 72.01(075.8)  

ББК Н1я7

   Бармашина Л. М. , Васильченко  В. І.,

                                                             Петрушевський  О.  М.,  2010

Зміст

Вступ……..………………………………………………………

4

1.

Конструктивні системи несучих та огороджуючих конструкцій……………………….

5

1.1.

Стійково-балкова та каркасна тектонічні системи …………….

8

1.2.

Склепінчаста тектонічна система………………………………

18

1.3.

Консольні тектонічні системи. Конструктивні системи із         V-подібними опорами……………………………………………

27

1.4.

Просторові несучі конструкції………………………………….

36

1.5.

Тектоніка  просторових решітчастих конструкцій…………….

40

1.6.

Тектоніка складчастих конструкцій…………………………….

51

1.7.

Тектоніка оболонкових просторових  конструкцій……………

54

1.8.

Тектоніка висячих  просторових  конструкцій…………………

62

1.9.

Тектоніка поєднання різних конструктивно-просторових систем в архітектурній композиції...............................................

68

2.

Теорія кольору в архітектурній композиції...

76

2.1.

Природа кольору. Систематизація кольорів. Психологічні властивості кольору…..………………………………………….

76

2.2.

Гармонія кольору. «Теплі» й  «холодні» кольори……………..

89

2.3.

Просторові властивості кольору……………………………….

94

2.4.

Вплив кольору залежно від структури поверхні й характеру матеріалу…………………………………………………………

100

2.5.

Об`єднання різних елементів просторого середовища за  допомогою кольору……………………………………………..

106

2.6.

Колірне вирішення міської забудови……….………………….

107

2.7.

Колірна композиція……………………………………………..

108

3.

Властивості архітектурного простору……

114

3.1.

Зовнішній вигляд споруд……………………………………….

114

3.2.

Архітектурний ансамбль………………………………………….

119

3.3.

Інтер’єр та визначення його просторовості …………………..

126

3.4.

Виявлення просторовості композиції………………………….

138

3.5.

Вхід до будівлі чи споруди…..………………………………….

146

3.6.

Конфігурація проходів і проїздів……………………………….

149

3.7.

Взаємовідношення міграційних трас із  просторовими         об'ємами…………………………………………………………….

152

3.8.

Форми міграційних просторів……………………………………..

153

3.9.

Технічний та візуальний масштаб………………………………..

161

 

Список літератури…………………………………………………

171

ВСТУП

Архітектура це галузь діяльності людини, спрямована на формування штучного матеріального середовища, в якому відбуваються всі життєві процеси суспільства та його окремих членів – праця, побут, культура, спілкування, відпочинок тощо. Як матеріальне виробництво архітектура спирається на науку та будівельну техніку, як матеріальне середовище віддзеркалює соціальні умови суспільства, як мистецтво здатна справляти глибокий емоційний вплив.

Архітектурне проектування будівель, споруд та їх комплексів здійснюють відповідно до функціональних вимог, фізичних законів та законів краси. Зміст творів архітектури має соціально-функціональну, емоційну та художню складові, які втілюються в матеріально-просторових формах.

Мета курсу «Теорія архітектури» забезпечення студентів теоретичними знаннями щодо тектонічних засад об`ємно-просторової композиції, її категорій та засобів для подальшого використання цих знань у проектуванні малих архітектурних форм, інтер`єрів, будівель, споруд та містобудівних утворень. Дисципліна «Теорія архітектури» має самостійне значення і є базовою для вивчення дисциплін «Архітектурна композиція» та «Архітектурне проектування».

У результаті вивчення дисципліни студент повинен знати:

– способи виконання графічних вправ на створення різних видів композицій із використанням засобів, властивостей, принципів і прийомів композиційно-художнього моделювання архітектурної форми та урахуванням тектоніки матеріалів і конструкцій;

– принципи побудови фронтальної, об’ємної і просторової композиції з урахуванням тектоніки матеріалів і конструкцій, а також досягнення цілісності, композиційної єдності та естетичної виразності запропонованого рішення;

– можливості використання засобів формоутворення та моделювання архітектурних об’ємів із урахуванням тектоніки різних матеріалів і конструктивних систем;

Навчально-методичний посібник відповідає робочій навчальній програмі дисципліни. Цей посібник слід розглядати як розгорнутий план дисципліни.

  1.  КОНСТРУКТИВНІ СИСТЕМИ НЕСУЧИХ

    ТА ОГОРОДЖУЮЧИХ КОНСТРУКЦІЙ

Метою формоутворення в архітектурі є створення цілісної гармонійної об’ємно-просторової структури, що має відповідати різноманітним потребам суспільства. Найбільш істотними факторами формоутворення є функціональні, тектонічні й естетичні. Формування об’ємно-просторового середовища завжди має задовольняти певну суспільну потребу, тобто виконувати певну функцію.

Призначення будівлі та пов’язана  із ним функціональна організація об’ємно-просторової структури певною мірою визначає художній образ споруди. Зміст у архітектурі  міститься у єдності естетичних і утилітарних цінностей. Отже, функціональна організація об’ємів і простору є одним із засобів відображення змісту в архітектурі.

Втіленню функціональної організації об’ємно-просторової структури  в матеріальну форму допомагає використання різних будівельних матеріалів і конструкцій. Подібно до функціональної організації конструктивна структура взаємопов’язана зі змістом архітектурного твору, оскільки вона теж бере участь у розкритті творчого задуму.

Отже, організована відповідно до змісту конструктивна структура набуває художньої вартості, стає архітектурною формою. Форма архітектурного твору є синтезом художнього задуму та конструктивної ідеї.

Архітектурна форма це матеріальне втілення ідейно-художнього задуму, що відображає властивості будівельних матеріалів і характер конструкцій. У різні періоди часу конструктивна структура будівель і споруд виражалася по-різному: наприклад, у Стародавній Греції стійково-балкова кам’яна ордерна система була зразком єдності конструктивної та архітектурної форм; в епохи бароко та рококо конструктивна основа та властивості будівельного матеріалу приховувалися або навіть фальшувалися.

Початок розвитку сучасної техніки наприкінці ХІХ ст. призвів до зникнення стильових ознак пізнього класицизму та виявлення форм, народжених  новою будівельною технікою. Чиказька архітектурна школа випередила час на півсторіччя та ввела              в практику каркасну систему будівництва, яка запанувала                    в архітектурі ХХ ст. До нашого часу протягом декількох десятиріч прогресивні конструкції були заховані під завісою формалістичної різностильової бутафорії. Лише в 20-х роках ХХ ст. з’явилося уявлення про формоутворюючі принципи конструкції в архітектурі. Протягом наступних десятиріч традиційні архітектурні поняття зазнали повної зміни та затвердилися сучасні уявлення про техніку та архітектуру.

Пластична побудова форми будівлі відповідно до її конструктивної сутності називається тектонікою (від гр. «будівельне мистецтво»). Тектоніка образно розкриває єдність конструкції та об’ємно-просторової структури. Очевидним є зв’язок поняття тектоніки із парними антитезами, що розкривають сутність творчого методу архітектора: «технічне – художнє» та «конструктивна система – естетична форма». Тектоніка архітектурної споруди обумовлена розміщенням і спів-підпорядкуванням її частин, що витікає із загальної структури будівлі.

Тектонічні форми результат творчого процесу формоутво-рення. При цьому кожній конструктивній системі притаманні певні тектонічні форми та прийоми  побудови. Можна виділити різні види тектонічних систем: стінові, стійково-балкові,  каркасні, склепінні та інші конструкції.

У межах цих систем тектонічні форми можуть мати різні характеристики, зазвичай зовсім несхожі, залежно від матеріалу або технології будівництва. Так, тектоніка сучасних каркасних споруд, виконаних із залізобетону чи металу, характеризується формоутворенням, відмінним від традиційних форм фахверкових споруд із каркасом з дерев’яних брусів; кам’яні чи цегляні склепіння мають інше тектонічне вираження, ніж сучасні тонкостінні оболонки чи склепіння з армоцементних елементів. Конструкція залежить від рівня техніки, характеру та властивостей будівельних матеріалів.

Оскільки тектоніка – це художнє вираження роботи конст-рукцій і матеріалу, вона відіграє в архітектурній композиції значну роль і є одним із головних засобів композиції в сучасному зодчестві. Загальними принципами створення тектонічної форми в архітектурі є:

–  виявлення специфіки конструктивного рішення в об`ємно-просторовій структурі будівлі;

– зсування принципової схеми розподілу та характеру напруження в конструкції;

– підкреслення архітектурними засобами опор та інших основних конструктивних елементів;

–  прагнення до відповідності архітектурної форми характеру епюри моментів;

– суворе художнє розчленування працюючих та захисних елементів будівлі, несучих опор та перекриттів тощо;

–  з’ясування ритмічного ряду, пов’язаного з системою опорних елементів;

– використання художніх можливостей фактури та кольору для вираження конструктивних пріоритетів.

У процесі формування архітектурної споруди важливу роль відіграють конструктивні та будівельні прийоми, які значною мірою визначають його тектонічну форму, впливають на об’ємно-просторове й планувальне рішення.

У свою чергу конструкція залежить від рівня техніки, характеру й властивостей матеріалу. Це свідчить про необхідність вивчення тектоніки будівельних матеріалів.

Конструкція будівлі є сукупністю конструктивних частин (елементів), що забезпечують її міцність і стійкість та складають її основу. Розміри архітектурних об’ємів, можливість влаштування внутрішніх опор, навантаження на перекриття, наявність будівельних матеріалів – головні фактори щодо вибору певного конструктивного рішення.

Вираження архітектурної ідеї та форми штучної оболонки (як межі об’єму та простору), що відповідає певним функціям, відбувається у відповідних будівельних конструкціях і матеріалах. Дуже важливим є виявлення архітектурними засобами основних опірних елементів і художнього розподілу несучих (тих, що сприймають навантаження) та огороджуючих (тих, що обмежують об’єм) частин будівлі.

Існують такі види навантаження конструкції: постійне (сумарна вага самої конструкції та ненесучих елементів) і тимчасове (дія вітру, вага людей меблів, обладнання тощо).

Наслідком дії навантаження на матеріал конструкції є її розтягнення  або стискання. Робота різних матеріалів – це опір тим чи іншим видам навантажень.  При цьому камінь, цегла, бетон добре працюють на стискання, а метал, дерево як на розтяг, так і на стискання. Складовими елементами  структури  архітектурної споруди, які залежно від матеріалу, з якого вони виготовлені, так чи інакше сприймають навантаження, є фундамент, стіни, перекриття, покриття, перегородки тощо.

Залежно від матеріалу архітектурні конструкції відрізняються технічними параметрами. Художнє трактування цих конструкцій відтворює специфіку їхнього матеріалу.

  1.  Стійково-балкова та каркасна тектонічні системи

Стійково-балкова архітектурно-конструктивна система – це  система стійок або вертикальних опор і балок, що на них опираються. Ця система виникла в стародавні часи та існує дотепер. Найперші споруди створювалися за цією схемою. Багаточисельні доісторичні споруди, що збереглися на теренах Європи та Азії, так звані дольмени, складаються з двох чи більше вертикально поставлених каменів і кам’яних глиб чи плит, що відіграють роль балки.

З часом ця примітивна конструкція досягла значної досконалості, розвинувшись у струнку архітектурну систему, на основі якої було створено багато архітектурних споруд і будівель. Необроблені кам’яні глиби як підпори перетворилися в стовпи чи колони, які набули чіткої тектонічної форми, підкресленої пластичною та орнаментальною обробкою. Безформна плита перекриття перетворилася в  кам’яну балку геометричної форми.

 Стійково-балкові конструкції з давніх часів виконувалися і з дерева. При цьому такі дерев’яні конструкції з їхніми більш стрункими, легкими пропорціями в свою чергу могли впливати на формування кам’яних конструкцій, розвиток яких, як правило, йшов шляхом усе більшого полегшення балки та стрункості несучої підпори.

В архітектурі давнього світу колонні системи знайшли широке розповсюдження. Історія архітектури Давнього Єгипту та інших давніх цивілізацій дає багато прикладів споруд, де основою є колони, перекриті балками.

Їх   форма   часто носила  риси    копіювання   та    натуралізму: наприклад,   масивні   гранітні  колони в єгипетській архітектурі, які   були  стилізацією  купи  стеблів   папірусу   або   квітки лотоса. Подібні форми не відображують сутності конструктивного змісту стійково-балкових систем,  і з погляду на образне рішення така стилізація позбавлена логіки. Безперечно, походження цих форм значною мірою визначалося більш давніми конструкціями з дерева, очерету та подібного матеріалу, традиційна форма яких потім втілилася у спорудах з каменю (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Різні  типи протодоричних колон Єгипту

Стійково-балкова система, зберігаючи свою конструктивну суть і логіку, зазнавала  пластичних  еволюцій протягом  століть, що позначилось як на зміні технології виготовлення частин будівель і споруд, так і на прагненні будівельників використати композиційні засоби разом із особливостями матеріалу для отримання художньо-ідеологічного ефекту.  

Так, у Давньому Єгипті храмова архітектура створювалась спеціально для підтримки культу божества, що персоніфікувалося фараоном, і саме тому основним композиційним засобом було специфічне використання масштабу, а саме несорозмірність будівлі і людини, «надлюдський» масштаб тощо.

Принцип символічної декоративності, що застосовувався зодчими Єгипту в рішенні пластики колон (рельєфи, форма капітелей) використовувався й при обробці стін і інших поверхонь (рис. 1.2).

Свого часу відбулася трансформація стійково-балкової системи в колонні ордери, які по суті є системою вертикальних і горизонтальних конструкцій, підпорядкованою певним законо-мірностям формування, побудови пропорцій, розташування й чергування окремих елементів (рис. 1.3, 1.4).

             

                       

Ордерна архітектура характерна для Античної Греції та Стародавнього Риму. Слід зазначити, що грецький ордер – це найбільш вдале та досконале втілення тектоніки стійково-балкової системи, в той час, як римському ордеру притаманна більша декоративність.

В епоху Древнього Риму були створені чудові зразки   бездоганних  у  тектонічному  відношенні споруд мости (акведуки й віадуки), у яких єдність   матеріалу   (каменю),  форми, конструкції  й  оточення досягнуте повною мірою.

Тектонічні еволюції стійково-балкової системи в давньорим-ські часи були досить різноманітні й включали великий діапазон форм від вишукано-тектонічних атріумних  житлових будинків до сугубо декоративних зображень ордера на стіні.

Закономірна система ордерних форм, із чіткою градацією несучих (стійки) і ненесучих (балки, плити) елементів, пов’язаних загальним тектонічним принципом, зі строгими кількісними відношеннями між частинами та цілим, є чудовим прикладом реалістичної архітектури, що має певне методологічне значення і зараз.

Камяні стовпи та балки зберігали стійкість за рахунок ваги та сили тяжіння самої конструкції. Грецькі храми не руйнувалися від ураганного вітру, оскільки маса камяних блоків була більшою від перекидаючого моменту. Однак, відносно невеликі поштовхи під час землетрусу призводили до зміщення елементів, часто руйнували конструкції. Звязок між стійками і балками був не міцним і не жорстким, тому камяна конструкція добре опиралася силам стиснення і погано – силам розтягу. На розтяг слабко працював і сам камінь. Тому камяна балка на двох опорах перекриває значно менший проліт, ніж деревяна.

Фізичні властивості матеріалу визначають його конструктивні можливості. Ще здавна будівельники виробили певні числові відношення для елементів стійково-балкової конструкції. Ці технічно виправдані співвідношення довжини, ширини та висоти стійки чи балки  в античному світі знайшли своє відображення  в системі пропорцій, в яких втілилися технічні та естетичні вимоги до конструкції.

Повернення до ідей античності в європейській культурі Відродження, природно, призвело до широкого використання ордерної системи,   але   вже   на   якісно іншому рівні. Характерне

 

для людей Ренесансу прагнення до уточнення, перерахування, повторного огляду всього сущого, а також до ясності, чіткості, ідеальних форм втілилося у процесі створення цілого ряду канонічних (усереднених, ідеалізованих) ордерних систем. Дотримуючись правил трактату Вітрувія, у структурі ордера намагалися знайти секрети закономірностей майстерності, рецепти «вічної краси». Відомі ордерні системи великих італійців Віньоли,  Палладіо, Альберті тощо. А що ж відбувалося з тектонікою? Зодчі Відродження, реалізуючи на практиці власні погляди (що, до речі,  не завжди означало застосування винайдених ними канонів), виробили образно-метафоричний підхід до ордерної системи, що отримав повний розвиток у період бароко.

Звертання до ордера як до тектонічної системи, використовуваної як  художньо-пластична мова в архітектурі, було характерне для періоду класицизму, коли й  набуло  особливого значення і змісту. Роль ордера, однак, уже була іншою: по-перше, він продовжував залишатися здебільшого накладною декорацією на фасадах будинків, по-друге виражав зовсім інші ідеї.

Універсальність ордерної системи як засобу художньої виразності служить людині з моменту виникнення ордера й дотепер, і тільки корінні зміни будівельного виробництва, перехід від ручної праці до практично повної індустріалізації позбавив ордер його значення тектонічного й художнього символу.                     У подальшому розвитку відбулась трансформація в аркову та склепінчасту системи з несучими стінами.

Стійкова-балкова тектонічна система є праобразом каркасної тектонічної системи. Будь-яка споруда має якомога краще протидіяти зовнішнім силам, які діють на неї в усіх напрямках.           У давньому світі це завдання вирішували або зведенням жорсткої суцільної конструкції – стіни, що обмежувала простір з усіх боків, або спорудженням жорсткого остова, вкритого якимось більш легкими матеріалами. Головні навантаження від зовнішніх сил як своєрідний скелет будівлі сприймав остов.

Подібна конструкція називається каркасною від «carcassa» – остов. Головною відмінною рисою каркасних конструкцій є розділення функцій на несучі та захисні. Каркас зазвичай складається з вертикальних (стійок чи опор) і горизонтальних (ригелів чи балок) елементів, жорстко з’єднаних між собою в різних площинах. У порівнянні з монолітною стіновою конструкцією на виготовлення каркасу витрачається менше матеріалу, з огляду на це він більш легкий та екомічний, оскільки площа перерізів каркасу складає відносно невеликий відсоток від площі перерізу стіни. Каркасні конструкції широко застосовувались у середньовічних містах Західної Європи. Основою народного житла часто був дерев’яний каркас із розкосами для жорсткості – фахверк, який заповнювався глиною або цеглою. Народні майстри вміло виявляли тектонічні особливості каркасу і зазвичай не закривали фахверк із зовнішнього боку. Чіткий малюнок дерев’яної несучої основи та художньо підкреслений характер заповнення реалістично розкривали об’ємно-просторову структуру будівлі та її конструктивну сутність (рис. 1.5).

У дерев’яних каркасах було порівняно легко поєднувати елементи каркасу та забезпечувати йому просторову жорсткість. Для цього в різних площинах використовувалися різні розкоси. Значно важче було створити просторові зв’язки в кам’яному каркасі.

Майстри готики розробили кам’яний остов за допомогою ребер склепіння – нервюр, нахилених арок – аркбутанів і спеціальних опорних стовпів – контрфорсів. У результаті вага перекриттів і горизонтальні умови розпору передавалися на систему звязаних між собою конструктивних просторових елементів, що вивільняють від навантажень значні ділянки стіни. Вони, в свою чергу,  виконували захисну функцію.

Із розповсюдженням металу та залізобетону каркас набув широкого застосування, особливо в багатоповерхових будівлях. До характерних рис каркасних конструкцій належить зменшення розмірів перетину несучих елементів до мінімуму (згідно зі статичними розрахунками) та чітке функціональне розмежування несучих і ненесучих елементів.

Головні тектонічні та виробничі вимоги до каркасних систем – цевиявлення на фасаді опор і місць кріплення огороджуючих навісних панелей, тобто кроку каркасу (рис. 1.6).

      

Застосовуються різні варіанти кріплення навісних панелей: безпосередньо до колон і ригелів; тільки до колон; до консольно виступаючих перекриттів, тощо. Відповідно до цього існують різні можливості формоутворення та різний ступінь виявлення малюнка каркасу на фасаді.

Таким чином тектоніка каркасної системи передбачає відображення каркасу на фасаді за допомогою віконних переплетів і розрізки панелей. На рис. 1.7 і 1.8 показано різні варіанти рішення фасадів каркасних будівель.

      Каркасна архітектурно-тектонічна система найбільш розповсюджена в сучасній архітектурі. Вона самостійно служить конструктивною основою багатьох сучасних будівельних споруд і є складовою частиною комплексних конструкцій, які найчастіше використовуються архітекторами.

           

1.2. Склепінчаста тектонічна система

  1.  Стійково-балкова та каркасна тектонічні системи

За часів Стародавнього Риму аркові та склепінчасті конструкції отримують не тільки технічну, але й тектонічну розробку.  В інженерних спорудах тектоніка аркових систем виявляється у ритмічному сполученні різних аркових ярусів. У цивільних  будинках тектоніка доповнюється системою профілювання імпостів і архівольтів – ідентичним профільним завершенням опорних пілонів і обрамленням арок (рис. 1.9-1.10).

Подальшим розвитком аркової тектоніки стало застосування склепінь. За часів Стародавнього Риму це були здебільшого циліндричні та півциркульні склепіння. Склепінчасті конструкції набули поширення зі стародавніх часів і вже тоді вони були взірцем будівельного мистецтва: Пантеон у Римі, храм Св. Софії у Константинополі  та багато інших архітектурних пам’яток         (рис. 1.11, 1.12).

а

 

   б

Найзначнішою за розмірами склепінчастою| спорудою|спорудженням| античного світу є|з'являється,являється| Пантеон (від гр|. Pentheion — місце, присвячене всім богам). Це храм в імя всіх богів, що втілював|уособлював| ідею єднання численних|багаточисельних| народів імперії. Головна частина|частка| Пантеону є грецьким круглим храмом, завершеним склепінням діаметром 43,4 м, через отвори якого світло проникає у внутрішню частину|частку| храму, що вражає|приголомшує| величчю і простотою обробки (рис. 1.13).

Розповсюдженим прийомом обробки склепінь, що також пов’язаний із їхньою тектонікою, є кесонування. У кам’яному циліндричному чи коробковому склепінні кесони отримують шляхом створення каркасу з арок, що йдуть по кривій впоперек склепіння, які в свою чергу перетинають горизонтальні ребра, розміщені вздовж склепіння.

У середні віки аркові та склепінчасті конструкції набувають нових форм у зв'язку з винаходом стрілчастих арок і поєднанням склепінь з арками — нервюрами, які підсилювали склепіння (див. рис. 1.13). Найбільшого поширення такі конструкції набули у тектоніці так званої готичної архітектури.

Якщо арки та аркади є елементами тектоніки прямокутної у плані споруди, то для приміщень, що мають у плані форму кола або правильного багатокутника, як перекриття та головний тектонічний елемент використовують склепіння чи куполи.

Крім простого застосування склепінь в наш час є приклади зведення більш складних конструкцій, в яких поєднуються  циркульність куполів з прямокутною формою плану (рис. 1.14).

Рис.  1.14. Готичні арки-нервюри:

1  діагональні;  2 щокові;  3 склепіння

Склепінчасті тектонічні системи передбачають можливості перекриття великих прольотів. Основні види цегляних кам’яних і бетонних склепінь — циліндричні (прості, замкнені, з розпалубками), хрестові, зімкнені, дзеркальні, купольні, вітрильні (рис. 1.15).

Циліндричне склепіння — це напівциліндр, дві довгі сторони якого опираються на стіни або інші суцільні поздовжні опори, наприклад, на балки, які підтримуються стійками, або аркадами. Різновидами циліндричного склепіння є напівциркульні, елептичні, трьох- чи багатоцентрові склепіння, так звані коробкові, що розрізняються тільки  утворюючою кривою. Стіни, на які опирається склепіння, називаються опірними, а перпендикулярні їм стіни по торцях склепіння — щоковими.

Якщо частину циліндричного склепіння розсікти взаємно перпендикулярними діагональними по відношенню до вісі склепіння вертикальними склепіннями, то утворяться чотири частини: дві з них, розташовані вздовж склепіння, називаються розпалубками, дві інші, що йдуть поперек склепіння лотками (рис. 1.16).

Зімкнене склепіння протилежне до хрестового. Воно складається з чотирьох лотків, які, змикаючись по діагоналі, утворюють вхідні кути.

Дзеркальне склепіння можна уявити як зімкнуте, верхня частина якого зрізана горизонтальною площиною, утворюючою так зване дзеркало. Криволінійні частини склепіння, що обрамляють дзеркало, називаються падугами. Купольне склепіння чи купол утворюється обертанням кривої (напівкола, напівеліпсу, параболи тощо) навколо — вертикальної вісі. Таким чином, у плані або в горизонтальному перерізі купол дає коло, а в будь-якому іншому — криву лінію. Куполом можна перекривати не тільки круглі у плані приміщення, де він опирається на стіни по всьому периметру, але й квадратні та багатокутові. Вітрильне склепіння можна розглядати як похідне від купольного. Геометрична побудова вітрильного склепіння відбувається шляхом відрізання від купольної поверхні бічних частин площинами призми, повздожня вісь якої суміщена з віссю купола. Верхня частина такого склепіння, розміщена вище так званих вітрил, являє собою кульовий сегмент і називається скуфією (див. рис. 1.16). Здебільшого таким склепінням перекривали квадратне в плані приміщення. Свою назву воно отримало завдяки  схожості із закріпленим у чотирьох кутах надутим вітром вітрилом.

На рис. 1.17 показана побудова деяких видів склепінь.

На рис. 1.18 показано деякі сучасні варіанти втілення склепін-частої тектонічної системи.

       

  1.  Консольні тектонічні системи.

Конструктивні системи з  V-подібними опорами

Оскільки консоль — це балка, в якої тільки один кінець жорстко з’єднаний із опорою, то консольні конструкції можуть бути складовими елементами таких тектонічних систем, як каркасні, системи із V-подібними опорами та інші.

Найбільш розповсюджений тип консольних конструкцій —окремо розміщені опори з консолями (навіси, козирки тощо). Тектоніку роботи консольної конструкції відображають жорстко защемлені стійки чи опори із консолями, розширені донизу. Натомість їх звуження донизу вказує на шарнірне (рухоме) закріплення та передбачає влаштування додаткового кріплення —відтяжки (козирки над входами до будівель) чи підкосу (конструкції трибун). Дві шарнірно закріплені консольні стійки, з’єднані шарніром, утворюють трьохшарнірну раму. Умовами забезпечення просторової стійкості консольних споруд є застосування додаткових конструктивних елементів (покриттів, балок, плит, конструкцій місць для глядачів на трибунах спортивних та видовищних будівель тощо).

Будь-який опірний будівельний елемент, що має конічну                V-подібну форму, називається V-подібною опорою. Історія розвитку пов’язана із контрфорсом — опірним елементом, що розширюється донизу — як конструкцією, яка виражає статичну рівновагу (рис. 1.19).

З початку ХХ ст. знайшла широке розповсюдження сучасна                      V-подібна форма опори, звуженої донизу, що на перший погляд суперечить законам статики, а насправді є новою інженерно виправданою тектонічною формою.

У багатьох видатних творіннях сучасної архітектури на першому поверсі застосована рамна конструкція із явно вираженими опорами  V-подібної форми (рис. 1.20).

Дуже цікавим прикладом V-подібних опор є проект церкви архітектора Кастильйоні (рис. 1.21). Головним елементом, який огороджуює простір і підтримуює покриття, є виразна трьохшарнірна арка.

У цьому прикладі арка перекриває простір і візуально ділить його на нижню зону, де мають знаходитись люди, та верхню — високу, легку, освітлену. Верхнє склепіння конструкції опирається на відповідні виступи трьохшарнірних арок, створюючи зусилля зсуву. Сприйняття цих зусиль без допомоги внутрішніх затяжок і спрямування їх обхідним шляхом через жорсткі опори арки до фундаменту надає даному рішенню принадності та сили.

Блискуче поєднання тектоніки та естетики притаманно мостам інженера Роберта Майара. Ці споруди вважаються в Швейцарії одночасно найбільш красивими прикладами сучасного інженерного мистецтва та зразками дуже вдалих конструктивних форм         (рис. 1.22).

Рис. 1.22. Трьохшарнірні аркові мости інж. Майара

Головними тектонічними особливостями мостів Майара є              використання трьохшарнірної арки як основної несучої конструкції та V-подібних опор як складових елементів. У результаті правильного поєднання функціональних вимог, законів статики та конструктивних можливостей матеріалу автор створив дуже гармонійні та красиві споруди.  Мости Майара свідчать про те, що тектонічна форма в більшості випадків створюється як наслідок знань закономірних взаємозв’язків.

У багатьох видатних творіннях сучасної архітектури на першому поверсі застосована рамна конструкція із явно вираженими опорами V-подібної форми. Приклади багатоповерхова будівля ЮНЕСКО в Парижі архітектора Нерві (могутня V-подібна форма опор підкреслює спеціальну функцію першого поверху), житловий будинок у Марселі арх. Ле Корбюз’є (великі навантаження передаються через жорсткі опори). Обидва приклади свідчать, як у багатоповерхових спорудах сила вітру визначає форму рами першого поверху. Нахил стійок рами визначається точками зосередження навантаження від розміщених вище поверхів (рис. 1.23). Цікавими прикладами застосування V-подібних опор є висотні житлові будинки в Нанті та Берліні, автором яких є також знаменитий Ле Корбюз’є. V-подібні опори першого поверху (плоскі стійки) попарно зміщені відносно один одного: чергуються пари стійок із нахилом всередину та назовні, симетрія витримана вздовж кожної поперечної вісі, які одночасно є  вісями поперечних несучих стін житлових поверхів. Бічний тиск вітру сприймається спільно всіма опорними елементами як просторово жорсткою естакадою. Прийнята конструктивна схема характеризується трикутними зв’язками, що мають бічну жорсткість, і є достатньо  простою та стійкою (рис. 1.24). Ще одним різновидом вилоподібної опори є V-подібна стійка, що роздвоюється десь на рівні половини своєї висоти (рис. 1.25). Опора складається з верхньої вилоподібної частини та нижньої цільної стійки. На відміну від інших вилоподібних опор верхні кінці опор цієї будівлі не з’єднані між собою горизонтальним ригелем. Суміжні нахилені верхні частини опор стикаються один з одним та утворюють трикутні з’єднання, а пружний край складчастого покриття забезпечує міцний горизонтальний зв’язок уздовж стіни.

      

Принципово таку ж форму мають V-подібні опори палацу спорту в Римі, збудованого за проектом Нерві (рис. 1.25). На відміну від будівлі електростанції тут усі вітки опор звужуються до кінців. Це свідчить про шарнірні зв’язки на кінцях і жорстке поєднання стійок і зубців у центрі V-подібної «зірки». V-подібні опори по периметру будівлі спираються на анкерне кільце, укладене під землею. На тонкі верхні кінці стійок опирається пласке склепіння. Хвилястість його кромки протидіє провисанню між точками опори. 

На рис. 1.26 показано цікавий варіант використання V-подібних опор як складових елементів рамних опірних конструкцій нещодавно зведеної будівлі спортивно-оздоровчого центру у Словаччині.

  1.   Просторові  несучі  конструкції

При проектуванні і зведенні будівель із|із| зальними приміщеннями|помешканнями| виникає комплекс складних архітектурних і інженерних завдань|задач|. Для створення|створіння| комфортних умов у залі, забезпечення вимог технології, акустики, ізоляції його від інших приміщень|помешкань| і навколишнього середовища визначального значення набуває конструкція покриття залу. Знання математичних законів формоутворення дозволило створювати|чинити| складні геометричні побудови|шикування| покриттів (парабол, гіпербол тощо) з використанням принципу довільного плану.

У сучасній архітектурі формоутворення архітектурних обєктів є|з'являється,являється| результатом розвитку двох тенденцій: вільного планування, що забезпечує каркасна конструктивна система, і довільного планування, яке вимагає конструктивної системи, що дозволяє організувати весь об’єм|обсяг| будівлі, а не тільки|лише| планувальну структуру.

Зал це основне композиційне ядро більшості громадських будівель. Конфігурація плану, що найбільш часто зустрічається, прямокутник, круг|коло|, квадрат, еліпсовидні| і підковоподібні плани, рідше трапецієвидні. При виборі конструкцій покриття залу вирішальне|ухвальне| значення має необхідність пов’язати зал із зовнішнім світом за допомогою відкритих|відчинених| засклених поверхонь або навпаки повністю ізолювати його. Простір, звільнений|визволений| від опор, перекритий великопрольотною конструкцією, додає|наділяє,надає| будівлі емоційної|емоціональну| і пластичної виразності.

Великопрольотні конструкції покриттів з’явилися|появилися| ще в стародавні|древні| часи. Це були кам’яні куполи і склепіння|склепіння,зводи|, дерев’яні крокви|стропила|. Так, наприклад, кам’яне склепінчасте| покриття Пантеону в Римі (1125) мало діаметр близько 44 м, купол мечеті Айя-Софія в Стамбулі (537) 32 м, купол Флорентійського собору (1436)  42 м, купол Верховної Ради|поради| в Кремлі (1787)  22,5 м.                                                                                                                                                                  Будівельна техніка того часу не дозволяла будувати в камені легкі споруди, т|спорудження|, т,,  ому великопрольотні кам’яні споруди|спорудження| відрізнялися великою масивністю, а самі споруди|спорудження| зводилися|підносилися| протягом багатьох десятиліть.

Дерев’яні будівельні конструкції були дешевшими і простішими в зведенні|піднесенні|, ніж кам’яні, що давало можливість|спроможність| перекривати також великі прольоти. Прикладом|зразком| можуть служити дерев’яні конструкції покриття будівлі колишнього Манежу в Москві (1812), прольотом 30 м.

Розвиток чорної металургії в XVIII–XIX ст|. надав будівельникам|будівникам| матеріали міцніші, ніж камінь та дерево,  чавун і сталь. У другій половині XIX ст. великопрольотні металеві конструкції набувають|отримують| широкого застосування|вживання|.

Наприкінці|у кінці,наприкінці| XVIII ст. з’явився|появився| новий матеріал для великопрольотних будівель залізобетон. Вдосконалення залізобетонних конструкцій у XX ст. призвело до появи тонкостінних просторових конструкцій: оболонок, складок, куполів тощо. З’явилася|появилася| теорія розрахунку і конструювання тонкостінних покриттів, в якій взяли участь і вітчизняні вчені. У другій половині XX ст. широко застосовуються висячі покриття, а також пневматичні й стрижневі|стержневі| системи.

Застосування|вживання| великопрольотних конструкцій дає можливість|спроможність| максимально використовувати міцнісні якості матеріалу і одержати|отримати| за рахунок цього легкі й економічні покриття.

Зменшення маси конструкцій і споруд|споруджень| є|з'являється,являється| однією з основних тенденцій в будівництві. Зменшення маси означає зменшення об'єму|обсягу| матеріалу, його здобичі|видобутку|, переробки, транспортування і монтажу. Тому цілком|сповна| природним є інтерес, який виникає у|в,біля| будівельників|будівників| і архітекторів до нових форм конструкцій, що дає особливо великий ефект у покриттях.

Так, маса залізобетонного ребристого покриття при порівняно невеликих прольотах складає 400–500 кг/м² площі, що підлягає перекриттю|майдани|; маса залізобетонних оболонок при прольотах 40–50 м складає близько 300 кг/м²; маса полегшених покриттів по металевих конструкціях при тих же прольотах знижується до 50–100 кг/м²; маса пневматичних конструкцій всього лише 2–5 кг/м². Великопрольотні конструкції покриттів можна поділити за їх статичною роботою на дві основні групи систем великопрольотних покриттів:

–    площинні (балки, ферми, рами, арки);

 просторові (оболонки, складки, висячі системи, перехресно-стрижневі|стержневі| або решітчасті системи тощо).

Балкові, рамні і аркові площинні системи великопрольотних покриттів проектуються звичайно без урахування спільної роботи всіх несучих елементів, оскільки|тому що| окремі плоскі диски з`єднуються один з|із| одним порівняно слабкими|слабими| зв'язками, не здатними|здібними| істотно|суттєво| розподілити навантаження. Ця обставина природно призводить|призводить,наводить| до збільшення маси конструкцій.

За матеріалом, вживаним для виготовлення великопролітних конструкцій, їх розділяють на дерев’яні, металеві і залізобетонні.

Деревяні конструкції. Деревина має високі|добрі| несучі властивості (розрахунковий опір сосни на стиснення|стискування| і вигин|згин| 130–150 кг/м²) і малу об’ємну масу (для повітряно-сухої сосни 500 кг/м³). Існує думка, що дерев’яні конструкції недовговічні. ДійсноЄ при поганій якості робіт|догляді| дерев’яні конструкції можуть дуже швидко вийти з ладу|строю,буд| через пошкодження деревини різними грибками і комахами. Основним правилом для збереження|зберігання| деревяних конструкцій є|з'являється,являється| створення|створіння| умов для їх вентиляції або провітрювання. Важливо|поважно| також забезпечити сушку деревини перед її застосуванням|вживанням| в будівництві. У даний час|нині| деревообробна промисловість може забезпечити ефективну сушку сучасними методами, зокрема струмами|токами| високої частоти тощо.

Поліпшення|покращання| біологічної стійкості деревини легко досягається за допомогою давно розроблених і освоєних методів просочення її різними ефективно діючими антисептиками.

Ще частіше виникають заперечення проти|супроти| використання деревини з міркувань пожежної безпеки. Проте|однак| дотримання елементарних правил протипожежної безпеки і нагляду за спорудами|спорудженнями|, а також використання відповідних речовин|, що підвищують вогнестійкість деревини, дозволяє вирішувати цю проблему. Як приклад|зразок| довговічності дерев’яних конструкцій можна привести згадуваний вже Манеж в Москві, якому більше 180 років, шпиль в Адміралтействі в Санкт-Петербурзі заввишки близько 72 м, побудований|споруджений| в 1738 р., сторожову башту|вежу| в Якутську, зведену|піднесену| близько 300 років тому, багато дерев’яних церков у Володимирі, Суздалі, Кижах та інших містах і селах Північної Росії, що налічують|нараховувати| декілька сторіч|століття|.

Металеві конструкції, головним чином сталеві, застосовуються широко. Їхні переваги: висока міцність, відносно невелика маса. Недоліком|нестачею| сталевих конструкцій є|з'являється,являється| схильність до корозії і низька пожежна стійкість (втрата несучої здатності|здібності| при високих температурах). Для боротьби з|із| корозією сталевих конструкцій існує багато засобів|коштів|: забарвлення|фарбування|, покриття полімерними плівками тощо. В цілях пожежної безпеки важливі сталеві конструкції можна забетонувати| або здійснити набризк| на поверхню сталевих конструкцій теплостійких бетонних сумішей.

 Залізобетонні конструкції не схильні до гниття, ржавння, володіють високою пожежною стійкістю, але|та| вони важкі|тяжкі|. Тому при виборі матеріалу для великопрольотних конструкцій необхідно віддавати перевагу тому матеріалу, який в конкретних умовах будівництва найкращим чином відповідає поставленому завданню|задачі|.

Будь-яка будівельна конструкція матеріальна, має три виміри, а значить є просторовою. При цьому всі розглянуті раніше конструктивні системи (стійково-балкова, кам’яна склепінна, каркасна, із V-подібними опорами), працюють як площинні. Це означає, що при інженерних розрахунках на різні види навантажень ці просторові системи розкладаються на окремі площинні елементи стійки, балки, стропила, камені, колони, ферти, ригелі тощо. На відміну від цих систем,  особливостями так званих просторових несучих конструкцій є одночасна сумісна робота всіх елементів і просторова жорсткість як вирішальний фактор формоутворення. Головний принцип роботи складних просторових систем розподілення міцного матеріалу, що сприймає навантаження, за лініями головних напружень. Природні конструктивні форми (гриб, яйце, лист, раковина тощо) зазвичай мають просторову побудову. Серед предметів побуту (посуд, ложка, колесо, електрична лампочка, човен тощо) здавна існують прототипи просторових несучих конструкцій. Натомість єдиним історичним праобразом таких систем у будівництві можна вважати тонкостінні глиняні склепіння Стародавнього Сходу. Для всіх просторових систем характерна одночасна спільна робота просторових елементів у різних площинах.

Основні види просторових конструкцій у сучасному будівництві:

1. Просторові решітчасті конструкції, які складаються з великої кількості окремих стрижнів, що піддаються дії повздовжніх зусиль, тобто розтягу та стисканню. Стрижні просторово розкріплюють один одного.

2. Складчасті конструкції, несуча здатність яких поясню-ється наявністю складок із  плоских плит. Ці плити сприймають у своїй площині зусилля розтягу, стискання й зсуву, а в поперечному напрямку згинаючий момент.

3. Оболонки несучі конструкції з просторово викривлених поверхонь, матеріал яких в ідеальному випадку піддається дії нормальних зусиль і зусиль зсуву, але не зусиль згину.

4. Висячі покриття, що складаються з тросів (вантів), тросових сіток, тканини чи тонких листів. Вони працюють тільки на розтяг. Необхідні підтримуючі будівельні елементи, що мають сприймати зусилля стискання чи згину, є складовою частиною загальної конструктивної схеми.

1.5. Тектоніка просторових решітчастих конструкцій

Особливістю просторових решітчастих конструкцій є те, що вони складаються з великої кількості окремих стрижнів, що утворюють жорсткі системи, при цьому стрижні зазнають тільки повздовжніх зусиль стискання та розтягу. Окремі стрижні поєднуються один з одним під різними кутами за допомогою спеціальних з’єднувальних елементів і в результаті утворюють просторові решітки-структури як прямолінійної, так і криволінійної форми. Такі конструкції мають велику просторову жорсткість і дозволяють перекривати дуже великі прольоти — 100-200 м.

Важливою властивістю просторових стрижневих структур є здатність пристосовуватись до різних навантажень шляхом перерозподілу зусиль на суміжні зони. Їх перевагою слід також вважати можливість здійснення збірно-розбірних рішень. Тектоніка формоутворення полягає у повній відкритості глядачу або виявленні структури художніми засобами (рис. 1.27, 1.28).

У Німеччині свого часу було створено стрижневі споруди зі сталевих елементів, які використовувалися як каркас,  що підтримував опалубку залізобетонних склепінь-оболонок. Архітектор Нерві скористався аналогічною системою, застосувавши для цього залізобетонні збірні деталі, які були частиною готового склепіння (рис. 1.29).

Всесвітньо відомими є розробки американського інженера Фулера щодо зведення склепінь просторової конструкції із застосуванням збірних елементів. Він вважав, що такі системи мають достатню несучу здатність щодо перекриття великих приміщень без опор при невеликій власній вазі конструкції.                  За проектами Фулера відповідають до його конструктивних ідей в усьому світі збудована велика кількість таких склепінь (рис. 1.30)

Слід зазначити, що розробка конструкцій, подібних до фулерських, виокремилася в цілий напрямок зі створення так званих сітчастих оболонок.

У середині XIX ст.|віку| з’явилася можливість використо-|спроможність|                                        вувати в будівництві сталь і чавун. Саме тоді стали активно застосовуватися величезні куполи і склепіння|склепіння,зводи| на основі металевого каркаса. Використання|вживання| металу дозволило не тільки|не лише| зменшити|знизити| масу покриття, але й дало можливість|спроможність| робити|чинити| ці конструкції світлопрозорими, оскільки|тому що| заповнення каркасів можна було робити|чинити| скляним. Успішний і активний розвиток цих конструкцій, одночасно з підвищенням якості і об’ємів|обсягів| виробництва металу в кінці XIX ст. створили необхідну основу для виникнення цілого спектру нових металевих конструкцій. З|із| металу стало будувати не тільки|не лише| вигідно, але і модно.

Саме в цей момент, в період самого розпалу «першої металевої революції» і виникли перші сітчасті оболонки, а також несучі конструкції на їх основі. З|із| достатньою часткою|долею| достовірності можна стверджувати, що винахідником цього виду конструкцій став знаменитий російський інженер В. Р. Шухов (павільйони Всеросійської промислової і художньої виставки в Нижньому Новгороді, 1896). Саме він був першим  автором ідей використання спільної статичної роботи системи з|із| металевих стрижнів|стержнів|, що перехрещуються в двох напрямах|направленнях|. При такій конструкції покриття працює як єдине ціле, причому всі стрижні|стержні| несуть приблизно однакове навантаження, що дає змогу виготовляти їх із однаковим перетином.

Вважають, що ідея використання сітчастих конструкцій у             В. Р. Шухова народилася завдяки казусу, аналогічному тому, який дозволив Ньютону відкрити|відчинити| закон всесвітнього тяжіння. В ролі яблука виступило звичайне|звичне| квіткове кашпо|, сплетене з|із| лозин|прутів|. Його міцність виявилася достатньою, щоб витримати масу дорослої людини, що встала на нього однією ногою.

В. Р. Шухов винайшов і побудував|спорудив| не тільки|не лише| сітчасті оболонки-перекриття, але і сітчасті гіперболоїдні башти|вежі|-оболонки. Перша в світі гіперболоїдна конструкція-оболонка, якій уже більше 110 років, існує й дотепер (рис. 1.31).

Сітчасті оболонки стали одним із головних засобів  маніфестації нових підходів у формоутворенні. З одного боку, їх вигляд|вид| є вкрай|надто| «техногенним»|, що дозволяє без збитку|шкоди| для загальної|спільної| композиційної ідеї імплантувати їх у найекстремальніші        Hi-Tech-споруди. З|із| іншого за допомогою сітчастих оболонок можна створити максимально біоморфний| об'єм|обсяг|. Це відповідає ще одному дуже|надто| популярному за останні 20 років напрямку в архітектурі прагненню створити «екологічні» за формоутво-ренням споруди.

Не дивлячись на|незважаючи на| зовнішню ажурність і легкість сітчастих оболонок, їх виготовлення дотепер|до цих пір| залишається вкрай|надто| дорогою і трудомісткою справою|річчю|. Саме складність технології будівництва стримує широке застосування|вживання| цих конструкцій. Головна проблема будь-яких сітчастих оболонок вузли з'єднання|сполучення,сполуки| стрижнів|стержнів|, що перехрещуються.

У найпростішому варіанті, коли збирають оболонку невеликих розмірів, ці стрижні|стержні| просто зварюють між собою газовим або електричним зварюванням. Але|та| при збільшенні габаритів і, перш за все|передусім|, прольотів оболонок, перетин несучих елементів стає більшим. У результаті виникає необхідність розробки спеціальних вузлів з'єднання|сполучення,сполуки|.

Як правило, виготовлення цих вузлів вимагає заводської точності, що, природно, робить це виробництво значно дорожчим.                     У момент збирання|зборки,збирання| оболонки також необхідна філігранна точність монтажу. 

Зараз ученими ведуться роботи по зниженню собівартості зведення|піднесення| сітчастих оболонок. І хто знає, можливо через 1020 років ці конструкції стануть настільки звичними і дешевими, що з|із| них збиратимуть криті овочеві ринки і автостоянки в новобудовах.

Сітчасті оболонки стали одним з головних творчих засобів|коштів| архітектури Hi-Tech|, що претендує на домінування в XXI ст|віці|.           Hi-Tech | це не стільки стиль, скільки стандарт високих технологій. Основи Hi-Tech можна знайти у сміливих конструкціях Ейфеля| і Шухова, які свого часу використали максимум можливостей|спроможностей| технології.

        

    

Норман Фостер, Річард Роджерс, Сантьяго Калатрава, Френк      О. Гері та багато інших майстрів західного Hi-Tech і декон-структивізму| в своїх шедеврах часто використовують конструкції з|із| криволінійними контурами. Один із способів створення|створіння| таких архітектурних форм  використання покриттів на основі сітчастих оболонок.

Лорд Норман Фостер є|з'являється,являється| автором прекрасних конструкцій сітчастих оболонок: світлопрозорого| перекриття «Великого двору Королеви Єлизавети» в Британському музеї (у 1999 році під час завершення цієї оболонки Фостер одержав|отримав| титул Лорда), нового перекриття Рейхстагу в Берліні, сітчастої оболонки авангардної будівлі Sage Gateshead у Лондоні і багатьох інших (рис.1. 32, 1. 33).

Видатний архітектор сучасності Заха Хадід (Zaha Hadid) теж успішно працює в стилях Hi-Tech і деконструктивізму, зокрема використовуючи сітчасті оболонки. Будівля на площі|майдан| Szervita в Будапешті має вигляд контрастної не стільки|не лише| стосовно до|ставленню| вже сформованого архітектурного середовища|середі|, скільки стосовно до наявного формоутворення.

«Крапля|краплина| ртуті» Захи Хадід у центрі Будапешта створює не тільки|не лише| візуальний або стильовий, але|та| в першу чергу|передусім,насамперед| смисловий контраст, що визначає структурні опозиції сучасної культури. Формується новий смисловий центр всієї міської матриці, що корінним чином перетворює знаковий простір (рис. 1.34).

Рис. 1.33. Будівля Sage Gateshead. Арх. Н. Фостер

Дуже цікавими прикладами застосування сітчастих оболонок є роботи, подані на рис. 1. 35 і 1. 36. 

        

     

1.6. Тектоніка складчастих конструкцій

Поняття «складчаста конструкція» є новим, в історії будівельного мистецтва таких конструкцій немає. У природі також майже не існує подібних форм, окрім листя деяких дерев.

Складчасті конструкції — це тонкостінні будівельні конструкції типу оболонок, що складаються з плоских елементів (пластинок|платівок|), поєднаних|з'єднаних| між собою під певними двогранними кутами|рогами,кутками|. Здебільшого складчасті конструкції складаються з|із| прямокутних призматичних пластин.|платівок| Найбільшого поширення в практиці сучасного будівництва набули складчасті конструкції з|із| монолітного і збірного залізобетону (зокрема, заздалегідь напружені та армоцементні| конструкції) для покриттів промислових і громадських будівель.

Складка працює в повздовжньому напрямку як просторова балка, в поперечному – як плита, що спирається на стики складок (рис. 1.37). Чим крутіший уклін площин складки, тим більшою є несуча здатність конструкції. Складчасті просторові конструкції мають великі можливості щодо формоутворення: їм можна надавати різноманітних форм, можна перекривати приміщення будь-якої форми, вони можуть утворювати рамні конструкції.

 Основна перевага складчастих конструкції перед іншими просторовими конструкціями, зокрема оболонками (наприклад, циліндровими) — порівняльна простота їх виготовлення. Статичні розрахунки складчастих конструкцій виконуються приблизно —  на основі безмоментної| теорії, точніше  за моментною| теорією       П. Л. Пастернака та В. З. Власова, а також за граничною рівновагою.

Переваги складчастих конструкцій легко перевірити на паперових моделях. Так, простий аркуш паперу для письма практично не витримує навантаження, але досить додати йому форму «гармошки», як він витримує значну вагу. На «гармошці» можна простежити й причини втрати конструкцією несучої здатності. Вона наступає тоді, коли під дією надмірного вантажу складки починають розпрямлятися. Для посилення складчастої конструкції застосовують затягування або тверді діафрагми, які перешкоджають розпрямленню складок.

Складчастим конструкціям можна надавати всіляких  форм.       За допомогою складок можна перекривати прямокутні,                         трапецієподібні, сектороподібні та інші форми приміщень.

Складки можуть утворювати й складні за профілем конструкції, що дозволяють формувати об’єми, що наближаються в перетині до прямокутника, трапеції, багатогранника тощо  (рис. 1.37).

 

Використання складчастих конструкцій відкриває перед сучасними зодчими широкі можливості щодо створення нових архітектурних форм. Однак їхнє застосування повинне бути технічно обґрунтоване. Складчасті конструкції раціональні при великих прольотах, а їх своєрідна виразна форма повинна використовуватися для архітектурно-просторової організації композиції, бути органічною частиною художнього образу будинку.

Тектоніка складчастих конструкцій виявляється насамперед  при використанні їхніх геометричних властивостей у формоутворенні простору, а також при художньому підкресленні основних елементів конструкції: діафрагм твердості, опорних вузлів тощо.  

Складчасті конструкції дозволяють формувати|отримати| виразні види покриттів. Вони звичайно складаються з плоских плит, створюючих грані складок, які можуть мати різні типи перетинів: трикутні, призматичні, трапецієподібні. Грані складок можуть бути утворені не тільки|не лише| плоскими плитами, але й іншими типами оболонок, наприклад гіперболічними параболоїдами, коноїдами. Складки можуть збиратися із|із| окремих елементів, бути монолітними або збірно-монолітними. Вони можуть опиратися|обпиратися| на стіни або балки каркаса, утворювати склепінчасті| покриття, козирки. Складчастими конструкціями можна перекрити середні і великі прольоти від 18 до 60 м.

Прикладом вдалого втілення складчастих конструкцій у реальній будівельній практиці можна вважати спорудження нового цирку в Москві.

Будівля цирку є|з'являється,являється| яскравим прикладом|зразком| художнього функціоналізму. Застосована класична схема цирку шатро|шатро,намет|. План коло, центральною ланкою якого є|з'являється,являється| сам манеж із|із| глядацькими місцями. Навколо|навкруг,довкола| залу вестибюль. У будівлю ведуть два входи. За рахунок цього глядачам простіше пройти|минути,спливти| з площі|майдану| всередину будівлі і більш рівномірно розміститися в холі цирку. З|із| холу відвідувачі|візитери| відразу пройдуть|минуть,спливуть| в свою частину|частку| залу для глядачів. Простий план народжує чітку, зручну функцію. Артистичні, репетиційні зали, приміщення|помешкання| для тварин та інша допоміжна площа|майдан| об’єднана|з'єднана| в широкий стилобат, на який поставлено скляний циліндр будівлі цирку.

Товщина складчастого купола|із| у перетині складала 3 метри. За рахунок використання скління купол набуває|придбаває| невагомості. Дзеркальне покриття стіни залу цирку в глибині фойє відображає|відбиває| небесне склепіння|склепіння,звід|. Глядач може опинитися в будь-якому місці перед будівлею цирку і величезний купол для нього буде всього лише легким шатром|наметом| над кришталевим палацом цирку. Дитина|дитя|, як головний відвідувач|візитер| цирку, не залишить цей факт без уваги.

З одного боку жорсткий функціоналізм, з|із| іншого м’якість, легкість просторів і об’ємів (рис. 1.38)|обсягів|.

1.7. Тектоніка оболонкових  просторових конструкцій

Криволінійні оболонки найрізноманітніших форм і параметрів широко розповсюджені в сучасній архітектурі. Це — циліндрові і просторові склепіння|склепіння,зводи| і куполи, гіперболічні параболоїди і різні поверхні обертання. Їх пластична витонченість у поєднанні|сполученні,сполуці| |із| значною міцністю залізобетону свідчить про величезні можливості|спроможності| в області формоутворення.

Просторові оболонки поєднують|поєднують,з'єднують| в собі властивості несучих і захисних конструкцій в органічному з’єднанні|сполученні,сполуці|. Їх форма забезпечує і художню виразність, і найменшу витрату конструкційного матеріалу. Іншими словами, досягається найбільша об’ємно-просторова виразність при найменших витратах|затратах| матеріалу на одиницю простору, що перекривається.

Криволінійні просторові покриття дозволяють вільно, незалежно від розміщення опор, формувати|чинити| внутрішнє планування споруд|споруджень|. Це реальний шлях|колія,дорога| до створення|створіння| специфічного просторового середовища|середи| із|із| заданими умовами.

Економічна вигода від застосування|вживання| криволінійних тонких просторових поверхонь оцінюється зниженням на 20-50% витрат сталі і бетону і на 10-15% вартості будівництва, причому економічність підвищується при збільшенні прольотів. Порівняно з плоскими конструкціями в об’єктах із|із| прольотами більше 50 м сумарна економія перевищує 50%.

Просторові конструкції із|із| залізобетону можуть бути суцільними або складатися з|із| окремих криволінійних елементів. Використання елементів, що дають найбільшу кількість просторових поєднань, забезпечує вищий художній і технічний ефект. Перевага конструкцій-оболонок — це можливість їх роботи на стискання, розтяг або  зсув без впливу зусиль згину. Головні характеристики: криволінійність  форми, міцність матеріалу та мала   (4-6 см) товщина. Принцип роботи — дія навантажень по дотичній до її кривизни, тобто перпендикулярно до площі перерізу. Недолік — неспроможність сприйняття великих зосереджених навантажень. Основні види оболонок: циліндричні, конічні, подвійної кривизни.

На відміну від склепіння, яке працює в одному напрямку, тобто передає навантаження на повздовжні стіни, циліндрична оболонка працює подібно до складки в двох напрямках. Група циліндричних оболонок утворює хвилеподібне покриття. Прийомами виявлення тектонічної виразності конструкції можуть бути винесення оболонки у вигляді козирка, підкреслення ребер жорсткості, діафрагм, опор тощо. Перетин двох або більше циліндричних оболонок під кутами 45°, 60°, 90°, 120° створює нові можливості формоутворення. Грані перетину оболонок виконують функції ребер жорсткості (рис. 1.39).

.

 

Конічні оболонки, як і циліндричні, мають прямолінійну утворюючу  Оболонки подвійної кривизни утворюються вигином циліндричної оболонки. Оскільки такі оболонки мають додаткову жорсткість у напрямку, перпендикулярному прольоту, вони не потребують діафрагм жорсткості, але потребують влаштування міцних опор або затяжок. Оболонки подвійної кривизни можуть утворюватися також обертанням криволінійної утворюючої (півкола, гіперболи, параболи тощо) (рис. 1.40).

Гіперболічні параболоїди та сідлоподібні поверхні — найбільш розповсюджені серед оболонок подвійної кривизни. Їх переваги — можливість розчленування на ділянки, обмежені прямим лініями (відповідно, можливість промислового виробництва типових елементів), велика просторова жорсткість і виразність, раціональний розподіл зусиль. У комбінованих покриттях із плоских ділянок гіперболоїдів зусилля концентруються в бортових елементах і місцях стиків. Оболонки мають необмежені можливості щодо формоутворення. Їх тектоніка полягає у відповідності архітектурної форми обємно-просторовому та конструктивному рішенню        (рис. 1.41).

Таким чином, освоєння конструкційних властивостей залізобетону стимулювало появу і розвиток якісно нових архітектурних утворень. Багато з них прийняли такі розміри, що оцінка їхніх художніх якостей складається не відразу, але|та| в тимчасовій послідовності. Спочатку здалека, потім з ближчої відстані і, нарешті|урешті|, в безпосередньому наближенні і в момент сприйняття внутрішнього простору|.

Формоутворювальне значення просторових конструкцій із|із| залізобетону виходить за межі|кордони| окремих об'ємів|обсягів|. Вони певним чином підпорядковують|підкоряють| собі навколишній|довколишній| простір. Прикладом може служити видатна будівля оперного театру в Сіднеї, розміщеного на самому березі океану (рис. 1.42).

Цікаво, що архітектор Йорн Уотсон спроектував для перекриття зальних приміщень театру гіперболоїдні оболонки. Але через недостатню технічну некомпетентність авторського колективу під час зведення будівлі виникли певні труднощі, в результаті чого театр будували більше 10 років.  Компанія Arup, що зводила|підносила| театр, замінила запропоновані спочатку| Уотсоном надскладні гіперболоїдні оболонки на спрощені сферичні і завдяки цьому унікальна споруда|спорудження| все-таки була побудована. |споруджена|

Під час підготовки Китаю до літніх олімпійських ігор у                 2008 році було збудовано багато яскравих архітектурних обєктів. Так у березні цього року було введено в експлуатацію|складені| два об'єкти, що прийняли перших відвідувачів. Перший це Національний стадіон, що отримав назву «Пташине кубло»|гніздо| ( Birds Nest), другий Пекінський Національний Водний стадіон «Водний Куб» (Water cube)|візитерів|. Обидва об’єкти відрізняються незвичайним|незвичним| і складним конструктивним рішенням, зокрема застосуванням оболонок із сталевим каркасом і інших просторових конструкцій|розв'язанням,вирішенням,розв'язуванням|.

«Пташине кубло»|гніздо| має розміри в плані  330 х 220 метрів, висота складає 69.2 м. Загальна|спільна| площа|майдан| 258 000 м². Місткість 80 тис. чоловік. Для зведення конструкцій було витрачено 45 тис. тон сталі (рис. 1.43, 1.44).

1.8. Тектоніка висячих  просторових  конструкцій

Вантові| висячі покриття. Склад і послідовність виконання процесів монтажу вантових| покриттів залежить від їх конструктивної схеми. Провідним і найбільш складним процесом є|з'являється,являється| монтаж вантової| мережі|сіті|.

Конструкція висячого покриття з|із| системою ортогональних вантів, що є різновидом залізобетонної оболонки, складається з монолітного залізобетонного опорного контура, закріпленої на опорному контурі вантової| мережі|сіті|, яка заздалегідь напружується, і збірних залізобетонних плит, укладених по вантовій| мережі|сіті|. Після|потім| проектного натягнення вантової мережі|сіті| і замонолічування| швів між плитами і вантами оболонка працює як єдина монолітна конструкція.

Вантова| мережа|сіть| складається з систем повздовжніх і поперечних вантів. Їх розташовують за головними напрямами|направленнях| поверхні оболонки під прямим кутом один до одного. Ванти в опорному контурі закріплюють за допомогою анкерів, що складаються з гільзи і клинів, які утримують|обтискаються| кінці кожного канату (рис. 1.45).

Вантові| висячі металеві конструкції складаються з несучих прольотних елементів у вигляді сталевих вант і залізобетонних опорних частин, що сприймають їх реакції (розпір)|часток|. У деяких конструктивних формах застосовуються також елементи, що передають розпір, а саме відтяжки і розпірки.

Ванти несучі елементи стрижневого|стержневого| типу (троси, канати, гнучкі стрижні|стержні|, пучки високоміцного дроту, стрічки тощо), що працюють в основному на розтягування. Вантові| висячі металеві конструкції застосовуються у висячих мостах, покриттях будівель і споруд|споруджень|, трубопровідних переходах, підвісних канатних дорогах, повітряних лініях електропередачі, кранах кабелю тощо.

Їх перевагою|чеснотою,достоїнством| є|з'являється,являється| те, що робота пролітного елемента на розтягування дозволяє максимально використовувати розрахун-ковий опір високоміцних сталей|, перекриваючи великі прольоти при відносно невисокій витраті матеріалів, а недоліком |нестачею|  підвищена деформативность| і кінематична піддатливість.

Стабілізація конструкції досягається:

попередньою напругою|напруженням| вантів, здійснюваною домкратами, електротермічним методом тощо;

застосуванням|вживанням| конструктивних форм підвищеної жорсткості (заздалегідь напружених двохпоясних систем, вантових| ферм тощо);

використанням гнучких прольотних елементів, що мають разом з|поряд з,поряд із| осьовою також і вигинисту жорсткість;

попередньою напругою|напруженням| опорного контуру.

Вантові| висячі металеві конструкції є|з'являються,являються| системами розпорів. Розпір висячого елементу може передаватися безпосередньо до фундаментів (розімкнений опорний контур) або сприйматися на рівні покриття опорними конструкціями (замкнутий опорний контур). Вантові| висячі металеві конструкції можна розділити на дві групи: площинні і просторові, кожна з яких включає наступні|слідуючі| конструктивні форми:

Площинні:

однопоясні, що складаються з паралельно розташованих|схильних| вантів (вантових| ферм), верхні кінці яких закріплені до оголовків| вертикальних пілонів|, звідки розпір за допомогою похилих відтяжок, передається на фундаменти. Застосовуються у висячих мостах і у висячих прольотах площинних каркасів будівель;

вантово-балкові системи, що складаються з вантів, до яких по довжині підвішені балки жорсткості. У цю систему включаються також бічні|бокові| розпірки, що передають горизонтальну складову розпору на балку жорсткості; при цьому вертикальна складова передається на фундаменти вертикальними відтяжками. До вантово-балкових відносяться системи, що складаються з консольних балок (ферм), підвішених на вантах до анкерних елементів. Вантово-балкові висячі металеві конструкції застосовуються в площинних прольотних каркасах будівель і споруд|споруджень|, висячих мостах, а останній тип  в покриттях ангарів літаків;

двохпоясні, заздалегідь напружені системи складаються з несучих і стабілізуючих вант, в яких стабілізуючий опуклий|випуклий| вант може розташовуватися в трьох варіантах над несучим  увігнутим|угнутим|; під увігнутим|угнутим| несучим; перетинатися з|із| ним.

Перехідною від площинної просторовою конструктивною формою є|з'являються,являються| однопоясні вантові| висячі металеві конструкції на круглому або овальному плані, що складаються з радіальної системи вантів, закріплених кінцями в зовнішньому стисло-зігнутому і внутрішніх розтягнуто-зігнутих опорних кільцях з|із| утворенням увігнутої|угнутої| або шатрової форми покриттів будівель і споруд|споруджень|.

При доданні|застосуванні| асиметричного вертикального навантаження і круговому плані покриття обидва опорні кільця працюють безмоментно| (внутрішнє кільце тільки|лише| розтягнуто, а зовнішнє тільки|лише| стисло), що найекономічніше за витратами матеріалу. Ванти, що входять в радіальну сітку, можуть бути однопоясними або двохпоясними і розташовуватися відповідно до трьох розглянутих|розгледіти| вище варіантів.

Геометрична форма радіальної вантової| системи залежить від рівня розташування внутрішнього опорного кільця:

увігнута|угнута| (чашоподібна форма)  при розміщенні внутрішнього опорного кільця нижче за рівень зовнішнього;

шатрова (подвійної кривизни) при розміщенні внутрішнього кільця на центральній опорі вище за зовнішнє і провисаючих (увігнутих|угнутих|) вантів;

    конічна в тому ж випадку, але|та| при натягнутих вантах.

Просторові вантові| висячі металеві конструкції. Є гнучкі мережі|сіті|, утворені перетином вантів, кінці яких закріплені в опорному контурі. Залежно від схеми, вони діляться на:

ортогональні;

радіально-кільцеві;

косокутні.

Ортогональна вантова| мережа|сіть| складається з вантів, що перетинаються під прямим кутом, для отримання|надання| необхідної жорсткості їй звичайно додається|наділяється,надається| попередня напруга|напруження|. Вона застосовується при круговому, овальному, прямокутному, квадратному планах.

Найбільш ефективною є гіперболічна парабола, ортогональна сітка якої складається з несучих увігнутих|угнутих| і напружуючих опуклих|випуклих| вантів (тих і інших, обкреслених по квадратній параболі) і розташованих|схильних| на однакових відстанях один від одного. При застосуванні|вживанні| заздалегідь напружених ортогональних сіток на круговому плані створюється розтягнута поверхня позитивної гаусової| кривизни. При рівномірно розподіленому навантаженні зовнішнє опорне кільце працює безмоментно.

Як приклад, можна навести принципову схему основного несучого каркасу і радіально-вантового| покриття будівлі Палацу спорту «Ювілейний» в Санкт-Петербурзі (рис. 1.46).

У прямокутному (квадратному) контурі для досягнення його безвигинності| використовуються криволінійні троси-підбори, які сприймають розпір ортогональної вантової мережі|сіті| і передають його в кути|роги,кутки| контурної рами.

Радіально-кільцева вантова| мережа|сіть| складається з радіальних (закріплених по кінцях у внутрішньому і зовнішньому кільцях) вантів і працюючих спільно з|із| ними кільцевих елементів; їх конструктивна форма аналогічна радіальним вантовим| системам. Косокутна мережа|сіть| утворюється перетином вантів під кутами|рогами,кутками|, що відрізняються від прямого. Розрахунковою схемою одиничного|поодинокого| гнучкого ванта є|з'являється,являється| працююча на розтягування гнучка нитка, під якою мається на увазі стрижень|стержень| із|із| критично малою жорсткістю.

Таким чином, під гнучким мається на увазі вант, вигинистою жорсткістю якого (як і вигинаючими моментами) можна нехтувати. |крихта,малість|              Для розрахунку таких вантів застосовується теорія гнучких ниток. Слід враховувати, що при створенні|створінні| в гнучких вантах попередньої напруги,|напруження| вони здатні|здібні| разом з|поряд з,поряд із| розтягуванням сприймати стиснення|стискування|.

Існують так звані «жорсткі» ванти, у|в,біля| яких вигиниста жорсткість така, що обумовлені нею напруги|напруження| від вигину|згину| складають більше 5% від зусилля розтягування. Ці ванти працюють за схемою розтягнуто-зігнутого стрижня|стержня|, при якій максимальні напруги|напруження| в елементі визначаються сумою розтягуючих і вигинистих напруг від вигину|згину|.

Для розрахунку просторових вантових| конструкцій використовується теорія вантових| мереж|сітей|.

Найчастіше для вантів застосовуються сталеві, виті                          з|із| високоміцного дроту канати закритого|зачиненого| типу, які оцинковуються для підвищення корозійної стійкості. Розрахунковий опір канатів приймається рівним 60% від середнього розривного зусилля, що визначається відношенням|ставленням| розривного зусилля до площі|майдану| перетину всіх дротів у канаті. Залежно від конструкції канату (одно-| або багатопрядний)| модуль пружності заздалегідь витягнутих сталевих канатів також коливається|вагається| в певних межах. Модуль пружності канатів, що не пройшли|минули,спливли| попередньої витяжки|витягу|, приймається рівним 80% від величини модулів пружності заздалегідь витягнутих канатів.

У процесі експлуатації (особливо в її перші роки) при незмінному навантаженні в канатах виникають подовження|видовження| (повзучість), обумовлені, як правило, конструкцією і геометрією вантової| системи. Величина деформаційної повзучості оцінюється близько 0,04-0,06% від величини пружної деформації. Доцільно передбачати пристрої|устрої|, що дозволяють підтягати|підтягувати| канати під навантаженням.

Для передачі на канат зусиль розтягування на його кінцях влаштовуються сталеві анкери, які можуть бути двох типів склянкові або клинові. Склянкові анкери  можуть бути виконані з|із| конічною або циліндровою внутрішньою порожниною. Кінець каната заводиться в стакан|склянку| через отвір в його торцевій стінці; потім стакан|склянку| заливають кольоровим сплавом (зазвичай|звичне| це сплав цинку з|із| алюмінієм або міддю ЦАМ|).

Жорсткі ванти звичайно застосовуються у формі висячих великих ферм. Вантові| висячі металеві конструкції раніше всього почали|розпочали,зачали| застосовуватися в мостах у XIX ст. Найвищим досягненням в мостобудуванні був Бруклінський| міст в м. Нью-Йорку з|із| середнім прольотом 486,5 м (18701883 рр.).

У XX ст. почалося|розпочалося,зачалося| масове будівництво висячих мостів і до середини 30-х років досягло можливості перекриття дуже|дуже| великих прольотів, наприклад, міст через затоку Золоті Ворота в м. Сан-Франциско прольотом 1280 м (1937).

Застосування|вживання| вантових| висячих металевих конструкцій в покриттях будівель почалося|розпочалося,зачалося| в Росії в кінці|у кінці,наприкінці| XIX ст. В. Г. Шуховим — покриття ЦУМу в м. Москві (1813), чотири павільйони з|із| різним планом (прямокутний, овальний і круглий)  і прольотами від 30 до 100 м. Серед найбільш значних вантових| висячих металевих конструкцій в покриттях, побудованих|споруджених| останнім часом, можна назвати|накликати| Олімпійський стадіон в м. Мюнхені (1972) (вантова| мережа|сіть|).

Палац спорту «Ювілейний» в м. Санкт-Петербурзі діаметром       93 м (1976). Аналогічні покриття за російськими проектами були побудовані|споруджені| в містах Берліні, Зулі (Німеччина|Германія|), Будапешті, Єревані і Баку, плавальний басейн в м. Москві (висячі ферми з|із| максимальним прольотом 104 м, 1980); універсальний спортивний зал в м. Алма-Ати (висячі ферми прольотом 67 м, 1993). Можна також назвати|накликати| велику кількість будівель|споруд| консольно-вантових| покриттів ангарів для літаків.

Перспективність створення стрижне-тросових систем перш за все полягає в тому, що при цьому зусилля розтягу сприймаються тросами, а зусилля стискання — стрижнями. У просторових системах робота кожної окремої частини та елементів взаємопов’язана і підпорядкована цілому.

Нові інженерні рішення передбачають тектонічне поєднання різних конструктивно-просторових систем у архітектурній композиції. Серед таких комбінованих систем можна назвати споруди із жорстким стрижнем, працюючим на стискання та вигин, та підвішеними до нього на тросах перекриттями поверхів. 

Тектонічні особливості вантових просторових конструкцій добре відображуються в інтерєрі. В екстер`єрі слід виявляти роботу опорного контура, а також використовувати прозорість скляних поверхонь.

На рис. 1.47 показано деякі варіанти вантових покриттів.

1.9. Тектоніка поєднання різних конструктивно-просторових систем в архітектурній композиції

Форма архітектурного твору є синтезом художнього задуму та конструктивної ідеї. Розвиток інженерного мистецтва веде до розробки нових конструктивних рішень. Тому у наш час дуже рідко в конструктивному рішенні тієї чи іншої архітектурної споруди застосовується якась одна конструктивна система. Поєднання різних конструктивно-просторових систем у архітектурній композицї дозволяє архітектору повніше втілити свій задум, зробити об’ємно-просторове вирішення більш цікавим. Наприклад, переваги вантових конструкцій доповнюються можливостями стрижневих — створюються перспективні стрижне-тросові системи, де  зусилля на розтяг сприймаються тросами, а на стискання — стрижнями.

У давні часи розвиток науки та техніки дозволяв уявити роботу конструкції як найпростішу систему рівноваги, стійкість статистичних мас.

Певною силою, яку вперше змогли естетично осмислити і художньо  виявити, було навантаження, що спричиняло стискання матеріалу. Уявлення про стійкість споруди асоціювалась з потужною основою, міцністю матеріалу, великими розмірами та напруженістю монолітної форми.

Сучасний рівень знань розширює нашу уяву про роботу конструкції. Рівновага розуміється як складна врівноважена і одночасно динамічна система.

Одним з головних композиційних засобів є тектоніка  (художньо виявлена конструктивна будова споруди). Але для активного використання цього засобу необхідно  розуміти сутність роботи конструкції і знати якості будівельних матеріалів.

Тектоніка специфічний засіб архітектурної виразності, який архітектор повинен вміти правильно використовувати. Тектонічність архітектурної форми — це художнє вираження конструктивної логіки її побудови і характерних пластичних властивостей будівельного матеріалу.

Необхідно зазначити, що технічний характер і художня виразність споруд багато в чому залежать від пропорційних відношень між їх несучими і ненесучими частинами. Будь-яка зміна цього відношення змінює характер виразності зовнішнього вигляду будівлі.

Тектонічний сюжет архітектурної композиції будівлі чи споруди, що проектується, виникає одночасно з первісною художньою ідеєю автора. Це своєрідний союз дійсної та уявної конструкції. Таким чином, поєднані або комбіновані тектонічні  системи підпорядковані тим самим принципам створення тектонічної форми, що й окремі конструкції.

Необхідно пам’ятати, що архітектурні форми повинні візуально виражати матеріал, з якого вони виконані, відображати його конструктивно-просторові якості, декоративні властивості і спосіб його обробки. Таке розуміння тектонічних закономірностей в певному культурному і соціальному контексті потрібне для досягнення визначеної художньої значущості споруди.

Розглянемо приклади поєднання різних конструктивно-просторових систем у архітектурній композиції.

Вільне ліплення об’ємів перенесене зі скульптури в архітектуру Церкви пілігримів у Сіракузах. Цегляна стіна, що огороджує будівлю ззовні, має в плані форму неправильного шестикутника. Залізобетонна оболонка покриття спирається на три внутрішні колони та закріплена на шести включених у зовнішню стіну опорах. Приглушене світло проникає через отвори між покриттям і склепінними надбудовами, схожими на гусінь (рис. 1.48).

Оригінально задумані конструкції касової зали та вестибюля Головного вокзалу в Неаполі створюють враження фантастичної споруди. Тонкі залізобетонні склепіння-оболонки змонтовані на опорних тризубцях  (рис. 1.49).

Покриття виробничих приміщень фабрики гумових виробів створені у вигляді ряду плоских склепінь-оболонок із круглими прорізами (зенітними ліхтарями) для природного освітлення. Для цього ж служать і бокові вертикальні грані кожної з оболонок.

Таке рішення покрівлі головного простору разом із циліндрічними складчастими покриттями певних приміщень справляє цікаве враження і робить виробничу споруду видатним архітектурним об’єктом (рис. 1.50).

Дуже гарне тектонічне рішення має виставковий павільйон у Турині, спроектований сучасним іспанським архітектором Калатравою (рис. 1.51). Навантаження від ребер покриття передаються на опори за допомогою  складчастих профілів і системи V-подібних опор. Повні енергійної виразності форми споруди відповідають розподілу  зусиль і справляють сильне враження.

 

 

Ангар поблизу Парижу має покриття параболічної форми. Складчаста конструкція тонкої оболонки підвищує її твердість (рис. 1.52).

 

Сміливу конструкцію консольного навісу над трибунами, утворену з ряду залізобетонних  оболонок  сегментної  форми, має споруда іподрому в Іспанії (рис. 1.54).

PAGE  75


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15087. Еуропалық орта ғасыр әдебиеті 62 KB
  Еуропалық орта ғасыр әдебиеті Антик құл иеленушілік қоғамның ыдырауы бір кезде Рим империясымен біріккен Солтүстік Америка және Орта Азиядағы сансыз көп тағы тайпалардың көшуіне жол ашты ирландықтар славяндар арабтар монғолдар түріктер. Осы тайпалардың негізінде ...
15088. Ортағасырлық Түркі ғалымдары мен жазушылары 57 KB
  ӘӨЖ 951/959 ОРТАҒАСЫРЛЫҚ ТҮРКІ ҒАЛЫМДАРЫ МЕН ЖАЗУШЫЛАРЫ Ф.М. Махашова №36 қазақ орта мектебі Тараз қ. Ғалымдар Қайта өрлеу дәуірін Ренессанс деп атайды өйткені бұл кезеңде антикалық дәстүрлер қайта жаңғырып ғылым мен мәдениетте әдебиетте өрлеу өркендеу ба...
15089. Өлең аудармасының теориясы мен поэтикасы 264.5 KB
  Адамзат аударма арқылы араласып-құраласады. Біз өмір сүріп жатқан әлемнің іштей белгілі бір жүйеге құрылғандығы, адам тіршілігінің кез келген қимыл-қарекеті өзінше шағын жүйе екендігі, онсыз әлемнің тұтас жүйесі жасалмайтындығы белгілі.
15090. Өлеңге тоқтамайды Шал дегенің 60 KB
  ӨЛЕҢГЕ ТОҚТАМАЙДЫ ШАЛ ДЕГЕНIҢ Шал ақын аталып кеткен Тiлеуке Құлекеұлы қазiргi Ақмола облысы жерiнде Азат темiр жол станциясының маңында 1748 жылы дүниеге келген. Әкесi Құлеке қазаққалмақ соғысының атақты батырларының бiрi. Анасы атақты Төле бидiң қызы. Құлеке мен оның а
15091. Пушкин және Қазақ әдебиеті 357 KB
  Әрбір ұлт әдебиетінің тарихында туған халқының мәдени өмірінде жеке өзі бір кезең – дәуірді түзеп, соңына ұмытылмас, өшпес із-мұра қалдыратын заңғар суреткерлер болады. Сондай тұлға, әлем әдебиетіндегі аса ғажайып орыс ақыны
15092. СҰЛТАНМАХМҰТ ТОРАЙҒЫРОВ РОМАНДАРЫНДАҒЫ ОБРАЗДАР ЖҮЙЕСІ 55 KB
  СҰЛТАНМАХМҰТ ТОРАЙҒЫРОВ РОМАНДАРЫНДАҒЫ ОБРАЗДАР ЖҮЙЕСІ М. Абизенова М.Х Коржумбаева Б.Ахметов атындағы Павлодар педагогикалық коледжі Павлодар қ. Кейіпкерлердің тілдік мінездемесін бір – бірімен салыстыра талдау табиғат суретін кейіпкерлер портретін жа
15093. Сәбит Мұқановтың поэзиясы 45 KB
  Сәбит Мұқанов 1900-1973 Сәбит Мұқанов қазақтың әйгілі жазушысы қазақ әдебиетінің көрнекті қайраткері Қазақ КСР Ғылым академиясының академигі. Оның есімін жалпы қазақ оқырманына кеңінен танытқан Сұлушаш дастаны Адасқандар романы осы кезде өмірге келді. Осыларғ...
15094. Сәкен Сейфуллиннің Көкшетау поэмасын оқыту 36 KB
  Сәкен Сейфуллиннің Көкшетау поэмасын оқыту Ғ.А. Қазанбаева №136 орта мектеп Алматы қаласы Тақырыбы: Сәкен Сейфуллин. Көкшетау поэмасының мазмұны мен идеясы. Мақсаты: а білімділік: Поэманың мазмұнын қайталай отырып жазылу тарихына көтерге...
15095. Сәкен Сейфуллиннің поэзиясы 62.5 KB
  Жаңа тұрмыс жырлары Сәкен Сейфуллинннің поэзиясы Жиырмасыншы жылдары қоғамдық өмірде болған түбегейлі өзгерістер жаңа заман дамуының қарқындылығы тарихи оқиғалардың жедел ауысып отыруы Сәкен поэзиясында сол дәуір бейнесін берерлік екінші образ жүйрік пойыз...