1 Введение
2 Архитектурно-планировочный раздел
3 Конструктивный раздел
4 РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ
5 ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
6 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
7 ОХРАНА ТРУДА И ПРОТИВОПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
В течение столетий при строительстве зданий и сооружений человек возводил массивные структурные элементы, работающие на сжатие. Для перекрытия зданий, как правило, общественного назначения применялись своды или купола также массивной конструкции из камня, кирпича или бетона — материалов, могущих воспринимать в основном сжимающие усилия. С появлением в начале XX в. железобетона, способного принимать любые формы и сопротивляться сжатию, растяжению и изгибу, стали создавать такие строительные конструкции, в которых использовались качества нового материала, на свойства которого можно оказывать влияние.
Такими конструкциями явились оболочки. В то время как сводчатые конструкции воспринимали в основном сжимающие напряжения, в оболочках под действием нагрузки возникало сложное напряженно-деформированное состояние. В. Хенн в 1930 г. охарактеризовал оболочки как трехмерные несущие конструкции, отличающиеся пространственной работой и состоящие из поверхностей одинарной или двоякой кривизны. Ф. Дишингер в 40-х годах в определении оболочек покрытий зданий учитывал уже как один из критериев понятие толщины. По его определению под оболочкой понимается структура, форма которой представляет собой поверхность одинарной или двоякой кривизны, а толщина очень мала по сравнению с размерами самой поверхности. Ф. Ангерер отмечал, что основное отличие оболочек от сводов состоит в том, что в них возникают и растягивающие, и сжимающие усилия.
Интенсивное развитие железобетонных оболочек в 30—50-х годах привело к тому, что сами понятия «пространственные конструкции», «пространственная работа» связывались, прежде всего, с оболочками.
Бурное развитие науки и техники, характерное для наших дней, наглядно свидетельствует о прогрессе во всех областях производительных сил, в том числе и в вопросах строительства общественных зданий самого различного назначения.
Для многих архитекторов и инженеров, занимающихся проектированием объектов гражданского строительства, становится очевидным, что сегодня нельзя возводить современное большепролетное здание, не применяя пространственных конструкций, — конструкций, сочетающих в себе архитектурную выразительность и функциональную целесообразность с конструктивно-технологическим рационализмом и технико-экономической эффективностью.
Зал - основное композиционное ядро большинства общественных зданий. Покрытия зальных помещений делятся на покрытия небольших (малых) пролетов 6—18 м, покрытия средних пролетов 24—60 м, покрытия больших пролетов 60—100 м и покрытия сверхбольших пролетов—100 м и больше.
Покрытия зала пролетами до 18 м, как правило, выполняются в плоскостных конструкциях. Средние пролеты — наиболее массовый вид покрытия, где могут применяться пространственные конструкции. В сооружениях со средними пролетами нужен особенно тщательный подход к выбору конструктивной схемы покрытия, так как здание может быть перекрыто и плоскостной конструкцией. В сооружениях с большими
пролетами применяются преимущественно пространственные конструкции и значительно реже — плоскостные типа арок, рам, металлических ферм.
В объемно-пространственном поиске выразительной формы таких зданий пространственные конструкции в отличие от плоскостных обладают более широкими архитектурными возможностями.
Наиболее распространены следующие объёмно-планировочные и конструктивные решения общественных зданий с оболочками.
Из спортивных сооружений весьма перспективны плавательные бассейны (рис. 1-11, а) многофункциональные крытые стадионы для ручных игр квадратного плана (рис. 1-11, б), а также легкоатлетические манежи прямоугольной формы плана (рис. 1-11, в).
Большое распространение получили оболочки положительной гауссовой кривизны для зданий рынков в Москве. Диапазон пролетов и форм планов весьма разнообразен — от многоволнового покрытия размером 36*120 м (рис. 1-11, г) до купольно-складчатых оболочек пролетом 72 м (рис. 1-11, д).
Для зданий магазинов оболочки позволяют получить большие многофункциональные торговые залы с гибкой планировкой торгового оборудования. Причем этот принцип может быть применен как для крупных универмагов размерами 30*30 м и более, так и для средних магазинов. По компоновке эти здания могут быть одно- и двухэтажными. Могут найти широкое применение сравнительно небольшие отдельно стоящие торговые павильоны пролетами 12...24 м для зданий небольших магазинов, кафе, ресторанов, столовых. Такие сооружения перекрываются небольшими оболочками из треугольных плит (рис. 1-11, е, ж).
Применение многоволновых покрытий в виде оболочек двоякой кривизны позволяет применить их для крытых стоянок автобусов, троллейбусов, трамваев. Крупная сетка колонн таких зданий создает гибкую планировку и приводит к экономии машиномест до 10 %.
Перспективно применение оболочек положительной кривизны для зданий социально-бытового назначения.
Здания бань, ателье по ремонту бытовой техники, ЗАГСов, хозблоков и других, как правило, решаются в двухэтажном варианте. Верхние этажи этих сооружений целесообразно перекрывать оболочками двоякой кривизны и складками (рис. 1-11, з). Здания зрелищного назначения также могут решаться с покрытиями в виде оболочек. Например, здания театров, кинотеатров, лекционных залов с пролетами 24...36 м целесообразно перекрывать оболочками положительной кривизны или составными оболочками. Специфика этих сооружений заключается в повышенных требованиях к акустике, поэтому необходима увязка геометрии покрытия с требованиями акустики, либо устройство акустических потолков.
Оболочки положительной кривизны — одно из самых выразительных в архитектурном отношении решений.
В покрытии возможно устройство световых проемов, главным образом в центральной зоне оболочек. Конструкции могут выполняться как в монолитном, так и в сборно-монолитном варианте.
Большинство оболочек двоякой кривизны, построенных за рубежом, выполняется в монолитном железобетоне. Бетонирование индивидуальных сооружений, строящихся на сложных планах и своим обликом определяющих решение того или иного участка застройки, обходится дешевле, чем выполнение его в сборном варианте. Такие сооружения, как аэропорт им. Кеннеди в Нью-Йорке, театр в Сиднее, цветочный павильон в Париже, — выдающиеся архитектурные произведения, в которых пространственная конструкция оболочки служит основной доминантой всей композиции.
В нашей стране широкое применение нашли сборно-монолитные оболочки вращения на квадратном (прямоугольном) плане. Оболочками, разработанными в ГПИ № 1, перекрыто свыше 500 тыс. кв. м площади в различных городах страны и за рубежом.
Среди общественных зданий, возведенных с применением таких оболочек,— рынки в Москве, Кривом Роге, здание объединения «Автоэкспорт» в Хельсинки и т. д. Пролеты этих зданий варьируются в пределах 24—40 м.
По проекту, выполненному в том же институте, в Челябинске возведено здание торгового центра, представляющее собой сборно-монолитную оболочку положительной кривизны размером 102*102 м. Ее подъем в центре составляет 20,4 м. Оболочка очерчена по поверхности переноса, что позволило максимально унифицировать геометрические размеры сборных элементов. Поверхность разбита на криволинейные ромбовидные четырехугольники размером 12*12 м. В каждый четырехугольник вписываются цилиндрические плиты.
Центральная зона собиралась из цилиндрических ребристых предварительно-напряженных плит размером 3*12 м, угловые зоны — из трапециевидных, треугольных и прямоугольных плит четырех типоразмеров. Устойчивость оболочки обеспечивается системой предварительно-напряженных балок жесткости, образующих сетку 12*12 м. Контур оболочки представляет собой преднапряженный полигональный пояс, собираемый из сборных элементов.
Аналогичная оболочка, но выполняемая из аглопоритобетона (размеры 103*103 м), возведена для торгового центра в Минске. Эта оболочка, как и в Челябинске, собиралась с применением ригельно-стоечных металлических лесов.
В Киеве смонтирована оболочка с размерами в плане 36*36 м из плит 3*3 м. На Украине ведется строительство аналогичных оболочек с размерами сторон от 24 до 48 м.
В МНИИТЭПе (Москва) разработаны конструктивные решения сборных железобетонных оболочек из плит 3*6 м для покрытий общественных зданий с размерами в плане от 36*36 до 60*60 м. В таких конструкциях возведены рынки в Симферополе и в Подольске, зал для ручных игр в Сокольниках (Москва) и ряд других сооружений.
Оболочки двоякой кривизны могут применяться и в качестве архитектурно-конструктивной детали, не являющейся покрытием, но формирующей облик города. В Сочи над торговым центром возведена железобетонная консоль в виде оболочки, покоящейся на двух опорах. Она используется в качестве эксплуатируемой кровли и выполняет композиционно-архитектурные функции.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
