Купол арочно-ребристый

Купол арочно-ребристый

23.07.2012 14:57
Купол арочно-ребристый

Недостаток знаний о пространственной работе оболочек и об изгибающих усилиях в подобных конструкциях определили на первом этапе конструкцию несущей структуры расположенные в вертикальной плоскости арочные ребра, передающие нагрузку наподобие изогнутых стержней.

Уже несколько веков тому назад архитекторы поняли, что можно увеличить пролеты, перекрываемые куполами, если последние образованы несколькими лотками или щеками, т.е. частями цилиндрического свода (например, три цилиндрических свода образуют шестиугольный купол, четыре цилиндрических свода - восьмиугольный купол). Своды такого типа называют сомкнутыми (или монастырскими). Ф.Дишингер впервые исследовал несущие структуры многоугольных куполов применительно к рассматриваемым оболочкам вращения. Он доказал, что работающий как балка свод-оболочка передает на угловые колонны значительно большую часть действующей на него нагрузки через контурную обвязку оболочки за счет чисто балочного эффекта. Остальная часть нагрузки передается (как, например, в конструкции здания рынка в Лейпциге) через несущие арки нижнего строения. Подчеркивается, что наружные ребра, служащие для обеспечения жесткости свода-оболочки, совершенно не испытывают каких-либо изгибающих усилий; таким образом, согласно исследованиям Дишингера, только за счет пространственной работы конструкции от оболочки и ребер на опоры передаются только лишь сжимающие и растягивающие усилия.

Несколько позже, в 1924 — 1925 гг., по проекту В.Бауэрсфельда в Иене был сооружен купол планетария фирмы К.Цейсс, несущая конструкция совершенно иного вида. Если в железобетонной ребристой конструкции купольного зала во Вроцлаве конфигурация ребер, равно как и знакомая форма несущих арок и наклонных опорных элементов, позволяет почувствовать характер распределения нагрузок в сооружении, то несущая структура купола планетария в Иене с ее поверхностью, представляющей собой пространственную решетчатую структуру, не дает возможности напрямую или с помощью традиционных методов расчета определить систему передачи нагрузок.

Здесь мы находим истоки того направления развития, которое через 40 лет достигло своей кульминационной точки в конструкции так называемых "геодезических куполов" Р.Бакминстера Фуллера, один из которых демонстрировался на международной выставке Экспо-67 в Монреале.

В конце 20-х годов XX в. во Франкфурте-на-Майне "было осуществлено", как писали Ф.Дишингер и У.Финстервальдер, "строительство крупнейшего в мире зала массивной конструкции с пролетом 50 м за счет перехода от плоскостной статики к пространственной". Применение цилиндрических оболочек позволило перекрыть объемы, которые раньше можно было перекрывать только при помощи купольных систем.

Примером простого и в то же время убедительного решения по размещению несущей арматуры в цилиндрических железобетонных оболочках может служить армирование конструкций покрытия гаража фирмы К.Цейсс, выстроенного в 1936 г. Примечательна и относительно простая технология укладки арматурных стержней в конструкцию бетонной оболочки.

В том же году, когда было закончено сооружение рынка во Франк-фурте-на-Майне, было начато строительство большого комплекса зданий крытого рынка в Лейпциге. Основная архитектурная концепция вновь была выражена в виде купольной конструкции.