Состояние вопроса.

Страница 10

- архитектурная выразительность и гибкость применения для зданий различного назначения.

Наличие ряда преимуществ еще не означает целесообразность повсеместного применения перекрестно-стержневых конструкций. Только знание и грамотный учет статических и конструктивных особенностей позволяют плоские стержневые системы использовать рационально, с максимальным эффектом. Область применения перекрестно-стержневых конструкций в практике отечественного строительства весьма разнообразна. Прежде всего, это покрытия выставочных павильонов и демонстрационных залов, театров, концертных и киноконцертных залов, торговых залов рынков и магазинов, легкоатлетических манежей, спортивных залов, катков, плавательных бассейнов, вестибюлей метро, складов, гаражей, производственных зданий. Кроме того, перекрестно-стержневые конструкции успешно применяют при устройстве крупноразмерных стен зданий.

Вместе с тем необходимо отметить, что узлы пространственных конструкций, как правило, более сложны в изготовлении. Широкое применение пространственных металлических конструкций зависит в основном от развития и совершенствования автоматизированных и поточных производств, позволяющих изготовлять крупные серии стандартных конструктивных элементов при сравнительно небольших затратах.

Единство решетчатой конструкции и архитектурной формы достигается не само собой, а только в том случае, когда к проектированию сооружения подходят как к синтезу архитектуры и строительного искусства. Пространственные решетчатые конструкции рассматривают не утилитарно, как физическую реальность и простую замену в покрытии балок или ферм, а как средство с широкими возможностями для достижения эстетической выразительности сооружения. Архитектурный замысел предопределяет тип пространственного покрытия, после чего решетчатая конструкция становиться отправной точкой для воплощения идеи проекта. Пространственные решетчатые конструкции позволяют дополнительно выразить характерные черты современности, в частности индустриальность, массовость, универсальность. Выразительность архитектурного решения внутреннего пространства и экстерьера сооружения получают как эстетическим осмысливанием известной пространственной решетчатой конструкции, так и комбинированием конструктивных элементов, применением различных форм плана покрытия, размещением опор, соотношением высоты помещения и его размерами в плане, устройством верхнего света и др. В процессе разработки проекта сооружения идет одновременный поиск художественно-эстетической выразительности и инженерной логики решетчатой конструкции.

В большепролетных, уникальных зданиях с покрытиями в виде пространственной решетчатой конструкции проблему архитектурной выразительности выдвигают на первый план, но обязательно решают такие вопросы, как рациональный выбор системы несущей конструкции, унификация ее элементов и удобство монтажа. При проектировании сооружений массового строительства применение архитектурно осмысленных стержневых конструкций связывают первую очередь с требованиями экономики, унификации, сборности. Однако и в этом случае решение архитектурной конструктивной задач рассматривают параллельно, дополняя и корректируя их по ходу разработки проекта.

Историческая справка.

Стержневые пространственные металлические конструкции появились во второй половине XIX в. Шведлер разработал купольные покрытия из стержней с шарнирными узлами. Первый его купол диаметром 60 м был сооружен в 1874 г. в Вене. В куполах Шведлера стержни располагали по меридианам и концентрическим кольцам, между ними устанавливали раскосы. Вследствие сложностей при изготовлении и монтаже купол Шведлера не получил широкого распространения. В 1882 г. Феппль предложил систему звездчатого купола и разработал метод его расчета. Со второй половины XX в. звездчатые купола очень широко применяют в строительной практике всего мира.

В начале 20-х годов американский инженер Фуллер разработал систему многогранного купола с ромбической решеткой. В СССР независимо от Фуллера систему кристаллического купола разработал профессор М. С. Туполев (МАрхИ). В 30-х годах профессор А. М. Гинзбург предложил двухпоясную конструкцию большепролетных сводов и куполов, представляющих собой как бы изогнутую по заданной поверхности перекрестно-стержневую плиту. Как плоская система эта плита была еще неизвестна.

Плоские решетчатые системы покрытий из коротких стержней появились в 40-х годах XX в. Французский инженер Ле Риколе построил из дерева первую перекрестно-стержневую конструкцию покрытия, назвав ее структурой. Пространственная конструкция покрытия была названа структурой по аналогии со строением морских одноклеточных организмов, именуемых радиоляриями и состоящих из типовых повторяющихся форм. Результаты наблюдений за радиоляриями послужили для Ле Риколе основой исследовательской деятельности.