Пневматические и тентовые конструкции

 

Для устройства пневматических конструкций, используемых в качестве временных покрытий, применяют воздухонепроницаемую ткань или синтетическую армированную плёнку. Пневматические конструкции покрытий – это мягкие оболочки, несущая способность которых обеспечивается некоторым избыточным давлением воздуха под оболочками или внутри их несущих элементов.

В зависимости от конструктивного решения пневматические конструкции бывают воздухоопорными или воздухонесомыми (рис. 5.23). Воздухоопорные оболочки выполняют цилиндрической, сферической, параболической или другой более сложной формы и они поддерживаются избыточным давлением воздуха до 500 Н/м², которое обеспечивается вентиляторами-нагнетателями. Воздухоопорные оболочки перекрывают пролёты до 30 м и более со стрелой подъёма от 3/8 до 1/2 пролёта. При устройстве воздухоопорных пневмоконструкций особое внимание необходимо уделять уменьшению утечки воздуха, для чего нижняя часть пневмооболочки имеет внутренний и наружный фартуки из той же ткани. Внутренний фартук заводят под пол, а наружный присыпают землёй или закапывают в землю (рис. 5.24.1).

Воздухоопорные оболочки устраивают однослойными или двухслойными, при этом двухслойные представляют собой оболочку в оболочке. В такой конструкции пространство между скреплёнными между собой оболочками заполняется воздухом, что повышает теплозащитную способность системы.

 

Рис. 5.23. Основные виды пневматиче-ских покрытий: а, б, в – воздухо-опорные оболочки; г, д, е – воздухо-несомые покрытия; 1 – шлюз; 2 – растяж-ки между пневмоарка-ми; 3 – стойки, под-держивающие пневмо-линзу; 4 – оттяжки; L – пролёт

 

 

Воздухонесомые пневматические конструкции выполняют в виде пневматических каркасов из удлинённых цилиндров, имеющих арочное очертание и наполненных воздухом с избыточным давлением до 100 кН/м². Пневмоарки устанавливают вплотную друг к другу или с шагом 3–4 м и скрепляют растяжками. По верху арок и растяжек укладывают покрытие из водонепроницаемой ткани. Для обеспечения общей устойчивости пневмоарочной системы её крепят оттяжками к анкерам у торцов сооружения (см. рис. 5.23 г, д). Диаметр цилиндров пневмоарок от 1/55 до 1/25 перекрываемого пролёта, а величина пролёта от 12 до 18 м. Кроме воздухонесомых пневмоарок применяют и пневмолинзы (см. рис. 5.23 е).

 

 

Рис 5.24.1. Воздухоопорная оболочка и её элементы: 1 – торцевая секция оболочки; 2 – сред-няя секция; 3 – монтажный шов; 4 – светопрозрачные вставки; 5 – силовой пояс; 6 – патрубки для подачи воздуха под оболочку; 7 – шлюз; 8 – грузовой шлюз; 9 – переходники; 10 – разгру-зочный трос; 11, 12 – фартуки (наружный и внутренний); 13 – анкер; 14 – присыпка; 15 – пол

 

Внизу воздухоопорные пневмоконструкции крепят к анкерным сваям или к бетонным ленточным фундаментам (рис. 5.24.2).

 

Рис.5.24.2. Узлы примыкания силового пояса воздухоопорных оболочек к основанию или фундаменту: а – крепление оболочки к анкерным сваям; б, в – крепление оболочки к ленточным фундаментам; 1 – винтовая свая-анкер; 2 – серьга; 3 – распределительный натяжной элемент; 4 – фартук наружный; 5 – оболочка; 6 – кулиска оболочки; 7 – фартук внутренний; 8 – прижимная планка; 9 – анкерный болт; 10 – деревянный брус; 11 – бетонный фундамент; 12 – металлический уголок

 

Тентовые конструкции покрытий применяют для временных сооружений. Их устраивают из водонепроницаемой ткани, которую закрепляют к каркасам в виде опор-стоек, оттяжек, опорных арок, тросов-подборов и других элементов (рис. 5.25).

Рис. 5.25. Тентовые покрытия: а – конусообразное; б – с поверхностью гипара; в – на опорных арках; г – многоопорное с поверхностью гипаров; 1 – тент; 2 – стойка; 3 – трос или шнур-подбор; 4 – крепление к анкерам; 5 – оттяжка; 6 – наклонные опорные арки; 7 – опор-ный трос; 8 – накладной предварительно натянутый трос

 

6. Архитектурно - композиционные решения зданий

 

6.1. Архитектурная композиция и её основные элементы

 

Художественная выразительность зданий достигается при помощи архитектурной композиции, т. е. построения (здания или сооружения), предполагающего установление единства функционального назначения, конструктивного решения и эстетических качеств. Композиция происходит от лат. composicio – составление, соединение, связывание. Архитектурной композицией называют такое гармоничное сочетание внешних и внутренних частей и форм здания или комплекса зданий, которое отвечает функциональным, техническим и экономическим требованиям и требованию архитектурно-художественной выразительности и органично вписывается в окружающую среду. Закономерное расположение нескольких зданий в сочетании их с внешним пространством составляет более сложную композицию – ансамбль.

В процесс создания архитектурной композиции входят разработка объёмно-планировочного решения и конструктивной схемы здания, решение его интерьеров и внешнего облика, установление взаимосвязи между внешним обликом здания и окружающей средой.

Основными составными частями архитектурной композиции здания являются его внутреннее пространство и внешний объём. Сочетание этих двух составных частей образует объёмно-пространственную структуру здания. Видимый снаружи объем здания может иметь различную форму и состоять из одной или нескольких частей, каждая из которых может быть самостоятельным объёмом.

Композиция внутреннего пространства здания представляет собой построение помещений, основанное на единстве функционального соответствия каждого помещения и их функциональной взаимосвязи между собой, конструктивного решения и художественной выразительности.

Композиция внешних объёмов здания представляет собой объёмное построение, основанное на единстве функционального назначения, конструктивного решения и художественной выразительности. Композиция внутреннего пространства воспринимается человеком отдельными частями и постепенно, а композиция внешних объёмов здания может быть воспринята человеком снаружи целиком и мгновенно.

 

6.2. Приёмы построения композиций

внешних объёмов зданий

 

Композиции внешних объёмов зданий делятся на три группы:

1) простые, состоящие из одного объёма;

2) сложные, состоящие из двух и более объёмов, непосредственно примыкающих друг к другу или связанных соединительными элементами;

3) комплексные, состоящие из нескольких отдельных зданий, связанных в единый архитектурный комплекс.

Существует целый ряд приёмов построения композиций внешних объёмов зданий (рис. 6.1).

 

Рис. 6.1. Некоторые виды внешних объёмов зданий: а – центрическая композиция (крытый рынок); б – глубинно-пространственная композиция (кинотеатр); в – свободная композиция

Основные приёмы построения композиций внешних объёмов зданий:

· центрическая или объёмная композиция, при которой имеется центральный объем, около которого группируются соподчинённые объёмы. Такую композицию применяют для отдельно стоящих зданий, обозреваемых со всех точек зрения (театры, цирки, крытые рынки и др.);

· фронтальная композиция, при которой объем развит в одном направлении. Такая композиция характерна для фасадов зданий, она рассчитана на обозрение с одной стороны и применяется для зданий, расположенных вдоль улиц (например, жилые дома);

· глубинно-пространственная композиция, при которой объем здания развит в направлении, перпендикулярном к фронту здания – главному фасаду (кинотеатры, выставочные павильоны);

· свободная композиция, при которой различные по размерам и форме объёмы сочетаются между собой, обеспечивая наиболее удобную функциональную связь между зданиями и их помещениями (рис. 6.1).

 

6.3. Средства выразительности объёмно - пространственной композиции

 

Выразительность объёмно-пространственной композиции достигается с помощью следующих композиционных средств – симметрии и асимметрии, ритма, пропорций, масштаба, масштабности, тектоники, а также цвета, фактуры и т. д.

Симметрией называется строго закономерное расположение одинаковых элементов, архитектурных форм и объёмов относительно оси или плоскости, проходящих через геометрический центр композиции (рис. 6.2). Так, например, расположение архитектурно-конструктивных элементов (окон, дверей, простенков) в здании должно быть определено по отношению к оси с соблюдением правил симметрии.

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.2. Примеры симметричных композиций: а – вилла Ротонда, построенная в 1551–1567 гг. Андреа Палладио на вершине холма в Виченце (Италия) – это первая светская постройка эпохи Возрождения; б – здание биржи в Санкт-Петербурге; в – здание библиотеки в Москве

 

При асимметричной композиции её отдельные элементы располагаются так, что оси симметрии полностью или частично отсутствуют (рис. 6.3).

Рис.6.3. Ассиметричная композиция. План и перспектива.

 

Ритмом в архитектуре называется закономерное чередование одинаковых архитектурных форм и членений или интервалов между ними. Ритм в композиции может применяться по горизонтали и вертикали. Пример ритма – размещение окон и простенков в гражданском здании, одинаково повторяющихся по горизонтали и вертикали.

Пропорциями в архитектуре называют соотношение геометрических размеров (длины, ширины и высоты) элементов и членений архитектурных форм между собой и с целым. Размеры помещений, оконных и дверных проёмов, форма и габариты объёмов здания определяют на основе функциональных требований, но их архитектурно-художественное воплощение осуществляется путём установления таких соотношений, которые создавали бы впечатление о здании как о произведении архитектуры.

Среди систем пропорциональных отношений в архитектуре используются целочисленные пропорции, пропорциональная система «золотое сечение» и геометрическое подобие. Целочисленные пропорции бывают контрастными (1:2, 1:3, 2:3, 2:5, 3:5 и т. д.) и нюансными (10:11, 11:12, 12:13 и т. д.). В практике за единицу целочисленных пропорций принимается отрезок, соразмерный с величиной какого-либо повторяющегося в здании строительного элемента или детали, и называемый пропорциональным модулем. В настоящее время этот модуль чаще всего совпадает с величиной строительного модуля.

Пропорциональная система «золотое сечение» основано на геометрическом построении, в котором целое делится на две части, из которых меньшая так относится к большей, как большая часть – к целому (рис.6.4). Если за целое принять 1, то большая часть равна 0,618, а меньшая – 0,382; т. е. 0,382: 0,618 = 0,618: 1.

 

Рис. 6.4. Графическое построение пропорциональной системы «золотое сечение»

 

Особенность этого соотношения заключается в том, что если за целое принять полученную большую часть (0,618), то при делении её по тому же принципу, большая часть нового деления будет равна меньшей части прежнего деления (0,382), т. е. в результате можно получить бесконечный пропорциональный ряд в обе стороны от 1, а именно: 4,236; 2,618; 1,618; 1,0; 0,618; 0,382; 0,236; 0,146;

В этом ряду сумма двух смежных членов равна предыдущему, а разность – последующему. Каждый последующий член ряда может быть получен умножением предыдущего на число 0,618, называемое модулем «золотого сечения». Сочетание членов ряда «золотого сечения» даёт самые благоприятные для глаза пропорции и широко применяются в построении архитектурных композиций.

Метод геометрического подобия основан на применении пропорционально подобных геометрических фигур, в частности прямоугольников. Признаком подобия прямоугольников является параллельное или перпендикулярное расположение их диагоналей, что обеспечивает подобие прямоугольных членений элементов и деталей (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Подобие прямоугольников на основе параллель-ности или перпенди-кулярности диагоналей

 

 

Масштабность в архитектуре – это соотношение воспринимаемой человеком величины композиции и её элементов с размерами самого человека и с размерами привычных для человека элементов (окон, дверей и т. п.), а также соотношение восприятия размеров элементов и здания в целом с окружающей средой (рис. 6.6 а, б).

 

Рис. 6.6. Масштабность в архитек-туре: а – многоэтажное здание (в центре между двумя более высоки-ми); б – то же между более низкими

 

Масштаб в архитектуре характеризует степень расчленённости композиции, крупность её форм как по отношению к самому зданию, так и к окружающей застройке. Большое по величине здание, расчленённое на мелкие элементы, воспринимается как более мелкомасштабное по сравнению с небольшим зданием, расчленённым на крупные элементы (рис. 6.7 в, г).

Рис. 6.7. Масштаб в архитектуре: в – малоэтажное здание с крупными членениями между многоэтажными зданиями с мелкими членениями; г – многоэтажное здание с мелкими членениями между малоэтажными зданиями с более крупными членениями

 

Тектоника в архитектуре – это средство выявления и воплощения в архитектурных формах характера конструктивно-пространственной системы сооружения, взаимодействия основных конструктивных элементов системы между собой, т. е. тектоника – это конструктивное строение архитектурного сооружения, выявленное и использованное в художественных целях.

Тектоника – одно из наиболее сложных в архитектуре средств выразительности и организации формы. Любой архитектурный замысел выполняется с помощью технических средств, т. е. каждое здание и сооружение становится материальной действительностью только в конструкциях. Пластически разработанная конструктивная система, воплотившаяся в архитектурные формы, называется тектонической системой. Тектоника раскрывает единство конструкции и архитектурно-художественной формы, отражает в ней работу конструкции и материала на сжатие, растяжение, изгиб и осязаемо выявляет прочность, устойчивость и равновесие конструкции и сооружения в целом. Знание тектоники особенно важно для инженеров-строителей, разрабатывающих конструкции зданий.

Здания и сооружения в зависимости от их конструктивных решений, выявленных во внешнем облике, могут восприниматься человеком тяжеловесными, массивными или, наоборот, лёгкими, воздушными и, соответственно, вызывать у человека ощущение тяжести или лёгкости (рис. 6.8 и рис. 6.9).

 

 

Рис. 6.8. Тектоника. Греческий дорический ордер. Зрительное выявление сущности работы стоечно-балочной системы

 

 

Рис. 6.9. Тектоника. Динамичная форма конструктивного решения аэровокзала

 

Кроме настоящей тектоники зданий и сооружений используют декоративную тектонику, позволяющую тяжеловесные конструктивные решения зрительно воспринимать как более лёгкие. Так, например, арочно-стеновые (Колизей в Риме) и стеновые [Палаццо Ручеллаи (итал. Palazzo Rucellai) – дворец эпохи Возрождения во Флоренции, спроектированный Леоном Баттистой Альберти между 1446 и 1451 гг. во Флоренции] системы кажутся менее тяжеловесными при оформлении их под стоечно-балочную ордерную систему (рис. 6.10).

 

 

Рис. 6.10. Примеры декоративной тектоники: а – Колизей в Риме; б – палаццо Ручеллаи во Флоренции