2.7.3. Композиционные возможности гипара на примерах осуществленных проектов зданий и сооружений

Композиционные возможности гипара очень велики, поэтому, в принципе, любая поставлен­ная задача ограничения пространства может быть решена посред­ством гипара. Архитектурные формы гипара обладают ярко выраженной пространственностью, объемностью и в силу этого способностью к ограничению простран­ства в виде стереометрических форм: параллелепипеда, конуса, полусферы.

В зависимости от функциональной нагрузки по ограничению пространства все гипары можно разбить на три группы, каждая из которых имеет свою специфику объемно-пространственного ре­шения: гипары-покрытия, гипары-здания, гипары-консоли.

2.7.3.1. Гипары-покрытия

Гипары-покрытия, как и все оболочки, используемые в качестве покрытий, предполагают наличие не­сущих стен, колонн, поддерживающих покрытия. Ввиду того, что наружные стены и колонны не могут воспринять значительные го­ризонтальные усилия, неизбежно возникающие при работе гипара, необходимо устраивать затяжки либо применять статически урав­новешенные композиции гипаров.

В промышленных зданиях часто используются покрытия в виде группы оболочек. При этом каждая из оболочек функционирует обособленно от других и не имеет с други­ми общих контуров. В промышленных зданиях такая система мо­жет быть удачно решена в случаях, когда затяжки допускаются функциональными требованиями.

Рациональное расположение группы оболочек в виде гиперболического параболоида при квадратной сетке колонн 3030 м позволяет получить хорошую освещенность больших производственных площадей (рис. 190). Оболочки собирают из ребристых плит размерами 33 м с толщиной поля плиты 35-40 мм и высотой ребер 120 мм. Оболочки по контуру опираются на фермы пролетом 30 м: две стороны опираются на верхние пояса ферм, остальные две – на нижние пояса ферм с образованием шедовых фонарей. При такой компоновке гипаров достигается разностороннее естест­венное освещение помещений. Распор от оболочек воспринимается стальными затяжками, которые располагают или по диагонали (рис. 187), или в плоскости поясов диафрагм.

Рис. 190. Покрытие производственного здания с применением гипаров

при квадратной сетке колонн: 1 – плиты, образующие поле оболочки;

2 – стальная затяжка; 3 – контурная диафрагма жесткости в виде фермы; 4 – колонны

Удачным примером применения группы оболочек в общественных зданиях является покрытие кассового зала вокзала в Схидаме, Голлан­дия (рис. 191). Кассовый зал представляет собой здание линейной композиции размером в плане 729 м; располагается параллель­но зданию вокзала на расстоянии 7 м от последнего. Покрытие состоит из 24 обособленных оболочек размером в плане 55 м, диагонально располагающихся тремя рядами. Верхние углы оболочек двух крайних рядов образуют карниз здания. Благодаря способу опирания распоры в двух крайних рядах оболочек взаимно погаша­ются. Распор оболочек среднего ряда воспринимается железобе­тонными балками, связывающими опоры с близко расположенным зданием вокзала. Таким образом, система покрытия уравновешена и необ­ходимость в затяжках отпала (рис. 191, в).

В результате найденной композиции покрытия получилось вполне функциональное, пронизанное светом пространство с мини­мальным числом промежуточных опор (рис. 191, г).

Гипары на прямоугольном плане шатрового типа размерами в плане 1812 м применены при строительстве домостроительного комбината в г. Черногорске (рис. 192). Сборные шатровые покрытия (приподняты середины сторон прямоугольного плана с образованием четырех асимгиполоидов размерами каждый 96 м) собираются из элементов 93 м.

а

б

Рис. 192. Покрытие домостроительного комбината в г. Черногорске (СССР):

а) укрупнительная сборка гипаров шатрового типа из плит; б) монтаж гипаров

Оболочка с другим сочетанием четырех асимгиполоидов – это покрытие здания гаража г. Линкольне. Размеры здания в плане 29,632,3 м, размеры одного асимгиполоида – 14,4814,48 м. Центральный угол и углы на концах диагоналей приподняты (рис. 193).

Рис. 193. Покрытие

гаража в г. Линкольне (Англия). Общий вид

Т олщина стенки оболочки переменная – от 64 мм в середине до 229 мм у бортов. Вдоль короткой оси здания устроена остекленная полоса шириной 2,97 м (рис. 193). По наружному обводу бортовые ребра сечением 455305 мм. Опорами покрытия слу-жат: две колонны V-образной формы и две колонны прямо-угольного сечения, в углах – четыре трубча-тые стальные колонны. В одной из диагоналей каждого асимгиполо-ида устроены преднап-ряженные затяжки (рис. 194).

Рис. 194. Конструкция

покрытия гаража

в г. Линкольне (Англия)

П

а

ря­моугольная сетка колонн ситценабивной фабрики в Воркестере предопределила использование сочетаний гипаров на прямоугольном плане в покрытии с образованием шедовых фонарей соответствующих размеров. Здание фабрики имеет размеры в плане 4545 м и шаг колонн 6,5 м. Способ сочета­ния оболочек, покрывающих набивной цех, обеспечивает верхнее освещение, удовлетворяя требованиям заказчика к этому цеху (рис. 195).

Т

Рис. 195. Здание ситцевой фабрики

в г. Воркестер (Англия):

а) общий вид здания фабрики;

б) схема покрытия

б

ребование об отсутствии выступающих частей конструкций, на которых могла бы скапливаться пыль, также удовлетворено. Благодаря статической уравновешенности системы покрытия уда­лось избежать устройства затяжек.

Наряду с прямоугольными гипарами большое распростра­нение получили криволинейные гипары на прямоугольном контуре – лоткообразные оболочки. Такие гипары использованы при строительстве в основном промышленных зданий в Венгрии, ФРГ, Румынии и других странах.

П риведем покрытие фабричного корпуса в Венгрии (рис. 196, 197).

Рис. 196. Фабричный цех в Венгрии. Внутренний вид законченного здания

Рис. 197. Фабричный цех в Венгрии.

Сборный элемент покрытия фабрики

Для формирования покрытия были применены сборные криволинейные элементы размерами 1130 м (рис. 197). При этом для верхнего освещения помещений оболочки отделены друг от друга небольшими площадками, используемыми для устройства внутреннего водоотвода (рис. 196, 197).

Зал железнодорожного вокзала в Констанце площадью 22,522,5 м перекрыт составной оболочкой, образованной из двух взаимно пересекающихся гиперболических параболоидов (рис. 198).

Рис. 198. Покрытие зала железнодорожного вокзала в г. Констанце

(Румыния, арх. Сэвулеску)

В общественных зданиях эффективно применение покрытий центрических композиций группой из трех, четырех, пяти оболо­чек. Преимущество таких композиций по сравнению с другими в том, что возможно естественное освещение центральной части перекрываемого пространства фонарями оригинальных симметричных форм.

Пример центрической композиции в виде группы из пяти оболочек – покрытие актового зала женской гимназии в Саутворке. Здание гимназии представляет собой двухэтажное здание, пятиугольное в плане, со стороной 27 м. На первом этаже располагаются вспомогательные помещения, на втором этаже – классы в пяти свободных углах и актовый зал в центре диаметром около 25 м (рис. 199, а).

Покрытие здание представляет собой составную оболочку из пяти гипаров на прямолинейном контуре. Внутренние верхние углы гипаров направлены к вертикальной оси симметрии здания и сопряжены между собой стальными конструкциями. В результате над актовым залом образован световой фонарь в виде пятиконечной звезды, через который осуществляется естественное освещение зала (рис. 199, б, в). Освещение классов осуществляется с помощью витражей, расположенных вдоль боковых сторон гипаров (

рис. 199, б). Опир ание гипаров осущест-вляяется на группу и

а

з пяти колонн, расположенных посреди наружных стен здания в своеобразных к

а

арманах, и спользуемых в качестве лестничных клеток (рис. 199, а, б). Затяжки между о

б

порными узлами оболочек расположены в толще перекрытия без н

б

анесения ущерба интерьер у (рис. 199, б).

.

в

Рис. 199. Актовый зал школы в Ньюингтоне (Англия):

а) планы первого и второго этажей; б) аксонометрия; в) интерьер зала

Для общественных зданий могут применяться свободные композиции с применением группы гипаров. Для примера можно привести художественно выра­зительное и весьма эффективное конструктивно покрытие здания института государства в Лондоне (рис. 200, а). Здание квадратного очертания в плане с длиной стороны 60 м. Составная оболочка покрытия этого здания состоит из пяти оболочек-гипаров на прямоугольном плане. Покрытие опирается на стены и две стойки в нижних углах оболочек (рис. 200, б, в).

а

б

в

Рис. 200. Здание института государства в Лондоне (Англия):

а) общий вид; б) план покрытия; в) интерьер зала

Разновидностью гипаров являются зонтообразные обо­лочки, диапазон применения которых в качестве покрытий весьма широк: промышленные здания, спортивные сооружения, обществен­ные здания, торговые центры и даже жилые дома.

Существуют зонты двух разновидностей – прямой и опрокинутый. Покрытие в виде прямого зонта применено инж. Д. Барони в нача­ле тридцатых годов в Италии. Опрокинутый зонт или воронкооб­разная (грибовидная) оболочка впервые введен в строительство для покрытия завода в Нове Место (Чехословакия) в 1934 г. инж. К. Грубаном. Имея примерно одинаковую жесткость, зонты системы Д. Барони более устойчивы, чем «опрокинутые зонты», но последние более выгодны в эксплуатации, поскольку ливневые воды могут отводить­ся по трубам, скрытым в опорах оболочек. Кроме того, они обла­дают большими композиционными возможностями.

Построенная в г. Хиросиме детская библиотека (арх. К. Танге) представляет один из примеров использования гипара в виде грибовидной оболочки (рис. 201). Диаметр воронкообразной оболочки равен 18 м, высота до карниза – 5,12 м. Круглая наружная стена остеклена. В соответствии с японской традицией внутренние помещения имеют выходы во все стороны. Для восприятия распора верхнее кольцо выполнено преднапряженным.

Рис. 201. Детская библиотека в Парке Мира в Хиросиме (Япония).

Общий вид, план

Грибовидная конструкция покрытия использована при строительстве крытого рынка в г. Со (арх. Андро). Оболочка имеет форму гиперболоида вращения (рис. 202) и опирается на центральную опору, состоящую из двух колонн. Верхний край как самый напряженный выполнен в виде мощного преднапряженного кольца. По контуру здания выполнено остекление, подвешенное к оболочке.

Рис. 202. Крытый рынок в г. Со (Франция)

Для курорта Паланга построен ресторан «Вассара» с применением грибовидной оболочки (рис. 203).

Рис. 203. Ресторан «Вассара» в Паланге (Литва)

Интересное решение грибовидных конструкций нашел Нерви в ротонде Курзала в Остии (рис. 204, 205).

Рис. 204. Ротонда Курзала

в Остии (Италия). Общий вид

Рис. 205. Ротонда Курзала в Остии (Италия). Интерьер зала

Ф. Кандела в своих проектах использовал архитектурный прием ритмичного повторения гипаров, имеющих при одинаковых геометрических формах одинаковые или различные масштабы. Грибовидные оболочки в составе покрытия располагались на одном уровне или на различных уровнях для создания верхнего света (рис. 206).

Рис. 206. Ритмичное расположение грибовидных оболочек

Зонтообразные оболочки применены для покрытия рынка в Мехико. Оболочки размером 228 м размещены ритмично по всей площади рынка (рис. 207).

Рис. 207. Крытый рынок

в Мехико (арх. Кандела)

В покрытии фабричного корпуса в Мехико грибовидные оболочки размером 228 м располагались наклонно для создания сплошной освещенности по принципу шедов (рис. 208).

Рис. 208. Покрытие

фабричного корпуса

в Мехико

(арх. Кандела)

Гипары в виде прямого зонта Ф. Кандела применил для покрытия фабрики в Мехико (рис. 209). Каждая оболочка размерами 1616 м опирается на четыре опоры. По торцам расположены диафрагмы жесткости, по нижнему поясу которых располагаются затяжки, выполненные в виде железобетонного служебного мостика (рис. 209).

Рис. 209. Фабрика в Мксике (арх. Кандела)