2. . Оболочки различных способов образования поверхности

Поверхности оболочек положительной, отрицательной и нулевой гауссовой кривизны в простейших случаях могут быть образованы способом вращения или переноса.

Оболочки, образованные вращением плоской кривой, прямой или ломаной линией вокруг неподвижной вертикальной или горизонтальной оси,

называются оболочками вращения.

С пособом вращения могут быть образованы замкнутые и незамкнутые оболочки различной гауссовой кривизны (рис. 7, 8).

г д

Рис. 7. Оболочки, образованные вращением кривых линий около вертикальной оси:

а) сфера (вращение круговой параболы); б) тор (вращение окружности);

в) эллиптический параболоид (вращение эллиптической параболы);

г) купол (вращение параболы); д) гиперболический параболоид (вращение гиперболы)

Рис. 8. Оболочки, образованные вращением прямой, ломаной линией вокруг

вертикальной оси: а) цилиндрическая и конусная оболочки;

б) складчатые выпуклые и вогнутые оболочки

а

б

Оболочки, образованные поступательным перемещением плоской кривой или ломаной линии (образующей) по параллельным кривым или прямым (направляющим), называют оболочками переноса.

Способом переноса могут быть образованы незамкнутые оболочки различной гауссовой кривизны (рис. 9):

а) если в качестве образующей и направляющих используются параболы равнозначной кривизны, то получается поверхность эллиптического параболоида – незамкнутые оболочки переноса положительной гауссовой кривизны (рис. 9, а);

б) если в качестве образующей и направляющих используются параболы разнозначной кривизны, то получается поверхность гиперболического параболоида – незамкнутые оболочки переноса отрицательной гауссовой кривизны (гипары) (рис. 9, б);

а

б

в

Рис. 9. Оболочки, образованные перемещением

образующей по направляющей:

а) эллиптический параболоид; б) гиперболический параболоид; в) цилиндрическая оболочка;

г) складчатая поверхность

г

в) если в качестве образующей используются параболы, а в качестве направляющих – прямые, то получают незамкнутые оболочки переноса нулевой гауссовой кривизны (рис. 9, а);

г) если в качестве образующей используются ломаные линии, а в качестве направляющих – прямые, то получают незамкнутые складчатые поверхности (рис. 9, г).

1.3. Оболочки различных конструктивных решений

По конструкции оболочки подразделяют на сплошные и стержневые – сетчатые. Сплошные оболочки выполняют из древесины, железобетона, пластмассы. Сетчатые оболочки выполняют из стали, алюминия, древесины, пластмассы.

Проведем анализ некоторых пространственных покрытий существующих зданий по геометрической форме, конструктивному решению и способу образования используемых в них оболочек.

Рис. 10. Зал собраний технологического института в Массачусетсе (США)

На рис. 10 приведено монолитное железобетонное пространственное покрытие здания, построенного в США. Для покрытия применена незамкнутая сплошная оболочка переноса положительной гауссовой кривизны.

Рис. 11. Фабрика нейлона в Неруме (Дания)

На рис. 11 приведено монолитное железобетонное пространственное покрытие здания, построенного в Дании. Для покрытия применена незамкнутая сплошная цилиндрическая оболочка переноса нулевой гауссовой кривизны.

На рис. 12 приведено монолитное железобетонное пространственное покрытие здания, построенного в Японии. Для покрытия применена незамкнутая сплошная купольная оболочка вращения положительной гауссовой кривизны.

Рис. 12. Концертный зал в Мацуяма (Япония)

Рис. 13. Здание общественных собраний в Кельне (Германия)

На рис. 13 приведено пространственное покрытие здания, построенного в Германии. Для покрытия применена незамкнутая висячая сквозная оболочка переноса отрицательной гауссовой кривизны.

На рис. 14 приведено пространственное покрытие здания, построенного в Англии. Для покрытия применены незамкнутые сплошные коноидальные оболочки переноса нулевой гауссовой кривизны.

Рис. 14. Спортивный комплекс в Бирмингеме (Англия)

На рис. 15 приведено пространственное покрытие здания, построенного в США. Для покрытия применены железобетонные призматические сплошные складки. Складчатое покрытие образуется способом переноса.

Рис. 15. Универмаг (США)

На рис. 16 приведено пространственное покрытие здания, построенного в России. Для покрытия применены алюминиевые сетчатые купольные оболочки вращения пролетом 65 м.

Рис. 16. Спортивный комплекс в г. Душанбе

На рис. 17 представлены примеры покрытий в виде составных купольно-складчатых оболочек для зрелищных сооружений, состоящих из: центральн0й оболочки положительной гауссовой кривизны и расположенных по периметру складчатых оболочек (рис. 17, а, б); замкнутой цил инд-

Рис. 17. Покрытия в виде составных купольно-складчатых оболочек

рической оболочки и расположенных по периметру основных складчатых оболочек, а также дополняющих оболочек двоякой кривизны консольного типа (рис. 17, в); центральной купольной оболочки, боковых оболочек-лепестков двоякой кривизны и дополняющих цилиндрических оболочек, расположенных по периметру (покрытие опирается на каркас, расположенный в швах между основными боковыми оболочками, а также между основными и дополняющими оболочками, рис. 17, г, д); замкнутой цилиндрической оболочки, расположенных по периметру основных складчатых оболочек-лепестков и дополнительных складок (рис. 17, е).