Конструктивные системы в архитектуре. Их влияние на объемно-пространственную композицию.
Конструктивные системы. Понятие конструктивная система включает общую конструктивно-статическую характеристику сооружения, вне зависимости от способа его возведения и вида используемых материалов — это сочетание взаимосвязанных несущих конструкций, придающих зданию необходимую прочность, жесткость и устойчивость.
Всякий архитектурный замысел осуществляется определенными техническими средствами. Каждое сооружение приобретает ту или иную форму и становится материальной действительностью только в конструкции.Т.о. конструктивная система, под которой понимается взаимосвязь несомых и несущих элементов – стен, колонн, перекрытий, составляет основу здания. Однако конструкция сама по себе еще не является архитектурой. Только художественно осмысленная и пластически разработанная, она превращается в архитектурную форму. Правдивое выявление и воплощение в архитектурных формах характера конструктивно-пространственной системы сооружения, взаимодействия ее основных элементов, называется тектоникой в архитектуре. В архитектуре понятие тектоники означает пластическое построение формы сооружения в соответствии с его конструктивной сущностью. Каждой конструктивной системе свойственны определенные тектонические формы и приемы построения. Виды тектонических систем – тектоника стоечно-балочных конструкций (ордер), стеновых, сводчатых. Криволинейная форма создает жесткость конструкции при минимальной толщине сечения и дает возможность перекрывать огромные пролеты.
Пластически разработанная конструктивная система, воплотившаяся в архитектурные формы, называется тектонической системой. Следовательно, тектоника практикует проблему единства конструкции и архитектурно-художественной формы, проблему отражения в этих формах объективных закономерностей работы конструкции и материалов на сжатие, растяжение, изгиб, проблему художественного выражения прочности, устойчивости, равновесия. С помощью художественно выраженной формы архитектор может подчеркнуть работу конструкции, а для этого он должен понимать и чувствовать особенности конструкции, ясно видеть направление и характер усилий в каждом ее элементе. Одно из самых выразительных тектонических формообразований является колонный ордер. Но прежде чем перейти к понятию об архитектурном ордере следует рассмотреть широко применяемый в строительстве конструктивный прием, а именно – систему стоек или вертикальных опор с перекрывающими их балками, так называемую стоечно-балочную систему. Эта система возникла в древнейшие времена и существует до сих пор. В многовековой архитектурно-строительной практике сложились следующие основные конструктивные системы: стеновая, стоечно-балочная и сводчатая, которые постепенно воплощаются в устойчивые, постоянные тектонические системы.
Конструктивные системы зданий
Элементы здания в зависимости от назначения могут быть:
ограждающими - изолирующими от внешних воздействий или разделяющими одни конструкции от других;
несущими - воспринимающие нагрузки вышележащих элементов;
совмещающими - одновременно ограждающие и несущие.
В здании различают подземную часть и надземную.
Конструктивные элементы:
фундамент - подземная часть здания, воспринимающая нагрузки от вышележащей конструкции и передающая их на основание;
стены - наружные и внутренние вертикальные ограждения, защищающие помещения и другие конструкции от внешней среды. Воспринимают нагрузки от перекрытий и передают их на фундамент. По характеру работы стены могут быть: несущие - воспринимают нагрузки от собственного веса и вышележащих конструкций и передают их на фундамент; самонесущие - воспринимают нагрузку от собственного веса и передают ее на фундамент; навесные - воспринимают нагрузку от собственного веса в пределах этажа и передают ее на плиту перекрытия;
опоры - железобетонные колонны, кирпичные столбы. Передают нагрузку от вышележащих конструкций на фундамент;
ригели - горизонтальные конструктивные элементы, опоры для плит перекрытия;
перекрытие - горизонтальный конструктивный элемент. Разделяет здание на этажи и передает нагрузку на стены или колонны. По местоположению в здании бывают: междуэтажные, надподвальные и чердачные;
перегородки - вертикальные ограждения, разделяющие смежные помещения;
лестница - конструктивные элементы для сообщения между этажами;
крыша - завершает здание и защищает его от внешних воздействий. По конструктивному решению бывают:чердачные - имеющие пространство между перекрытием последнего этажа и крышей; безчердачные - объединяющие в один конструктивный элемент перекрытие последнего этажа и крышу;
окна - светопрозрачное ограждение для естественного освещения;
двери - подвижные ограждения для связи между помещениями входа и выхода из здания.
Конструктивные типы зданий
Конструктивные элементы зданий соединяясь между собой образуют несущий остов (скелет) здания.
По виду несущих элементов различают следующие типы зданий:
бескаркасный - несущие элементы: стены. Такой тип зданий применяется в жилом строительстве, для школ, больниц и т.д.;
каркасный - несущие элементы: колонны, ригели, плиты перекрытия; ограждающие элементы: стены. Применяется в высотных домах и больших помещениях;
с неполным каркасом - несущие элементы: внутренние колонны и наружные стены. Применяется редко.
Каждый конструктивный тип здания имеет несколько конструктивных схем, которые отличаются расположением несущих элементов.
Для бескаркасного конструктивного типа:
с продольным расположением несущих стен;
с поперечным расположением несущих стен;
с перекрестным расположением несущих стен. Применяется только для панельных зданий.
Для каркасного конструктивного типа зданий:
с продольным расположением ригелей;
с поперечным расположением ригелей;
безригельные.
Обеспечение пространственной жесткости
Здание и его элементы подвергаются воздействию горизонтальных и вертикальных нагрузок. Устойчивость и пространственная жесткость обеспечивается:
в бескаркасных зданиях. Надежное соединение поперечных стен и стен лестничных клеток с продольными стенами. Надежное соединение междуэтажных перекрытий между собой и стенами;
в каркасных зданиях. Надежное соединение колонн, ригелей и перекрытий в геометрически неизменяемую систему (многоярусная рама). Установка между колоннами диафрагмы жесткости на каждом этаже. Укладка в междуэтажных перекрытиях плит распорок между колоннами.