6. Тонкостенные купола , пологие оболочки положительной гауссовой кривизны на прямоугольном плане, оболочки отрицательной гауссовой кривизны

Куполами перекрывают круглые или многоугольные в плане сооружения. Типичная форма купола на круговом плане — поверхность вращения с вер­тикальной осью: сфера, параболоид, эллипсоид, однополостный гиперболоид, конус и т. п. Оставаясь в целом в пределах этих поверхностей, купола могут быть волнистыми, складчатыми, а при многоугольном плане — много­гранными.

В отличие от сводов, кривизна которых одинарна, купола обладают двоякой кривизной. И если поверхность свода может развертываться в плос­кость, то поверхность купола нераз- вертываема. Поэтому купола относятся к конструкциям, жесткость которых порождает сама их форма, что состав­ляет дополнительный резерв несущей способности конструкции

Типичными материалами тонкостен­ных куполов являются железобетон, клееная древесина^ армоцемент, конст­рукционные пластмассы, в частности стеклопластики. Особой тонкостен- ностью отличаются железобетонные купола-оболочки. Бионический рекорд скорлупы куриного яйца — 1/400 диа­метра давно побит строителями железо­бетонных куполов. Построенный еще в 1934 г. купол театра в Новосибирске (самый большой в мире по тому вре­мени) при пролете 55,5 м имел толщину 8 см, т. е. 1/694 диаметра основания. Сейчас нормальным считается отноше­ние 1/700... 1/800, доходя до 1/1000.

Волнистые и складчатые купола со­ставляют особую группу. Будучи сплош- ностенчатыми (или решетчатыми), они могут быть причислены к тонкостен­ным (или сетчатым) куполам. С другой стороны, резко выраженная меридио­нальная тектоника дает основание счи­тать их ребристыми. С архитектурной точки зрения их форма весьма эффект­на, обладает не только богатой пласти­кой, но и немалыми конструктивными достоинствами, связанными с «жест­костью формы».

Железобетонные купола. Область эффективных пролетов железобетон­ных куполов широка —от 25 до 120 мм. Купола уникальных сооружений имеют более крупные пролеты. Например, купол, построенный в 1963 г. в г. Урба­на (США), имеет диаметр основания 132 м.

ПОЛОГИЕ ОБОЛОЧКИ ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ГАУССОВОЙ КРИВИЗНЫ НА ПРЯМОУГОЛЬНОМ ПЛАНЕ

Оболочки предназначены для перекры­тия планов близких к квадратным. Зачастую это купол с отсеченнымид сегментами, ..превращенный в пространственную форму опирающуюся на четыре угла рисГ 7.34)

Оболочки могут быть одиночными (в большинстве случаев это сооруже­ния больших, около 100' м пролетов) или многоволновыми в одном или обоих направлениях (промышленные здания больших площадей с возможностью по­становки промежуточных опор е сеткой (18...36) X (18...42) м).

Оболочки отрицательной гауссовой кривизны

Наибольший интерес среди оболочек отрицательной кривизны представляют гиперболический параболоид и одно- полостной гиперболоид вращения, важнейшим свойством которых являет­ся линейчатость поверхности.

Гиперболический параболоид (гипар) получил распространение благода­ря архитектурным и конструктивным особенностям форм, больщой^жесткости и несущей способности,,хорошим экономйческим и эксплуатационными . качествами, возможности формообразования разнообразных и интересных систем,используемых при проектировании объемнопространственных композиций зда­ний. размеры перекрываемого плана находятся' в пределах от 10 до 70 м, достигая иногда100_м^Гипары возво­дятся главным образом из железобе­тона (рис. 7.39).

Гипары имеют две разновидности: в одном случае линии главных кривизн поверхности направлены вдоль диаго­налей основания (рис. 7.41, а), в дру­гом— линии главных кривизн парал­лельны сторонам основания (рис. 7.41,

В архитектурной практике известны покрытия на криволинеином контуре в виде сочетаний из трех, четырех эле­ментов и более. Параболический кон­тур этих оболочек может консольно вы­ступать над остеклением вертикального ограждения здания.