Санкт-Петербургский Государственный Университет Петра Великого Институт Металлургии, Машиностроение и Транспорта Кафедра Инженерной Графики и Дизайна

Курсовая работа

По дисциплине: Архитектоника конструкций

На тему: «Оболочки и скорлупы»

Выполнили:

Студентки группы 23305/5

Артемова В.В.

Барашева А.Д.

Проверил:

Манукян-Буровцов А. А.

Санкт-Петербург

2017

Оглавление

Введение………………………………………………………………………..3

1. Описание…………………………………………………………………......4

1.1. Виды оболочек………………………………………………….…..6

2. История возникновения…………………………………………………....11

2.1. Знаменитые проекты Шухова…………………………………….13

3. Принципы работы………………………………………………………….19

4. Работа элементов…………………………………………………………..22

5. Предпочтительные материалы…………………………………………….25

Заключение……………………………………………………………………32

Введение

С момента открытия человеком бетона в качестве строительного материала прошло уже более пяти тысяч лет. Бетон является материалом, не утратившим востребованности и в наши дни. Но не так уж давно человек догадался добавлять в бетон арматуру. Таким образом был придуман железобетон, который вошел в историю как материал двадцатого века. Но полет человеческой фантазии безграничен, и постоянные поиски, эксперименты и попытки достичь совершенства – являются этому подтверждением. Конструкции и материалы постоянно совершенствуются, находят все новое применение, вне рамок ранее не преодолимых ограничений, избавляясь от недостатков и предлагая невиданные ранее возможности. Это дает дополнительные просторы для архитектурного творчества, что в свою очередь отражается на повышении качества жизни людей. Появление железобетона дало мощный толчок широкомасштабному применению в строительстве и архитектуре пространственных конструкций: скорлуп и оболочек.

Благодаря сочетанию повышенной прочности, экономичности и выразительности формы, оболочки облегчают взаимодействие зрителя с окружающим его пространством, преподнося ему наглядную информацию о возможных вариантах его движения, что характеризует оболочку как прекрасный архитектурный инструмент. Именно эта черта в сочетании с природной кривизной форм и с эстетической гармонией, ощущаемой зрителем, в какой бы точке композиции он не находился, приводит к все более широкому применению данного вида конструкции как в строительстве общественных зданий, так и в архитектуре в целом.

1. Описание

В современных источниках можно найти различное толкование термина «оболочка» или «скорлупа». Тем не менее термин «скорлупа» гораздо менее распространен.

Согласно описанию, которое представлено в архитектурном справочнике, оболочка — пространственная конструкция, ограниченная двумя криволинейными поверхностями, расстояние между которыми мало по сравнению с остальными её размерами. Применяется в современном строительстве в качестве покрытия и перекрытия сооружений. Совмещение несущих и ограждающих функций, повышенная жёсткость и прочность оболочки позволяют перекрывать ими большие пролёты без промежуточных опор. Выполняемые из железобетона или армоцемента оболочки могут быть разнообразной формы (цилиндрической, волнисто-складчатой, гиперболоидной и др.), создавать тем самым новые тектонические системы, придавать зданиям эстетические качества, относящиеся не только к внешнему объёму, но и к интерьеру больших внутренних пространств (залы различного назначения, стадионы, вокзалы и др.). [1]

Архитектурные сайты дают нам похожее толкование: Структурные сетчатые оболочки представляют собой тонкостенные жесткие пространственные конструкции с криволинейной поверхностью. Они позволяют перекрывать большие пространства без использования внутренних опор, а только за счет самонесущих свойств самой конструкции. Жесткость оболочек достигается не за счет увеличения массы металла, а только за счет изменения геометрии при инженерных расчетах. Именно с помощью пространственных оболочек и создаются необычные и сложные формы фасадов и кровель зданий. Такие конструкции получили широкое распространение в прогрессивной архитектуре XXI века. Используются сетчатые перекрытия-оболочки, башни-оболочки и сложные сетчатые аморфные конструкции. [2]

Рис. 1. Железобетонный каркас свода-оболочки (архитектор П. Нерви)

Исходя из этого, можно выделить несколько основных особенностей оболочек:

• Позволяют перекрывать большие пространства без дополнительных опор.

• Широко распространены в современном строительстве

• Позволяют создавать сложные криволинейные формы

• Имеют сравнительно небольшой вес

При этом оболочки бывают нескольких видов, в зависимости от формы и конструкции.

Рис. 2. Оболочка «биосферы» (архитектор Б. Фуллер)