11059

армировано 8 трубками 63х3 мм, расположенными в 2 горизонтальных ряда по 4 трубки с просветами в 24 мм.

Рис. 1. Володарский мост в Санкт-Петербурге до реконструкции

Наиболее широкое распространение, на данный момент, трубобетон получил в Китае, где создана большая нормативная база его применения в строительстве. Исследование трубобетонных конструкций в Китае возникло в 80-е годы прошлого столетия, а уже в 1991 г. в провинции Сычуань был построен первый трубобетонный арочный мост с пролетом 115 м. В Китае вид трубобетонных арочных мостов получил очень широкое применение, поскольку он имеет ряд значительных преимуществ, а именно – есть возможность применения больших пролетов и обеспечения большой грузоподъемности, имеют низкую стоимость, внешний вид отвечает эстетическим требованиям. [3]

Однако из-за нехватки опыта проектирования, достаточного количества исследований по теме применения трубобетонных арочных мостов и отсутствия нормативной документации по данной теме, использование данной технологии при строительстве мостов изначально было существенно ограничено. Поэтому началось широкомасштабное исследование применимости заполненных бетоном стальных трубчатых конструкций в арочных мостах различными университетами, научно- исследовательскими институтами, проектными фирмами и строительными корпорациями. В ходе исследований, было получено существенное количество инновационных результатов, основные параметры проектирования и конструирования, различные методики расчета, которые как раз и нашли свое применение в строительстве значительного количества арочных мостов из трубобетона. На данный момент, в Китае построено более 300 арочных трубобетонных мостов, в том числе и мост через Янцзы Chongqing Wushan Bridge. Данный мост с пролетом 460 метров и стрелой подъема 280 метров был построен в 2005 г., диаметр стальной трубы 1,22 метра, толщина стенки трубы 22-25 миллиметров, вес рабочего сегмента – 128 тонн. [3]

460

Рис. 2. Трубобетонный арочный мост Chongqing Wushan Bridge

Кроме мостов, довольно широкое распространение получил трубобетон и при строительстве небоскребов. К примеру, в том же Китае создано уже более 30 высотных зданий с высокопрочными трубобетонными колоннами. Использование трубобетонных контрукций невероятно актуально в зонах высокой сейсмичности и одним из примеров применения трубобетона в подобных районах является 72-тажный небоскреб SEG Plaza, который, к тому же, представляет собой еще и самый высокий в мире каркас из трубобетона. Высота здания вместе с антеннами составляет 356 метров (без них – 292 метра), расположено в Шэньчжэне на пересечении Shennan Boulevard и Hua Qiang Bei. SEG Plaza был спроектирован и построен с учетом возможности возникновения землетрясения в 7 баллов. [2]

Рис. 3. Небоскреб SEG Plaza в Шэньчжэне

Примером современного использования трубобетонных конструкций в европейских зданиях является 62-этажный небоскреб коммерческого банка в центре Франкфурта-на-Майне, построенный в 1997 г. Высота здания составляет 259 метров (вместе с антенной – почти 300 метров) и на момент строительства был самым высоким небоскребом в Европе. Основой каркаса Коммерцбанк-Тауэр является жесткое ядро из трех колонн треугольного поперечного сечения, выполненных их трубобетона.

461

Размер грани колонн составляет 1,4 метра, сталь для изготовления колонн

– St-460, заполнены бетоном класс В65.

Рис. 4. Небоскреб Коммерцбанк-Тауэр, Франкфурт-на-Майне, Германия

В Соединенных Штатах Америки конструкции из трубобетона так же получили широкое распространение. Американская фирма «Skilling Word Magnusson Berkshire Inc.» в 1970 г. разработала особую конструктивную схему возведения высотных зданий, которая основана на использовании трубобетонных конструкций из стали и сверхвысокопрочного бетона. Системе было дано название «SWMB», что соответствует аббревиатуре компании. Впервые данная технология была применена при строительстве небоскреба Two Union Square, построенном в 1987-1989 годах. Здание расположено в Сиэтле, высота без флагштока составляет 230,7 метров (с флагштоком – 243 метров). Основные несущие конструкции небоскреба представлены четырьмя трубобетонными колоннами, а по контуру здания расположены еще 14 трубобетонных колонн диаметром 910-1360 мм нижней части и 410 в верхней части. Расходы на строительство сократились на 30% по сравнению с вариантом применения железобетонных колонн. Более десяти небоскребов в США было построено на основе данной эффективной конструктивной схемы.

Подводя итог, можно лишь в очередной раз подтвердить, что использование конструкций из трубобетона является достойным вариантом при строительстве таких уникальных и ответственных зданий как мосты, небоскребы, а также при строительстве в зонах высокой сейсмичности.

Литература

1.А.А. Гвоздев. Прочность, структурные изменения и деформация бетона. – Москва: Стройиздат, 1978. – 297 с.: ил.; 20 см.

2.И.А. Дуванова, И.Д. Сальманов. Трубобетонные колонны в строительстве высотных зданий и сооружений [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://unistroy.spbstu.ru/userfiles/files/2014/6(21)/6_duvanova_21.pdf

3.И. И. Овчинников, И. Г. Овчинников, Г. В. Чесноков, Е. С. Михалдыкин. О проблеме расчета трубобетонных конструкций с

462

оболочкой из разных материалов. Часть 1. Опыт применения трубобетона с металлической оболочкой [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://elima.ru/articles/?id=177

Е.И. Каткова, Е.Ю. Агеева

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

АРХИТЕКТУРНО-КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СВОДЧАТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

Сводом называется пространственная конструкция с постоянным криволинейным профилем и прямолинейными образующими. Две из них как правило, краевые) служат его опорами. Любая выпуклая кривая очерчивает свод. Продольные стороны сводов опираются на колонны, стойки, стены или сразу на фундамент. По статической работе свод аналогичен арке. При этом появляется распор и распор воспринимают продольные стороны: стойки, колонны, стены, или часто распор гасит затяжка [1].

По форме поперечного сечения своды делятся на цилиндрические (с прямолинейной образующей поверхности), складчатые и волнистые (рис.1). Придание сечению сводов складчатого (треугольного, трапециевидного) или волнистого очертания повышает жесткость и несущую способность покрытия.

Рис.1 Основные типы сводов:

а – гладкий; б – волнистый; в,г – складчатый.

На сегодняшний день завершающая веха в эволюции сводов наступила в XIX веке с изобретением железобетона. Если до этого инженерам приходилось расчитывать своды, выложенные по опалубке из кирпича с помощью цемента, или из камня с помощью бетона (а они могли рассыпаться в случае неудачных расчетов или ошибок в кладке), то теперь бетон армируется железом и формуется в заливочных формах. Это придало ему необыкновенную прочность, а также дало максимальную свободу фантазии архитекторов. Со 2-й половины XIX в. своды нередко создавались из металлических конструкций. В ХХ в. появились различные

463

типы монолитных и сборных железобетонных тонкостенных сводов- оболочек сложной конструкции. Они применяются для покрытий большепролётных зданий и сооружений. С середины ХХ в. распространяются также деревянные клеёные сводчатые конструкции.

Сводчатые перекрытия на протяжении веков использовались, в первую очередь, для религиозных и общественных помещений, поскольку при правильном расчете свода он может покрыть огромное пространство

— в то время как балка, вне зависимости от материала, имеет предел длины. (Именно поэтому в частном строительстве, даже в тех же панельных домах, до сих пор преобладает балочно-стоечная система, так как там нет нужды в большом метраже и высоких потолках). Наибольшее разнообразие видов сводов демонстрирует сакральная архитектура, которая обязана была совмещать вместительность и красоту.

Цилиндрические гладкие своды сплошного сечения, которые в прошлом возводили из камня или кирпича, теперь встречаются редко. Чаще всего их проектируют железобетонными сборными. Складчатые и волнистые своды выполняются из железобетона, армоцемента и пластмасс. Эти покрытия являются, как правило, многоскладчатыми или многоволновыми с малыми размерами складок (волн) по сравнению с длиной пролета: l/b ≥ 4. Сводчатые покрытия проектируют для прямоугольных в плане одно- и многопролетных зданий. По статической работе и конструктивному решению своды, как и арки, бывают двухшарнирными, трехшарнирными и бесшарнирными.

Цилиндрический свод — древнейшая основная форма монументаль- ного покрытия. В архитектуре прошедших веков он применялся как в зданиях самого высокого назначения, так и в скромных утилитарных сооружениях. Цилиндрическим сводом перекрывались величественные дворцовые залы и храмы и в то же время — длинные коридоры, лестницы и водосточные каналы [2].

Цилиндрический свод имеет опоры в виде продольных непрерывных стен, на которые равномерно распределен распор свода. Свод имеет бесконечную протяженность и, по существу, не замыкает пространства. В проездах, туннелях и каналах свод может при ограниченной протяжен- ности быть открытым и не иметь замыкающих стен. Во внутренних по- мещениях необходима торцевая стена, которая дает тот или другой предел протяженности свода и отсекает определенную часть пространства.

Замыкание цилиндрического свода и ограничение перекрываемого им пространства можно осуществить, кроме плоской стены, различными другими архитектурными средствами. Из всех разнообразных форм и приемов применения цилиндрического свода можно выделить пять основных групп:

1. Короткий цилиндрический свод. Продольная ось его слабо выра- жена, а при квадратном плане появляются две оси, придающие своду

464

фальшивый характер. Только торцевой свет с одной или двух сторон оправдывает эту форму и придает ей пространственную завершенность.

2.Длинный цилиндрический свод на стенах, со входом с одной тор- цевой стены. Другой конец свода представляет цель движения и за- вершается нишей или абсидой с жертвенником, троном или памятником. В данном случае ось подчеркнута наиболее выразительно и требует полной симметрии в оформлении боковых стен. Желательно осевое симметричное освещение — торцевое, со стороны входа, боковое с двух сторон или верхнее с шелыги свода.

3.Длинный цилиндрический свод, но со сквозным проходом в обоих торцах (галереи) и с боковым светом. Односторонний свет уже нарушает осевое равновесие как по различному оформлению стен, так и по неодинаковой освещенности свода.

4.Цилиндрический продолговатый свод опирается с двух сторон на ряды колонн, имея основанием их архитравные перекрытия. Не- прерывность архитрава на ритмическом ряде колонн, вместе с протяженной осью свода, создает необычайно четкую, завершенную ком- позицию. Только купол на кольцевом архитраве и колоннах, располо- женных по кругу, может дать еще более цельную композицию; в этом случае перед зрителем между колоннами раскрывается пространство во все стороны. Эта старая и прекрасная по богатству форм композиция, однако, мало обработана теоретически. Средний неф Казанского собора представляет удачный пример ее.

5.Последняя архитектурная композиция — цилиндрический свод, опирающийся с одной стороны на стену, а с другой на колоннаду. В этом случае еще резче, чем при одностороннем боковом освещении, выявляется неуравновешенность осевой формы свода. Ввиду этих архитектонических противоречий такой прием композиции встречается довольно редко.

Рис.2 Поперечные сечения сводов:

а, б – складчатые; в – шедовые; г, д, е – криволинейные

Итак, нами рассмотрено пять основных видов цилиндрических сводчатых конструкций культовых зданий. Это основные сводчатые конструкции. Применение их проверено временем. Для нас имеет

465

значение, что и в наши дни эти основные формы сводчатых конструкций применяются также широко [3].

Литература

1.А.В.Кузнецов Своды, их конструкция и декор. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://tehne.com/event/arhivsyachina/v-kuznecov- svody-ih-konstrukciya-i-dekor-1936 (дата обращения: 03.10.2022)

2.Шуази Огюст. Строительное искусство древних римлян. [Электронный ресурс]. – https://simposium.ru/ru/node/12533 (дата обращения: 03.10.2022)

3.Железобетонные пространственные конструкции покрытий и перекрытий [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://lidermsk.ru/media/documents/c9/c9fadde9a6cc1743a52ecefeb139cc59.pd f (дата обращения: 03.10.2022

Е.И. Каткова, Е.Ю. Агеева

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

АКТУАЛЬНОСТЬ ИЗУЧЕНИЯ СВОДЧАТЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Сводом называется пространственная конструкция с постоянным криволинейным профилем и прямолинейными образующими. Две из них как правило, краевые) служат его опорами [1].

Имеет ли тема изучения сводчатых конструкций актуальное значение для современного строительства? Такой вопрос мог бы возникнуть еще недавно, когда односторонние поиски новых путей создавали узкие рамки для инженера проектировщика. Но здоровая научная мысль всегда признавала, что арка и свод, как лучшие, органические формы преодоления пролета и пространства, являются одними из основных элементов прогресса в строительстве.

Балочное (архитравное) покрытие всегда ассоциируется с ограниченными пролетами колоннад. Большие интерколумнии (междустолпия), возможные в железобетоне, все же имеют известный предел, дальше которого ощущение напряженности от изгиба вызывает у зрителя беспокойное чувство. Сплошная или решетчатая балка крупного пролета требует большой высоты, в 1/10 — 1/15 пролета; проектировщик стремится скрыть такие балки подвесным потолком [2].

Арка каменная или металлическая, как конструкция, в основном работающая на сжатие, производит всегда впечатление покоя и уверенности даже при минимальном сечении. Опыт показал, что данный

466

вид конструкций превышает пролеты больше чем вдвое по сравнению с балочным покрытием, облегчив при этом все элементы, особенно колонны. Своды и купола дают много технических преимуществ по сравнению с плоским балочным перекрытием. Разве это не прогрессивное направление? Неверная мысль, что свод – форма прошлого. Данные современной науки и инженерного искусства позволяют утверждать, что это форма будущего.

Изложение о сводчатых конструкциях в современных учебниках, достаточно скудно и не всегда дает почувствовать читателю, сколько труда было затрачено поколениями ученых, чтобы дойти до современных конструкций и методов их расчета, сколько на этом пути пришлось преодолеть ошибок и заблуждений. Разумеется, нельзя требовать от инженера, чтобы он при расчете каждой балки думал об истории двухсотлетних исканий, плодом которых явилась знакомая ему расчетная формула. Но знать об этих исканиях полезно каждому инженеру.

Для сознательного применения данного типа конструкций, при проектировании нового здания или реконструкции памятника архитектуры, не только полезно, но и необходимо знакомство с историей развития этих конструкций. Без такого знакомства нельзя подойти с критической оценкой и к современному состоянию науки. Более того, для дальнейшего развития науки обязательно знакомство с ее историей, если мы хотим избежать повторения старых ошибок, которые в былое время тормозили научный прогресс. С другой стороны, известный интерес могут представлять даже те строительные конструкции, которые в свое время были отброшены, так как среди них подчас обнаруживаются полезные виды, которые можно с успехом применить в наше время, на изменившемся уровне развития науки.

При изучении давно забытых исследований по строительной механике XVII—XVIII веков, современные ученые с удивлением обнаружили, что их методы расчета, забракованные в XIX веке, имеют неожиданное сходство с некоторыми новейшими методами нашего времени — с методами, основанными на учете пластических деформаций [3]. Это было тем более неожиданным, что в ту далекую эпоху ученые не только не имели понятия о пластических деформациях, но и свойство упругости еще не умели использовать при расчетах на прочность. И несмотря на это, те методы, которые наука выдвинула за последние десятилетия как принципиальное новшество, оказались в известном смысле воскресшими давно забытыми методами XVIII века. Тема расчета сводчатых конструкций неоднократно поднималась учеными разных эпох, были разработаны различные теоретические решения в области формообразования и способов расчета.

Исходя из всего вышесказанного, необходимо изучить исторический опыт в использовании сводчатых конструкций в строительстве, изучить

467

теоретические аспекты их всевозможных форм и способов их образования и дать представления о развитии теории расчета свода с целью дальнейшего их применения в сфере современного строительства.

Литература

1.А.В.Кузнецов Своды, их конструкция и декор. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://tehne.com/event/arhivsyachina/v-kuznecov- svody-ih-konstrukciya-i-dekor-1936 (дата обращения: 03.10.2022)

2.Тонкостенные пространственные конструкции. Своды. https://poisk-ru.ru/s10915t12.html/ [Электронный ресурс] (дата обращения: 03.10.2022)

3.Железобетонные пространственные конструкции покрытий и перекрытий [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://lidermsk.ru/media/documents/c9/c9fadde9a6cc1743a52ecefeb139cc59.pd f (дата обращения: 03.10.2022)

Н.Г. Абраамян

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

ОСОБЕННОСТИ ТЕКТОНИКИ ЗДАНИЙ СТРАН БЛИЖНЕГО И СРЕДНЕГО ВОСТОКА

Тектонические особенности архитектуры во многом определялись декоративными приемами, способами орнаментирования элементов зданий.

Одним из древнейших видов декора является орнаментальная резьба по гипсу, а также фигурная облицовка стен обожженным кирпичом. С XIIXIII вв. появляется полихромный поливной керамический декор, а также резная терракота. С XIV в. распространяется изразцовая мозаика и майолика. Широкое применение этих способов отделки неотделимо и от другой особенности - характера орнамента и его значения в композиции.

Деревянные стоечно-балочные конструкции, получившие широкое применение в народной жилой архитектуре, а также при устройстве портиков общественных, дворцовых и культовых сооружений получали своеобразную художественную интерпретацию. В этом своеобразном ордере акцентировалась верхняя часть, где обязательным элементом были консоли, смягчающие переход от деревянной открытой балки к стойке, и карниз из нависающих балочек. Нижняя часть стойки и база также иногда

468

делались фигурными. В стремлении обогатить ордер зодчие иногда сплошь или частично покрывали колонны резным орнаментом. [1]

Рис. 1. Джума-мечеть в Хиве, XI — XII вв.

Яркой и самобытной была художественная интерпретация зодчими арочно-стоечных конструкций. Один из главных путей — декоративное усложнение абриса арок (подковообразная форма, трех- и многолопастная, форма пересекающихся арок и т. д.); иногда не только профили арок делались ажурными, но и вся конструкция превращалась в прозрачный орнаментальный узор. [2]

Рис. 2. Дворец Альгамбра в Гранаде, Львиный двор

Оригинальным достижением было создание системы двухъярусных аркад на колоннах (Большая мечеть в Кордове), художественные качества которых неотделимы от конструктивной логики системы: в ней создан последовательный переход от массивной стены в верхней части к сравнительно тонким колоннам — в нижней.

469