ЛЕКЦИЯ. ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДНИЯ
В последнее время в России и за рубежом широко применяют железобетонные тонкостенные пространственные покрытия. Тонкостенные пространственные железобетонные оболочки появились в 20-х годах нашего века.
Первые монолитные цилиндрические оболочки были построены над резервуаром для воды в Баку (1925г.), для здания Харьковского почтамта (1929 г.), Ростовского завода сельскохозяйственных машин (1931 г.) и др. Самый крупный по тому времени купол диаметром 55,5 м был сооружен для новосибирского театра (1934г.).
Первый железобетонный купол был сооружен над Московским планетарием (1929 г.), позже купола были сооружены над Новосибирским оперным театром (1934 г.), Московским театром сатиры (1939 г.) и т. д.
Купол над Московским планетарием.
Купол над Новосибирским оперным театром.
Сетчатые перекрытия-оболочки впервые внедрил в мировую практику российский инженер и архитектор В. Г. Шухов в 1896 году. Тогда же он запатентовал эти конструкции и разработал основы теории оболочек.[1]
До середины XX века перекрытия-оболочки использовались редко ввиду сложности расчёта, повышенных требований к качеству материалов и соблюдению технологий монтажа. Яркий пример — парусообразные двухслойные перекрытия-оболочки оперного театра в Сиднее, которые из-за недостаточной технической компетенции архитектора ЙорнаУтзона возводили более 10 лет.
По мере развития строительной индустрии тонкостенные пространственные конструкции непрерывно совершенствовались. Было построено много оригинальных сборных пространственных покрытий различных форм в Москве, Ленинграде, Киеве, Красноярске и других городах. При этом все шире практикуется предварительное напряжение конструкций, используются легкие бетоны, применяются армоцементные пространственные конструкции и др.
Пространственные покрытия - это системы, состоящие из тонкостенных оболочек (тонких плит) и контурных конструкций (бортовых элементов, опорных колец, диафрагм в виде балок, арок и т. п.). Все эти элементы связаны между собой и работают как единое целое. Это снижает расход материала и массу покрытия, делает его более экономичным и позволяет перекрывать большие площади без промежуточных опор. Кроме того, пространственные покрытия отличаются особой архитектурной выразительностью.
Тонкостенные пространственные покрытия применяют в первую очередь для ангаров, спортивных залов, крытых рынков, выставочных павильонов, вокзалов, зрелищных предприятий, производственных зданий и других подобных сооружений, в которых нежелательны или недопустимы промежуточные колонны.
Оболочкам придают очертания криволинейных поверхностей или многогранников. Основными типами пространственных покрытий являются своды, купола, цилиндрические оболочки, складчатые конструкции, оболочки двоякой кривизны, покрытия с составными оболочками и подвесные покрытия.
В строительной практике находят применение и другие разновидности тонкостенных пространственных покрытий, выбор типа которых зависит от назначения сооружения, его архитектурной компоновки, размеров, способов возведения.
Тонкостенные пространственные конструкции очерчиваются в общем случае по кривым поверхностям.
Такие конструкции появились в строительстве около 50 лет назад (кроме куполов, появившихся значительно раньше).
В настоящее время пространственные конструкции находят применение для покрытий больших пролетов ангаров, стадионов, гаражей, сборочных цехов, рынков, концертных и спортивных залов, вокзальных и выставочных помещений и т. п.
В промышленных и гражданских зданиях тонкостенные пространственные покрытия применяются и при меньших пролетах (18—36 м).
Конструкция тонкостенного покрытия состоит из собственно оболочки — тонкой криволинейной плиты — и контурных элементов (диафрагм, бортовых балок, опорных колец и т. п.).
Все железобетонные тонкостенные пространственные конструкции можно разделить на две большие группы: оболочки одинарной и оболочки двоякой кривизны.
В пределах каждой из этих групп есть разновидности.