Struktur atap bentang panjang untuk bangunan sipil dan industri. Bangunan bentang panjang "Bangunan bentang panjang" dalam buku

Struktur datar

A

KULIAH 7. SISTEM STRUKTUR DAN UNSUR STRUKTUR BANGUNAN INDUSTRI

Bingkai bangunan industri

Rangka baja bangunan satu lantai

Rangka baja bangunan satu lantai terdiri dari elemen yang sama dengan beton bertulang (Gbr.)

Beras. Bangunan rangka baja

Ada dua bagian utama pada kolom baja: batang (cabang) dan alas (sepatu) (Gbr. 73).

Beras. 73. Kolom baja.

A– penampang konstan dengan konsol; B– tipe terpisah.

1 – bagian derek dari kolom; 2 – suprakolom, 3 – tambahan tinggi suprakolom; 4 – cabang tenda; 5 – cabang derek; 6 – sepatu; 7 – balok derek; 8 – rel derek; 9 – menutupi rangka.

Sepatu berfungsi untuk memindahkan beban dari kolom ke pondasi. Sepatu dan bagian bawah kolom yang bersentuhan dengan tanah dibuat beton untuk mencegah korosi. Untuk menopang dinding, dipasang balok pondasi beton bertulang prefabrikasi di antara pondasi kolom luar.

Balok derek baja bisa berbentuk padat atau kisi. Yang paling banyak digunakan adalah balok derek padat berpenampang I: asimetris, digunakan dengan jarak kolom 6 meter, atau simetris dengan jarak kolom 12 meter.

Utama struktur penahan beban pelapis pada bangunan dengan bingkai besi adalah rangka atap(Gbr. 74).

Beras. 74. Rangka baja:

A– dengan sabuk paralel; B- Sama; V– segitiga; G– poligonal;

d – desain rangka poligonal.

Secara garis besar mereka bisa dengan sabuk paralel, segitiga, poligonal.

Rangka dengan sabuk paralel digunakan pada bangunan dengan atap datar, dan juga sebagai kasau.

Rangka segitiga digunakan pada bangunan yang atapnya memerlukan kemiringan yang besar, misalnya terbuat dari lembaran asbes-semen.

Kekakuan rangka baja dan persepsinya terhadap beban angin dan pengaruh inersia dari derek dipastikan melalui pengaturan sambungan. Di antara kolom dalam baris memanjang, sambungan vertikal ditempatkan - melintang atau portal. Ikatan melintang horizontal ditempatkan pada bidang tali busur atas dan bawah, dan ikatan vertikal ditempatkan di sepanjang sumbu tiang penyangga dan pada satu atau lebih bidang di tengah bentang.

Sambungan ekspansi

Pada bangunan rangka, sambungan ekspansi membagi rangka bangunan dan semua struktur yang bertumpu padanya menjadi beberapa bagian terpisah. Ada jahitan melintang dan memanjang.

Sambungan ekspansi melintang dipasang pada kolom berpasangan yang menopang struktur bagian bangunan yang berdekatan yang dipotong oleh sambungan tersebut. Jika lapisannya juga sedimen, maka dipasang juga pada pondasi kolom berpasangan.

Pada bangunan satu lantai, sumbu sambungan ekspansi melintang disejajarkan dengan sumbu pelurusan melintang baris. Sambungan ekspansi di lantai gedung bertingkat juga diselesaikan.

Sambungan ekspansi memanjang pada bangunan dengan rangka beton bertulang dibuat pada dua baris kolom memanjang, dan pada bangunan dengan rangka baja - pada satu baris kolom.

Dinding bangunan industri

Pada bangunan tanpa rangka atau rangka tidak lengkap, dinding luarnya menahan beban dan terbuat dari batu bata, balok besar atau batu lainnya. Pada bangunan dengan rangka penuh, dindingnya terbuat dari bahan yang sama, mandiri pada balok pondasi atau panel - mandiri atau berengsel. Dinding luar terletak di bagian luar kolom, dinding bagian dalam bangunan ditopang pada balok pondasi atau pondasi strip.

Pada bangunan rangka dengan panjang dan tinggi dinding yang signifikan, untuk memastikan stabilitas antara elemen rangka utama, rak tambahan diperkenalkan, terkadang palang, membentuk rangka tambahan yang disebut setengah kayu.

Untuk drainase luar dari pelapis, dinding memanjang bangunan industri dibuat dengan cornice, dan dinding ujung dibuat dengan dinding tembok pembatas. Dengan drainase internal, tembok pembatas dipasang di sekeliling seluruh bangunan.

Dinding terbuat dari panel besar

Panel berusuk beton bertulang ditujukan untuk bangunan yang tidak dipanaskan dan bangunan dengan pelepasan panas industri yang besar. Ketebalan dinding 30 milimeter.

Panel untuk bangunan berpemanas terbuat dari beton bertulang berinsulasi atau beton seluler ringan. Panel berinsulasi beton bertulang memiliki ketebalan 280 dan 300 milimeter.

Panel dibagi menjadi panel biasa (untuk dinding kosong), panel ambang pintu (untuk pemasangan di atas dan di bawah bukaan jendela) dan panel tembok pembatas.

Pada Gambar. Gambar 79 menunjukkan pecahan dinding bangunan panel rangka dengan kaca strip.

Beras. 79. Fragmen dinding yang terbuat dari panel besar

Pengisian bukaan jendela pada bangunan panel dilakukan terutama dalam bentuk strip kaca. Ketinggian bukaan diambil kelipatan 1,2 meter, lebarnya sama dengan tinggi kolom dinding.

Untuk bukaan jendela individu dengan lebar lebih kecil, digunakan panel dinding dengan dimensi 0,75, 1,5, 3,0 meter sesuai dengan dimensi bingkai standar.

Jendela, pintu, gerbang, lentera

Lentera

Untuk memberikan penerangan pada tempat kerja yang terletak jauh dari jendela dan untuk aerasi (ventilasi) ruangan, lentera dipasang pada bangunan industri.

Lentera tersedia dalam jenis cahaya, aerasi, dan campuran:

Lampu dengan bingkai kaca padat, hanya berfungsi untuk menerangi ruangan;

Aerasi cahaya dengan pintu kaca terbuka, digunakan untuk penerangan dan ventilasi ruangan;

Aerasi tanpa kaca, hanya digunakan untuk keperluan aerasi.

Lentera dapat dari berbagai profil dengan kaca vertikal, miring atau horizontal.

Profil lampion berbentuk persegi panjang dengan kaca vertikal, trapesium dan segitiga dengan kaca miring, bergerigi dengan kaca vertikal satu sisi. Dalam konstruksi industri, lentera persegi panjang biasanya digunakan. (Gbr. 83).

Beras. 83. Skema dasar penerangan dan lentera aerasi cahaya:

A– persegi panjang; B– berbentuk trapesium; V– bergigi; G– segitiga.

Berdasarkan letaknya relatif terhadap sumbu bangunan, lampion dibedakan menjadi memanjang dan melintang. Lampu memanjang adalah yang paling luas.

Drainase air dari lentera bisa bersifat eksternal atau internal. Eksternal digunakan untuk lentera dengan lebar 6 meter atau bila tidak ada sistem drainase internal di dalam gedung.

Desain lampion dibingkai dan terdiri dari sejumlah rangka melintang yang bertumpu pada tali bagian atas rangka atau balok atap, dan sistem penyangga memanjang. Diagram desain lampu dan parameternya disatukan. Untuk bentang 12, 15, dan 18 meter digunakan lampion dengan lebar 6 meter, untuk bentang 24, 30 dan 36 meter - lebar 12 meter. Pagar lentera terdiri dari penutup, dinding samping dan ujung.

Penutup lentera terbuat dari baja dengan panjang 6000 milimeter dan tinggi 1250, 1500 dan 1750 milimeter. Ikatannya dilapisi dengan kaca yang diperkuat atau jendela.

Aerasi disebut pertukaran udara yang alami, terkendali dan teratur.

Tindakan aerasi didasarkan pada:

Tentang tekanan termal yang timbul akibat perbedaan suhu antara udara dalam dan luar ruangan;

Pada perbedaan ketinggian (perbedaan antara pusat bukaan pembuangan dan suplai);

Akibat aksi angin yang bertiup di sekitar gedung, terjadi penghalusan udara di sisi bawah angin (Gbr. 84).

Beras. 84. Skema aerasi bangunan:

A– efek aerasi tanpa adanya angin; B- sama dengan aksi angin.

Kerugian dari lentera aerasi cahaya adalah perlunya menutup penutup di sisi angin, karena angin dapat meniupkan kembali udara yang tercemar ke area kerja.

Pintu dan gerbang

Pintu bangunan industri tidak berbeda desainnya dengan pintu panel bangunan sipil.

Gerbang dimaksudkan untuk masuk ke dalam gedung Kendaraan dan perjalanan banyak orang.

Dimensi pintu gerbang ditentukan sesuai dengan dimensi peralatan yang diangkut. Mereka harus melebihi dimensi rolling stock yang dimuat dengan lebar 0,5-1,0 meter, dan tinggi 0,2-0,5 meter.

Menurut metode pembukaannya, gerbang dapat diayunkan, digeser, diangkat, tirai, dll.

Gerbang ayun terdiri dari dua panel, digantung dengan engsel pada rangka gerbang (Gbr. 81). Rangkanya bisa dari kayu, baja atau beton bertulang.

Beras. 81. Gerbang ayun:

1 – pilar rangka beton bertulang yang membingkai bukaan; 2 – mistar gawang.

Jika tidak ada ruang untuk membuka pintu, maka dibuatlah pintu geser. Gerbang geser tersedia dalam tipe daun tunggal dan daun ganda. Daun pintunya memiliki desain yang mirip dengan pintu ayun, namun pada bagian atasnya dilengkapi dengan roller baja, yang pada saat membuka dan menutup pintu gerbang, bergerak sepanjang rel yang menempel pada palang rangka beton bertulang.

Daun gerbang pengangkat semuanya terbuat dari logam, digantung pada kabel dan bergerak di sepanjang pemandu vertikal.

Panel pintu gorden terdiri dari elemen horizontal yang membentuk tirai baja, yang bila diangkat, disekrupkan ke drum berputar yang terletak horizontal di atas bagian atas bukaan.

Pelapis

Pada bangunan industri satu lantai, penutup dibuat tanpa loteng, terdiri dari elemen penahan beban utama penutup dan pagar.

Pada bangunan yang tidak dipanaskan dan bangunan dengan pembangkitan panas industri yang berlebihan, struktur penutup penutup dibuat tidak berinsulasi, pada bangunan yang dipanaskan - diisolasi.

Struktur atap dingin terdiri dari alas (lantai) dan atap. Lapisan berinsulasi mencakup penghalang uap dan insulasi.

Elemen lantai dibedakan menjadi berukuran kecil (panjang 1,5 - 3,0 meter) dan berukuran besar (panjang 6 dan 12 meter).

Pada pagar yang terbuat dari elemen berukuran kecil, perlu menggunakan purlin, yang ditempatkan di sepanjang bangunan di sepanjang balok atau rangka penutup.

Lantai berukuran besar diletakkan di sepanjang elemen penahan beban utama dan pelapis dalam hal ini disebut non-run.

Lantai

Tidak berjalan beton bertulang geladaknya terbuat dari pelat berusuk beton pratekan dengan lebar 1,5 dan 3,0 meter dan panjang sama dengan tinggi balok atau rangka.

Dalam penutup non-insulasi, screed semen ditempatkan di atas pelat, di mana atap gulungan direkatkan.

Dalam pelapis berinsulasi, bahan dengan konduktivitas termal rendah digunakan sebagai insulasi dan penghalang uap tambahan dipasang. Penghalang uap sangat diperlukan pada pelapis di atas ruangan dengan kelembapan udara tinggi.

Pelat berukuran kecil dapat berupa beton bertulang, semen bertulang, atau beton ringan dan seluler bertulang.

Atap gulungan terbuat dari bahan atap. Lapisan pelindung kerikil yang tertanam dalam damar wangi bitumen ditempatkan di lapisan atas atap gulungan.

Lantai terbuat dari rindang bahan.

Salah satu lantai tersebut adalah lantai berprofil baja galvanis, diletakkan di atas purlin (dengan jarak rangka 6 meter) atau sepanjang purlin kisi (dengan jarak 12 meter).

Penutup dingin bernada sering kali dibuat dari lembaran semen asbes bergelombang dengan profil yang diperkuat setebal 8 milimeter.

Selain itu, lembaran fiberglass bergelombang dan bahan sintetis lainnya juga digunakan.

Drainase dari pelapis

Drainase memperpanjang umur bangunan, melindunginya dari penuaan dini dan kehancuran.

Drainase dari penutup bangunan industri dapat bersifat eksternal dan internal.

Di gedung satu lantai, drainase eksternal diatur tidak terorganisir, dan di gedung bertingkat - menggunakan pipa pembuangan.

Sistem drainase internal terdiri dari corong pemasukan air dan jaringan pipa yang terletak di dalam gedung yang mengalirkan air ke saluran pembuangan air hujan (Gbr. 82).

Beras. 82. Drainase internal:

A– corong pemasukan air; B– panci besi cor;

1 – badan corong; 2 – penutup; 3 – pipa; 4 – kerah pipa; 5 – panci besi cor; 6 – lubang untuk pipa; 7 – goni yang diresapi bitumen; 8 – atap gulung; 9 – diisi dengan aspal cair; 10 – pelat penutup beton bertulang.

Drainase internal diatur:

Pada bangunan multi-bentang dengan atap multi-nada;

Pada bangunan dengan ketinggian yang besar atau perbedaan ketinggian yang signifikan pada masing-masing bentang;

di gedung-gedung dengan pelepasan panas industri yang besar, menyebabkan salju mencair di permukaan.

Lantai

Lantai pada bangunan industri dipilih dengan mempertimbangkan sifat dampak produksi pada bangunan tersebut dan persyaratan operasional yang dikenakan pada bangunan tersebut.

Persyaratan tersebut mungkin: tahan panas, ketahanan terhadap bahan kimia, impermeabilitas air dan gas, dielektrik, tidak menimbulkan percikan api saat terkena benturan, peningkatan kekuatan mekanik dan lain-lain.

Terkadang tidak mungkin memilih lantai yang memenuhi semua persyaratan yang diperlukan. Dalam kasus seperti itu, perlu menggunakan berbagai jenis lantai dalam ruangan yang sama.

Struktur lantai terdiri dari penutup (pakaian) dan lapisan di bawahnya (persiapan). Selain itu, struktur lantai dapat mencakup lapisan untuk berbagai keperluan. Lapisan di bawahnya menyerap beban yang diteruskan ke lantai melalui lapisan dan mendistribusikannya ke alas.

Lapisan di bawahnya bersifat kaku (beton, beton bertulang, beton aspal) dan tidak kaku (pasir, kerikil, batu pecah).

Saat memasang lantai pada lantai antar lantai, pelat lantai berfungsi sebagai alasnya, dan lapisan di bawahnya tidak ada sama sekali, atau perannya dimainkan oleh lapisan insulasi panas dan suara.

Lantai dasar digunakan di gudang dan toko panas, yang mungkin terkena guncangan akibat jatuhnya benda berat atau bersentuhan dengan bagian yang panas.

Lantai batu digunakan di gudang di mana beban kejut yang signifikan mungkin terjadi, atau di area yang dicakup oleh kendaraan yang dilacak. Lantai ini tahan lama, tapi dingin dan keras. Lantai seperti itu biasanya ditutup dengan batu paving (Gbr. 85).

Beras. 85. Lantai batu:

A– batu bulat; B– dari batu paving besar; V– dari batu paving kecil;

1 – batu bulat; 2 – pasir; 3 – batu paving; 4 - damar wangi bitumen; 5 – beton.

Lantai beton dan semen digunakan di ruangan yang lantainya mungkin terkena kelembapan atau minyak mineral secara konstan (Gbr. 86).

Beras. 86. Lantai beton dan semen:

1 – pakaian beton atau semen; 2 – lapisan dasar beton.

Lantai aspal dan beton aspal memiliki kekuatan yang cukup, tahan air, tahan air, elastis, dan mudah diperbaiki (Gbr. 87). Kerugian dari lantai aspal termasuk kemampuannya untuk melunak ketika suhu naik, sehingga tidak cocok untuk bengkel yang panas. Di bawah pengaruh beban terkonsentrasi yang berkepanjangan, penyok terbentuk di dalamnya.

Beras. 87. Lantai aspal dan aspal beton:

1 – pakaian aspal atau beton aspal; 2 – lapisan dasar beton.

KE lantai keramik termasuk lantai klinker, batu bata dan ubin (Gbr. 88). Lantai seperti itu tahan terhadap aksi dengan baik suhu tinggi, tahan terhadap asam, alkali dan minyak mineral. Mereka digunakan di ruangan yang membutuhkan kebersihan tinggi, tanpa adanya beban kejut.

Beras. 88. Lantai ubin keramik:

1 – ubin keramik; 2 – mortar semen; 3 – beton.

Lantai logam hanya digunakan pada area tertentu yang lantainya tersentuh benda panas dan pada saat yang sama diperlukan permukaan yang rata dan keras serta pada bengkel dengan beban kejut yang kuat (Gbr. 89).

Beras. 89. Lantai logam:

1 – ubin besi cor; 2 – pasir; 3 – dasar tanah.

Lantai juga dapat digunakan pada bangunan industri papan dan dari bahan sintetis. Lantai seperti itu digunakan di laboratorium, gedung teknik, dan gedung administrasi.

Pada lantai dengan lapisan dasar yang kaku, sambungan ekspansi dipasang untuk menghindari retak. Mereka ditempatkan di sepanjang garis sambungan ekspansi bangunan dan di tempat pertemuan berbagai jenis lantai.

Untuk memasang jalur utilitas, saluran dipasang di lantai.

Persimpangan lantai ke dinding, kolom dan pondasi mesin dibuat dengan celah untuk penyelesaian bebas.

Pada ruangan basah, untuk mengalirkan cairan, lantainya diberi relief dengan kemiringan ke arah saluran masuk air besi cor atau beton yang disebut tangga. Saluran air tersebut terhubung dengan sistem pembuangan limbah. Di sepanjang dinding dan kolom perlu dipasang papan pinggir dan fillet.

Tangga

Tangga bangunan industri dibagi menjadi beberapa jenis berikut:

- dasar, digunakan di gedung bertingkat untuk komunikasi permanen antar lantai dan untuk evakuasi;

- resmi, mengarah ke lokasi kerja dan mezanin;

- pemadam api, wajib untuk bangunan dengan ketinggian lebih dari 10 meter dan dimaksudkan agar anggota pemadam kebakaran dapat naik ke atap (Gbr. 90).

Beras. 90. Pintu keluar kebakaran

- darurat eksternal, diatur untuk evakuasi orang ketika jumlah tangga utama tidak mencukupi (Gbr. 91);

Beras. 91. Tangga darurat

Penghalang api

Klasifikasi bangunan dan bangunan menurut bahaya ledakan dan kebakaran digunakan untuk menetapkan persyaratan keselamatan kebakaran, bertujuan untuk mencegah kemungkinan kebakaran dan menjamin perlindungan kebakaran bagi manusia dan harta benda jika terjadi kebakaran. Menurut bahaya ledakan dan kebakaran, bangunan dibagi ke dalam kategori A, B, B1-B4, D dan D, dan bangunan ke dalam kategori A, B, C, D dan D.

Kategori bangunan dan bangunan ditentukan berdasarkan jenis bahan dan bahan yang mudah terbakar yang terdapat di dalam bangunan tersebut, jumlah dan sifat bahaya kebakarannya, serta berdasarkan solusi perencanaan ruang dari bangunan tersebut dan karakteristik proses teknologi yang dilakukan. di dalamnya.

Penghalang api dipasang untuk mencegah api menyebar ke seluruh gedung jika terjadi kebakaran. Lantai tahan api berfungsi sebagai pembatas horizontal pada gedung bertingkat. Hambatan vertikal adalah dinding api (firewall).

tembok api dimaksudkan untuk mencegah meluasnya api dari suatu ruangan atau bangunan ke ruangan atau bangunan yang berdekatan. Firewall terbuat dari bahan tahan api - batu, beton atau beton bertulang, dan harus memiliki tingkat ketahanan api minimal empat jam. Firewall harus bertumpu pada fondasi. Firewall dibuat untuk menutupi seluruh ketinggian bangunan, memisahkan penutup, langit-langit, lentera dan struktur lainnya yang mudah terbakar dan tidak mudah terbakar dan harus berada di atas atap yang mudah terbakar setidaknya 60 sentimeter, dan di atas atap yang tidak mudah terbakar sebesar 30 sentimeter. Pintu, gerbang, jendela, penutup lubang got, dan pengisi bukaan lainnya pada firewall harus tahan api dengan tingkat ketahanan api minimal 1,5 jam. Firewall dirancang untuk stabilitas jika terjadi keruntuhan satu sisi pada lantai, penutup, dan struktur lainnya selama kebakaran (Gbr. 92).

Beras. 92. Firewall:

A– di gedung dengan dinding luar tahan api; B– di gedung dengan dinding luar yang mudah terbakar atau tidak mudah terbakar; 1 – punggungan firewall; 2 – firewall akhir.

Pertanyaan kontrol

1. Sebutkan diagram desain bangunan industri.

2. Sebutkan jenis-jenis rangka utama untuk bangunan industri.

3. Jenis dinding apa saja yang terdapat pada bangunan industri?

KULIAH 8. SISTEM STRUKTUR DAN UNSUR STRUKTUR BANGUNAN DAN STRUKTUR PERTANIAN

Rumah kaca dan rumah kaca

Rumah kaca dan sarang lebah adalah bangunan kaca yang kondisi iklim dan tanahnya diciptakan secara artifisial untuk memungkinkan pertumbuhan sayuran awal, bibit dan bunga.

Bangunan rumah kaca dibangun terutama dari panel kaca beton bertulang prefabrikasi, diikat menjadi satu dengan mengelas bagian-bagian yang tertanam.

Struktur rumah kaca terdiri dari rangka beton bertulang prefabrikasi yang dipasang di tanah sepanjang rumah kaca dan rangka beton bertulang prefabrikasi (tempat tidur memanjang rumah kaca) yang diletakkan di atas konsol rangka. Rangka rumah kaca berlapis kaca yang dapat dilepas terbuat dari kayu (Gbr. 94).

Beras. 94. Rumah kaca terbuat dari elemen beton bertulang prefabrikasi:

1 – rangka beton bertulang; 2 – log utara beton bertulang; 3 – sama, selatan;

4 – pasir; 5 – lapisan nutrisi tanah; 6 – pipa pemanas di lapisan pasir;

7 – bingkai kayu berlapis kaca.

DAFTAR REFERENSI YANG DIGUNAKAN

1. Maklakova T.G., Nanasova S.M. Konstruksi bangunan sipil: Buku Ajar. – M.: Rumah Penerbitan ASV, 2010. – 296 hal.

2. Budasov B.V., Georgievsky O.V., Kaminsky V.P. Gambar konstruksi. Buku pelajaran untuk universitas / Bawah umum. ed. O.V. Georgievsky. – M.: Stroyizdat, 2002. – 456 hal.

3. Lomakin V. A. Dasar-dasar konstruksi. – M.: Sekolah Tinggi, 1976. – 285 hal.

4. Krasensky V.E., Fedorovsky L.E. Bangunan sipil, industri dan pertanian. – M.: Stroyizdat, 1972, – 367 hal.

5. Koroev Yu.I Menggambar untuk pembangun: Buku teks. untuk Prof. Buku pelajaran perusahaan. – Edisi ke-6, terhapus. – M.: Lebih tinggi. sekolah, ed. Pusat "Akademi", 2000 – 256 hal.

6. Chicherin I.I. Pekerjaan sipil: buku teks untuk pemula. Prof. Pendidikan. – Edisi ke-6, terhapus. – M.: Pusat Penerbitan “Akademi”, 2008. – 416 hal.

KULIAH 6. STRUKTUR BANGUNAN BENTUK PANJANG DENGAN PENUTUP SPASIAL

Tergantung pada diagram desain dan operasi statis, struktur pelapis yang menahan beban dapat dibagi menjadi planar (bekerja dalam satu bidang) dan spasial.

Struktur datar

Kelompok struktur penahan beban ini meliputi balok, rangka, rangka dan lengkungan. Mereka dapat dibuat dari beton bertulang prefabrikasi dan monolitik, serta logam atau kayu.

Balok dan rangka, bersama dengan kolom, membentuk suatu sistem rangka melintang, yang sambungan memanjangnya dilakukan dengan pelat penutup dan penahan angin.

Selain rangka prefabrikasi, di sejumlah bangunan unik dengan peningkatan beban dan bentang besar, digunakan beton bertulang monolitik atau rangka logam (Gbr. 48).

Beras. 48. Struktur bentang panjang:

A- rangka beton bertulang monolitik, berengsel ganda.

Untuk menutupi bentang lebih dari 40 meter, disarankan untuk menggunakan struktur melengkung. Lengkungan secara struktural dapat dibagi menjadi berengsel dua (dengan engsel pada penyangga), berengsel tiga (dengan engsel pada penyangga dan di tengah bentang) dan tanpa engsel.

Lengkungan bekerja terutama dalam kompresi dan mentransfer tidak hanya beban vertikal, tetapi juga tekanan horizontal (dorongan) ke penyangga.

Dibandingkan dengan balok, rangka dan rangka, lengkungan memiliki bobot yang lebih ringan dan lebih irit dalam hal konsumsi material. Lengkungan digunakan dalam struktur yang dikombinasikan dengan kubah dan cangkang.

Struktur bentang panjang memainkan peran penting dalam arsitektur dunia. Dan ini ditetapkan pada zaman kuno, ketika arah khusus desain arsitektur ini benar-benar muncul.

Ide dan implementasi proyek jangka panjang terkait erat dengan keinginan utama tidak hanya pembangun dan arsitek, tetapi seluruh umat manusia secara keseluruhan - keinginan untuk menaklukkan ruang angkasa. Oleh karena itu, mulai tahun 125 Masehi. e., ketika struktur bentang panjang pertama yang dikenal dalam sejarah, Pantheon Roma (diameter dasar - 43 m), muncul, dan diakhiri dengan kreasi arsitek modern, struktur bentang panjang menjadi sangat populer.

Sejarah struktur bentang panjang

Seperti disebutkan di atas, yang pertama adalah Pantheon di Roma, dibangun pada tahun 125 Masehi. e. Belakangan, muncul bangunan megah lainnya dengan elemen kubah bentang besar. Contoh yang mencolok adalah Gereja Hagia Sophia, yang dibangun di Konstantinopel pada tahun 537 M. e. Diameter kubahnya adalah 32 meter, dan kubah itu sendiri tidak hanya memberikan keagungan pada keseluruhan struktur, tetapi juga keindahan luar biasa, yang dikagumi baik oleh wisatawan maupun arsitek hingga saat ini.

Pada masa itu dan masa-masa berikutnya, tidak mungkin membangun bangunan ringan dari batu. Oleh karena itu, struktur kubah dicirikan oleh ukuran yang sangat besar dan konstruksinya memerlukan pengeluaran waktu yang serius - hingga seratus tahun atau lebih.

Belakangan, struktur kayu mulai digunakan untuk konstruksi lantai dengan bentang besar. Di Sini contoh cemerlang adalah pencapaian arsitektur dalam negeri - bekas Manege di Moskow dibangun pada tahun 1812 dan memiliki desain bentang kayu sepanjang 30 m.

Abad XVIII-XIX ditandai dengan perkembangan metalurgi besi, yang memberikan hal baru dan lebih banyak lagi bahan tahan lama untuk konstruksi - baja dan besi cor. Hal ini menandai munculnya pesawat jarak jauh pada paruh kedua abad ke-19. struktur baja yang menerima aplikasi yang bagus dalam arsitektur Rusia dan dunia.

Bahan bangunan berikutnya yang secara signifikan memperluas kemampuan arsitek adalah struktur beton bertulang. Berkat kemunculan dan perbaikan struktur beton bertulang, arsitektur dunia abad ke-20 diisi kembali dengan struktur spasial berdinding tipis. Pada saat yang sama, pada paruh kedua abad kedua puluh, sistem penutup gantung, batang dan pneumatik mulai digunakan secara luas.

Pada paruh kedua abad kedua puluh, muncullah kayu laminasi. Perkembangan teknologi ini telah memungkinkan untuk “menghidupkan kembali” struktur kayu bentang panjang, untuk mencapai indikator khusus ringan dan tidak berbobot, untuk menaklukkan ruang, tanpa mengorbankan kekuatan dan keandalan.

Struktur bentang panjang di dunia modern

Sejarah menunjukkan, logika pengembangan sistem struktur bentang panjang ditujukan untuk meningkatkan kualitas dan keandalan konstruksi, serta nilai arsitektural struktur. Penggunaan jenis struktur ini memungkinkan untuk memaksimalkan potensi sifat penahan beban material, sehingga menciptakan lantai yang ringan, andal, dan ekonomis. Semua ini sangat penting bagi seorang arsitek modern, ketika konstruksi modern pengurangan massa struktur dan struktur telah dipromosikan.

Tapi apakah struktur bentang panjang itu? Di sini pendapat para ahli berbeda. Tidak ada definisi tunggal. Menurut salah satu versi, ini adalah struktur apa pun yang panjang bentangnya lebih dari 36 m, menurut versi lain, struktur dengan penutup tanpa penyangga yang panjangnya lebih dari 60 m, meskipun sudah tergolong unik. Yang terakhir ini juga mencakup bangunan dengan bentang lebih dari seratus meter.

Namun bagaimanapun juga, apapun definisinya, arsitektur modern memahami dengan jelas bahwa bangunan dengan bentang panjang adalah objek yang kompleks. Dan ini berarti tingkat tanggung jawab yang tinggi bagi arsitek, kebutuhan untuk mengambil tindakan keselamatan tambahan di setiap tahap - desain arsitektur, konstruksi, pengoperasian.

Poin penting adalah pilihan bahan bangunan - kayu, beton bertulang atau baja. Selain bahan tradisional tersebut, kain khusus, kabel dan serat karbon juga digunakan. Pilihan material tergantung pada tugas yang dihadapi arsitek dan spesifikasi konstruksi. Mari kita pertimbangkan bahan utama yang digunakan dalam konstruksi modern jangka panjang.

Prospek untuk konstruksi jangka panjang

Dengan mempertimbangkan sejarah arsitektur dunia dan keinginan manusia yang tak terelakkan untuk menaklukkan ruang angkasa dan menciptakan bentuk arsitektur yang sempurna, kita dapat dengan aman memperkirakan peningkatan yang stabil dalam perhatian terhadap struktur bentang panjang. Sedangkan untuk material, selain solusi teknologi tinggi modern, perhatian yang semakin besar akan diberikan pada FCC, yang merupakan sintesis unik dari material tradisional dan teknologi tinggi modern.

Sedangkan di Rusia, mengingat laju pembangunan ekonomi dan belum terpenuhinya kebutuhan fasilitas untuk berbagai keperluan, termasuk infrastruktur perdagangan dan olahraga, volume pembangunan gedung dan struktur jangka panjang akan terus meningkat. Dan di sini solusi desain yang unik, kualitas bahan dan penggunaan teknologi inovatif akan memainkan peran yang semakin penting.

Namun jangan lupakan komponen ekonomi. Inilah yang berdiri dan akan menjadi yang terdepan, dan melaluinya efektivitas material, teknologi, dan solusi desain tertentu akan dipertimbangkan. Dan dalam hal ini, saya ingin mengingat kembali tentang struktur kayu laminasi. Menurut banyak ahli, mereka memegang masa depan konstruksi jangka panjang.

Atrium salah satu hotel Amerika milik Gaylord Hotels

masa depan berasal dari masa kini
dan ditentukan oleh jalan yang kita pilih saat ini

Struktur tembus pandang jangka panjang menjadi bagian integral dari arsitektur perkotaan abad ke-21. Arsitek terbaik saat ini semakin banyak menciptakan kompleks bangunan yang menakjubkan, pusat daya tarik di mana inti spasial tertentu adalah ruang atrium yang besar - banyak, dipenuhi cahaya dan kenyamanan, terlindung dengan baik dari pengaruh eksternal negatif dan ditutupi dengan lapisan tembus pandang yang andal.
Pengembangan aktif lebih lanjut dari struktur seperti itu mungkin dalam waktu dekat tidak hanya akan mampu memperluas ruang lingkungan manusia yang nyaman dan aman secara maksimal, namun juga akan memungkinkan di masa depan untuk mengubah penampilan kota kita dan memperbaiki kondisinya saat ini. .

Arsitektur era globalisasi

Sepanjang sejarah mereka, orang-orang berusaha melindungi dan melindungi diri mereka dari berbagai pengaruh buruk dan berbahaya dari lingkungan mereka. Panas dan dingin, hujan dan angin, hewan pemangsa dan manusia liar selalu menjadi masalah yang diketahui dalam kehidupan manusia yang tenang. Oleh karena itu, sejak zaman kuno, nenek moyang kita mulai membangun tempat berlindung untuk diri mereka sendiri, yang dengan menciptakan lingkungan buatan yang terlindung dari pengaruh luar, memberikan lebih banyak kenyamanan dan keamanan yang diinginkan dalam kehidupan mereka. Dan arsitektur yang muncul, sebagai instrumen yang luar biasa dan luar biasa dari tindakan manusia yang kreatif ini, sejak awal dan pada semua tahap perkembangannya, berusaha memanfaatkan secara maksimal kemampuan teknis yang tersedia dan pandangan estetika yang ada di masyarakat untuk lebih memuaskan kebutuhan manusia yang penting ini. kebutuhan: baik kenyamanan maupun keamanan.

Saat ini, era perkembangan teknologi yang belum pernah terjadi sebelumnya telah tiba, dan dalam industri konstruksi hal ini memungkinkan penerapan hampir semua ide arsitektur paling berani. Dalam hal ini, faktor utama yang membatasi pelaksanaan semua proyek penting arsitek modern saat ini seringkali bukan lagi kurangnya kemampuan teknis untuk pembangunan suatu objek yang besar dan kompleks, tetapi hanya sebagian dari gagasan subjektif kita tentangnya, seperti: kegunaan struktur masa depan yang tidak mencukupi, permintaan yang rendah dan profitabilitas yang rendah, atau waktu konstruksi di masa depan yang terlalu lama dan harga jual yang tinggi. Pada saat yang sama, dengan mulai boomingnya penerapan prinsip-prinsip “pembangunan berkelanjutan” dan “bangunan ramah lingkungan” di seluruh dunia, kehadiran faktor kelestarian lingkungan pada bangunan juga semakin berpengaruh pada kepentingan mereka. konstruksi.

Dengan terbukanya peluang teknis yang luas bagi perkembangan arsitektur abad ke-21, para arsitek modern dalam karyanya tampaknya harus mulai lebih memperhitungkan dampak signifikan proyek mereka terhadap perkembangan lingkungan perkotaan. Jelas sekali bahwa kota-kota besar modern, yang telah tersandera oleh jalur perkembangan masa lalu dan pendekatan yang sedang berlangsung terhadap perkembangannya, secara bertahap menjadi semakin menjadi masalah multifaktorial bagi perdamaian dan keselamatan penduduknya.

Memasuki era globalisasi, dunia kita telah banyak berubah dalam beberapa tahun terakhir, dan saat ini hampir tidak mungkin menemukan pembenaran yang masuk akal atas terus terbentuknya kepadatan penduduk di titik-titik ruang yang terpisah. Masyarakat kita mulai memahami betapa merusaknya proses ini, namun sayangnya arsitektur perkotaan masih terus mengikuti jalur penciptaan proyek-proyek bertingkat tinggi dan pemadatan pembangunan perkotaan, sehingga memicu konsentrasi penduduk yang lebih besar di titik-titik tertentu yang sudah ada. ruang yang terlalu padat penduduknya.

Pada saat yang sama, memiliki teknologi modern dan menggunakan dampaknya yang sangat besar terhadap kehidupan masyarakat, arsitektur XXI abad ini tidak hanya dapat memaksimalkan ruang yang nyaman dan aman di lingkungan manusia, namun juga mampu dan harus mencoba, selangkah demi selangkah, untuk secara radikal mengubah penampilan kota-kota kita dan memperbaiki kondisinya saat ini. Selain itu, Arsitektur, sebagai penguasa ruang, waktu, dan imajinasi banyak orang yang tak tertandingi, tentunya akan semakin berkontribusi terhadap munculnya eco-city dan eco-village baru yang fundamental.

Kota di bawah kubah

Impian akan lapisan tembus pandang yang melindungi jalan-jalan dan blok kota dari hujan dan salju sudah ada sejak lama. Namun hanya dengan dimulainya revolusi industri, yang membawa peluang teknis dan finansial yang luas, implementasi proyek-proyek tersebut menjadi layak dilakukan. Baru pada paruh kedua abad ke-19 arcade besar berlapis kaca dengan deretan toko mahal dan kafe yang nyaman muncul di sebagian besar kota utama di Eropa dan Amerika. Dan salah satu mutiara penting pertama pada periode pengembangan ruang atrium kaca besar adalah Galleria Vittorio Emmanuel II yang terkenal di Milan, dibuka untuk pengunjung pada tahun 1877.

Gambar.2. Galeri Victor Emmanuel II di Milan.

Karena kemajuan tidak dapat dihentikan, berpartisipasi secara aktif di dalamnya, dan tidak terpinggirkan dalam sejarah, adalah tugas semua negara besar. Itulah sebabnya, sejak paruh kedua abad ke-20, ilmu konstruksi di Uni Soviet, AS, dan beberapa negara lain telah secara serius berupaya untuk melindungi kota-kota mereka dengan kubah tembus pandang yang besar dari: fenomena cuaca yang tidak diinginkan, ciri-ciri negatif dari iklim lokal, tingkat berlebihan radiasi sinar matahari dan pengaruh lingkungan lainnya yang tidak menguntungkan bagi manusia. Dalam beberapa tahun terakhir, kita dapat menambah daftar faktor-faktor yang mendorong penelitian lebih lanjut ke arah ini: perubahan iklim yang cepat dan tidak dapat diprediksi di planet ini, peningkatan polusi yang mengancam. lingkungan, meningkatnya ancaman ekstremisme, serta keinginan masyarakat untuk mengurangi biaya energi yang sangat tinggi di kota mereka.

Saat ini, pembuatan struktur pelindung tembus pandang jangka panjang (selanjutnya disebut LSPS), yang di dalamnya terdapat banyak cahaya alami dan kenyamanan, menjadi lebih aktif dari sebelumnya. Ide-ide baru bermunculan dan berbagai proyek unik sedang dibuat - seperti Dome over Houston - dan beberapa dari proyek menakjubkan ini telah dilaksanakan. Jadi, di Astana, dengan bantuan para insinyur Inggris dan pembangun Turki, sebuah tenda tembus pandang setinggi 100 meter (tidak termasuk ketinggian puncak menara) dibangun, yang menampung pusat perbelanjaan dan hiburan terbesar dan paling rapi di Kazakhstan.

Struktur yang lebih menakjubkan dan megah dibuat di Jerman - ini adalah pusat hiburan air Kepulauan Tropis, yang memiliki volume internal sekitar 5,5 juta meter kubik. m dan merupakan bangunan tembus pandang terbesar di dunia menurut indikator ini saat ini.

Gambar 3-5. Pusat hiburan air "Kepulauan Tropis" di Jerman

Tahap penting dalam pengembangan struktur tembus volumetrik adalah pembuktian ilmiah tentang kemungkinan efisiensi nyata - baik dalam hal efisiensi energi dan pengurangan kehilangan panas secara signifikan, sekaligus secara signifikan memperluas ruang publik yang nyaman dan banyak diminati.

Penghargaan atas pembenaran ini adalah milik para arsitek dan ilmuwan Inggris dan Amerika, tetapi, pertama-tama, kita dapat menyoroti karya Terry Farrell dan Rolf Lebens, yang pada perbatasan tahun 70-80an abad kedua puluh menciptakan konsep “ penyangga berpikir”. Hasil dari konsep ini adalah pengenalan aktif “efek penyangga” atau “prinsip penutup ganda” ke dalam praktik arsitektur dunia.

Saat meneliti kemungkinan menciptakan ruang atrium besar yang efisien, pemanasan, pendinginan, dan jenis atrium yang dapat diubah diidentifikasi. Hanya sedikit lebih dari 30 tahun telah berlalu sejak saat itu, tetapi bahkan dalam periode waktu yang singkat ini, ruang atrium modern telah menaklukkan seluruh dunia arsitektur yang beradab (foto-foto atrium Amerika yang diberikan dalam artikel ini adalah sebagian kecil dari banyaknya dan variasi yang ada. ruang atrium yang dibangun selama bertahun-tahun). Sayangnya, Rusia modern dalam hal ini belum memiliki prestasi besar.

Setuju dengan argumentasi para ahli yang ada, tentang kelayakan penggunaan in Arsitektur modern ruang atrium yang besar, dan tanpa mencoba untuk memperdebatkan kesimpulan mereka, penulis artikel lebih lanjut mengusulkan untuk mempertimbangkan kemungkinan bagaimana, dengan bantuan struktur kabel multi-sabuk, untuk membuat (menutupi) ruang seperti itu lebih murah dan lebih andal, dan juga tidak terlalu dibatasi oleh ukuran atrium, perkenalkan teknologi baru meliputi bentang yang besar. Tampaknya dalam kondisi Rusia, bahkan pembuatan pagar kedua yang paling sederhana (ruang penyangga) di sekitar blok kota akan memungkinkan kita untuk secara bijak memanfaatkan banyak kehilangan panas dari bangunan tertutup, yang tidak akan larut secara permanen di ruang sekitarnya, tetapi akan memberikan pemanasan untuk ruang atrium yang dihasilkan. Hanya karena lapisan pelindung tembus pandang berkualitas tinggi, suhu di ruang atrium di musim dingin bisa 10-15 derajat lebih tinggi daripada di luar.

Di musim panas, selain naungan parsial ruang internal yang wajar dan dapat disesuaikan, dari radiasi matahari yang berlebihan dan panas berlebih, dimungkinkan untuk menyediakan pembukaan bukaan ventilasi pada penutup tembus cahaya, serta menerapkan hal-hal lain yang terkenal dan metode efektif untuk menciptakan iklim mikro yang nyaman di dalam seluruh kompleks tembus cahaya. Tentunya menciptakan iklim mikro yang nyaman dan stabil dalam satu ruang tertutup yang luas akan jauh lebih mudah dan murah dibandingkan menyediakan kondisi nyaman yang sama secara bersamaan di ribuan ruangan kecil.
Sifat struktur tembus volumetrik mendorong kita untuk membuang beberapa stereotip pemikiran kita ketika memecahkan masalah tersebut, dan melihat kembali kemungkinan menciptakan lingkungan yang nyaman dalam kondisi baru ruang volumetrik yang besar. Pada saat yang sama, sudah ada solusi teknis baru yang efektif yang memanfaatkan keunggulan penting dari ruangan besar dan memungkinkan untuk menyediakan kondisi nyaman yang stabil untuk seluruh ruang internal BSZS dengan biaya energi yang jauh lebih rendah.

Sementara itu, kemungkinan penggunaan penutup kabel multi-sabuk nampaknya lebih luas. Oleh karena itu, proses pembangunan kota ramah lingkungan, yang masih dalam tahap awal dan dengan ragu-ragu diumumkan, juga tidak dapat dibayangkan tanpa struktur tembus pandang dalam skala besar. Saya ingin berpikir bahwa abad ke-21, setelah mengapresiasi arsitektur baru yang tembus cahaya, akan secara aktif mengembangkan dan memperbaikinya, dan juga akan mencoba menggunakannya untuk segera membuat terobosan dalam perencanaan kota, menggantikan yang membosankan dan tidak hemat energi. dan hutan beton yang tidak aman di kota-kota besar modern dengan kota-kota yang nyaman, nyaman dan ramah lingkungan.

Beras. 6-11 Kota Masdar (ilustrasi oleh Asuh + Rekan).

Proyek kota ramah lingkungan yang paling ambisius dan megah saat ini adalah Kota Masdar. Ini mungkin merupakan upaya serius pertama pendekatan terintegrasi untuk pengorganisasian kota masa depan - dilengkapi dengan energi dari sumber terbarukan (matahari, angin, dll.) dan memiliki lingkungan ekologis yang berkelanjutan dengan emisi karbon dioksida minimal ke atmosfer, serta sistem daur ulang sampah yang lengkap dari aktivitas perkotaan.
Sayangnya, lokasi yang dipilih untuk pembangunan Kota Masdar bukanlah yang paling sukses, dan penduduk masa depan serta organisasi pengoperasinya masih harus mengalami beberapa ketidaknyamanan dari lokasi sudut gurun ini. Sangat jelas bahwa solusi teknis yang termasuk dalam proyek kota tidak akan mampu sepenuhnya mengatasi panas musim panas 50 derajat (pengecualiannya adalah ruang tertutup, termasuk semua atrium). Musim hujan pada bulan Desember-Januari, dan kemudian musim kabut tebal, juga tidak akan memberikan kenyamanan bagi warga kota baru. Dan jika kita mengingat badai pasir musim dingin-musim semi yang cukup sering terjadi di bagian gurun tersebut, kita akan memahami bahwa tanpa lapisan tembus pandang berukuran besar yang menutupi dan melindungi blok kota dari fenomena alam lokal ini, penduduk kota secara berkala harus mengalami ketidaknyamanan tertentu.
Konsep yang diusulkan di bawah ini untuk pembangunan struktur tembus pandang berukuran besar sangat cocok dengan proyek seperti Kota Masdar dan, tampaknya, cukup mampu membantu proyek tersebut menghemat uang baik untuk pembangunan maupun pengoperasian kota modern. Dan juga untuk membuat kota-kota ini lebih aman dan nyaman.

Gambar 6-11. Beginilah masa depan Kota Masdar terlihat dalam brosur iklan dan ilustrasi majalah yang penuh warna (ilustrasi oleh Foster + Partners).

Pada tahun 2012, para insinyur Rusia mengembangkan konsep untuk mencakup bentang besar yang secara teknis dapat diakses saat ini dan efektif dalam penerapannya, sehingga memungkinkan pembangunan berbagai bangunan dan struktur dengan bentang besar. Idenya adalah untuk membuat kabel multi-sabuk yang menutupi kompleks bangunan, yang menutupi bentang besar antara bangunan pendukung, akan mampu memikul beban desain apa pun dan menciptakan satu penutup tembus cahaya yang tahan lama dan andal untuk seluruh kompleks. Pelapisan akan memberikan kemampuan untuk mempertahankan parameter yang konstan dan nyaman bagi manusia di ruang internal tertutup suatu objek: suhu, kelembaban, mobilitas dan kebersihan udara, penerangan, keamanan, dll.
Ide sistem kabel multi-sabuk didasarkan pada prinsip-prinsip struktur gantung yang terkenal, yang telah banyak digunakan di dunia untuk konstruksi bangunan dan struktur bentang panjang selama lebih dari setengah abad. Namun struktur gantung belum banyak digunakan dalam konstruksi jangka panjang karena beberapa kekurangannya. Dengan demikian, bangunan bentang besar dengan struktur atap gantung, pada umumnya, tidak dapat memberikan kemiringan atap ke arah luar bangunan, sehingga menimbulkan kesulitan tambahan dalam menghilangkan curah hujan dari atap. Selain itu, dengan menciptakan beban horizontal yang sangat signifikan pada penyangga yang tinggi, struktur penahan kabel memaksa pembangun untuk memecahkan masalah ini dengan investasi finansial tambahan pada penopang yang kuat untuk beban ini. Tetapi kelemahan utama dari struktur gantung adalah deformabilitasnya yang tinggi akibat pengaruh beban lokal.

Sistem kabel multi-sabuk berhasil diatasi kerugian yang tercantum penutup cable-stayed bentang panjang dan bahkan menciptakan peluang untuk berhasil menutupi bentang yang jauh lebih besar, yang saat ini dapat memberikan dorongan baru bagi pengembangan konstruksi bentang panjang.

Diketahui bahwa pelapisan bentang besar setiap saat dalam perkembangan peradaban kita menarik dan menarik perhatian tidak hanya arsitek dan pembangun, tetapi juga masyarakat awam. Penciptaan bangunan megah dengan bentang besar selalu menjadi indikator kemajuan kemajuan teknik, serta kekuatan teknis dan finansial negara-negara yang mampu membangun bangunan tersebut.

Apa yang dimaksud dengan penutup tali multi-sabuk dan bagaimana cara kerjanya?

Untuk memahami cara kerja penutup kabel multi-sabuk, kita harus membayangkan desain penutup bentang panjang yang digunakan untuk memblokir bentang antara dua bangunan pendukung. (misalnya, lempengan palang spasial). Jika bentangnya cukup besar, maka lapisan ini pasti akan bengkok karena beratnya sendiri, dan bila terkena beban eksternal tambahan (dari salju, angin, dll.), lapisan tersebut dapat runtuh. Namun untuk mencegah hal ini terjadi dan penutup bentang panjang tidak runtuh, kami merentangkan kabel baja berkekuatan tinggi di bawahnya dalam beberapa baris (ikat pinggang), dari satu bangunan penyangga ke bangunan penyangga lainnya, mengencangkannya dan memasangnya (pada jarak tertentu sepanjang panjangnya). kabel) antara sabuk sistem kabel yang dihasilkan, tiang penjarak, dan antara kabel yang berdekatan di semua sabuk sistem kabel - spacer dan/atau kabel pria. Multi-banding membantu memastikan bahwa pada panjang bentang apa pun, sistem kabel bersifat bikonveks dan mendukung penutup kendur dari bawah.

Pada saat yang sama, pada lapisan, karena tegangan kabel dan kerja tiang pengatur jarak, tidak hanya defleksi yang dihasilkan akan hilang, tetapi defleksi dengan tanda sebaliknya juga akan muncul - ke atas. Hal ini memungkinkan lapisan tidak hanya tidak runtuh di bawah pengaruh beban ekstrim di atasnya, namun, sebaliknya, akan berkontribusi pada kemungkinan menerima beban tambahan yang signifikan, sesuai dengan karakteristik desain sistem kabel yang akan ditugaskan. untuk itu oleh proyek.
Para ahli memahami bahwa sistem struktur kabel pratekan yang menopang lapisan yang kaku, tahan lama, dan stabil tidak mungkin terjadi tanpa elemen pendukung yang kuat (menerima komponen horizontal dari gaya dorong sistem kabel), serta sistem stabilisasi yang menyerap semua beban sementara pada lapisan tersebut. , termasuk tekanan angin negatif. Oleh karena itu, konsep pembangunan BSZS yang diusulkan memperhitungkan semua kondisi yang diperlukan untuk struktur tersebut.
Jadi, untuk membuat penutup kabel multi-sabuk tidak dapat diubah di bawah pengaruh beban sementara, dengan bantuan tali pengikat, disediakan tambahan beban tambahan pada penutup dengan nilai yang dihitung. Pada saat yang sama, penahan penutup dipasang pada fondasi bangunan pendukung, yang menghindari peningkatan beban pada fondasi tersebut dari beban tambahan penutup bentang panjang yang disebabkan oleh tegangan penahan.

Sebagai hasil kerja sama dari sistem kabel multi-sabuk dan penutup rangka kaca yang terletak di atasnya, terbentuklah penutup kabel tembus pandang bentang panjang tunggal, ringan dan andal, yang saat ini mampu menutupi bentang 200-350 meter. atau lebih.
Jelas bahwa penutup atap, yang didasarkan pada sistem kabel multi-sabuk bentang panjang, jika diinginkan, dapat dibuat dari bahan isolasi hidrotermal apa pun, termasuk bahan tembus cahaya. Misalnya, dalam kondisi suhu lingkungan yang rendah, bahan tembus pandang terbaik saat ini adalah jendela berlapis ganda multiruang.

Keuntungan sistem kabel multi-sabuk dibandingkan solusi teknis yang dikenal saat ini yang digunakan untuk mencakup bentang besar sudah jelas. Ini adalah kekuatan dan keandalan yang sangat signifikan dari sistem tersebut, daya dukung beban yang sangat baik, struktur yang ringan, kemampuan untuk menutupi bentang yang jauh lebih besar, transmisi cahaya yang lebih baik dari lapisan, konsumsi logam struktur beberapa kali lebih rendah dan, sebagai hasilnya, relatif harga tinggi seluruh cakupan.

Penerapan sistem kabel multi-sabuk.

Perlu dicatat bahwa teknologi cakupan bentang besar dan ekstra besar dengan menggunakan sistem kabel multi-sabuk akan memungkinkan pembangunan struktur dengan berbagai volume, bentuk dan tujuan. Ini dapat berupa: hanggar dan bengkel produksi terbesar, stadion atletik dan sepak bola dalam ruangan, ruang publik yang luas, pusat hiburan dan perbelanjaan, area pemukiman di bawah cangkang tembus pandang, piramida dan kubah kaca besar (yang dapat menampung berbagai macam barang). kompleks multifungsi real estat atau pusat perusahaan). Sistem kabel multi-jalur juga dapat berguna dalam pembangunan jembatan gantung bentang panjang berdesain baru, terutama di tempat-tempat di mana pembangunan jembatan jenis lain tidak mungkin dilakukan atau terlalu mahal.

Gambar 12. Sebuah bangunan tembus pandang berbentuk PYRAMID dengan ketinggian 200 m.

Tampaknya pembangunan kompleks tembus pandang jangka panjang harus dikembangkan seiring dengan pengembangan blok. Dan salah satu opsi awal yang paling spektakuler dan optimal untuk pengembangan fungsional tersebut dapat berupa, misalnya, bentuk balok tembus pandang dalam bentuk PIRAMIDA segi empat beraturan (Gbr. 11) dengan parameter berikut:

• tinggi piramida – 200 m;
• dimensi dasar - 300x300 m;
• area dasar (wilayah yang dilindungi oleh lapisan tembus cahaya) – 9,0 ha;
• luas struktur penutup - 150.000 m2;
• volume geometri piramida (P200) adalah 6,0 juta meter kubik.

Di kawasan kaca seperti itu, agar tidak memenuhi ruang internal kompleks, masuk akal jika hanya memiliki 320-450 ribu meter persegi ruang yang dapat digunakan (di atas tanah), ditempati oleh real estat komersial dan/atau residensial dan sebagian besar berlokasi. pada bangunan pendukung kompleks tembus pandang ini. Volume sisa bangunan (lebih dari 4,0 juta meter kubik) adalah atrium multifungsi.

Sebagai perbandingan, dengan peningkatan ketinggian piramida P200 (piramida ideal secara geometris memiliki rasio 3:4:5) hanya 50 meter, parameter P250 adalah: alas - 375x375 m; Sbas = 14,1 hektar, Sglass = 235,0 ribu m2. Akan ada peningkatan hampir dua kali lipat dalam volume internal struktur tembus cahaya, yang dalam hal ini akan sama dengan 11,7 juta meter kubik, dan jumlah area yang ditempati oleh real estat komersial dapat meningkat menjadi 0,8 - 1,0 juta. meter persegi. Selain itu, yang sangat menarik adalah luas struktur penutup piramida P250 akan hampir dua kali lipat! kurang dari total luas struktur penutup bangunan pendukung internal. Para ahli harus memahami pentingnya rasio ini.
Dengan peningkatan lebih lanjut dalam volume internal BSZS dan memberinya bentuk kubah, terjadi penurunan rasio luas struktur penutup kompleks tembus cahaya dengan jumlah semua area yang berguna dari bangunan internal ( serta jumlah luas struktur penutup bangunan internal) akan berubah dengan perkembangan yang sangat menyenangkan, yaitu e. proses konstruksi seperti itu akan menjadi semakin menarik secara ekonomi!

Pusat olahraga dengan lapisan tembus pandang.
Area lain yang menjanjikan untuk penggunaan penutup tembus kabel multi-sabuk saat ini tampaknya adalah pembangunan stadion sepak bola dalam ruangan dan fasilitas olahraga jarak jauh lainnya. Setiap tahun permintaan stadion olahraga dalam ruangan di dunia meningkat (misalnya, tidak hanya negara-negara Eropa dan Amerika Utara yang membangun stadion dalam ruangan besar untuk diri mereka sendiri, tetapi negara-negara kurang kaya seperti Argentina dan Kazakhstan baru-baru ini membangun struktur seperti itu, dan Filipina sekarang sedang membangun, seperti yang mereka katakan, stadion dalam ruangan terbesar di dunia). Untuk mengantisipasi persiapan kejuaraan sepak bola 2018, permintaan akan fasilitas tersebut mungkin juga muncul di Rusia.

Keunikan dan mahalnya biaya bangunan olah raga bentang panjang yang ada saat ini (dengan bentang 120-150 m atau lebih) terletak pada kenyataan bahwa setiap bangunan tersebut dikerjakan dengan kemampuan maksimal industri konstruksi di tempat pembangunannya. , dikaitkan dengan berbagai perhitungan struktur penahan beban yang kompleks dan akurat, peningkatan tanggung jawab dan intensitas material yang signifikan dari solusi yang diterapkan. Kerugian dari langit-langit dari semua struktur bentang panjang ini adalah sama: rumit, besar, padat logam, dan karenanya tidak rasional dan sangat mahal. Selain itu, karena struktur lapisan logam penahan beban yang kuat, insolasi semua stadion dalam ruangan saat ini sangat rendah, sehingga sangat sulit untuk menjaga permukaan rumput alami arena olahraga modern dalam kondisi yang baik.

Gambar 13. Stadion sepak bola di Polandia. Di Euro 2012.
Gambar 14. Stadion Wembley adalah stadion paling terkenal di Inggris

Tampaknya penggunaan penutup kabel multi-sabuk yang tembus cahaya harus secara radikal mengubah keadaan yang tidak menguntungkan ini selama pembangunan fasilitas olahraga jangka panjang (sketsa pada Gambar 15-19 menunjukkan salah satu dari pilihan yang memungkinkan untuk pembangunan kompleks olahraga multifungsi dalam ruangan yang relatif murah).

Beras. 15-18 sketsa stadion dalam ruangan yang besar.
.
1 dan 2 – bangunan yang berfungsi sebagai struktur pendukung lapisan tembus cahaya;
4 – sistem kabel multi-sabuk;
10 – tali pengikat;
11 – penutup tembus kabel 3 sabuk;
18 dan 19 – tribun penonton;
21 – struktur tembus pandang mandiri

Beras. 19. Bagian penutup tembus kabel 3 sabuk (lihat penunjukan 4 dan 11, pada Gambar 17)

5 - kabel logam berkekuatan tinggi;
6 - sabuk penutup kabel;
7 - dudukan pengatur jarak;
8 - peregangan pengatur jarak horizontal:
12 - elemen pelapis tembus cahaya;
13 - struktur rangka dari lapisan tembus cahaya.

Sistem kabel multi-sabuk (4) (tumpang tindih bentang antara penyangga (1 dan 2) dimiringkan ke luar struktur karena perbedaan ketinggian bangunan penyangga dan merupakan dasar untuk menempatkan penutup tembus geser di atasnya. (11), terbuat dari struktur rangka (13) dan elemen tembus pandang ( 12) .
Sistem kabel multi-sabuk, tali pengikat (10) dan solusi teknis khusus lainnya akan memberikan penutup kabel kekakuan dan ketahanan yang diperlukan terhadap persepsi semua beban desain.
Di antara bangunan pendukung (1 dan 2), di sepanjang kontur dinding luar stadion, disediakan struktur tembus pandang mandiri (21), yang membuat kontur dinding luar tertutup.
Penggunaan penutup kabel multi-sabuk akan mampu memberikan semua stadion baru desain penutup tembus pandang yang paling sederhana, paling andal dan relatif murah, sekaligus memberikan insolasi arena yang lebih baik daripada semua stadion dalam ruangan yang dibangun hingga saat ini. .

Konstruksi penutup tembus pandang berbasis kabel multi-sabuk bentang panjang saat ini bukanlah tugas yang sulit, karena dalam praktek konstruksi terdapat pengalaman bertahun-tahun dalam penggunaan penutup cable-stayed bentang panjang, yang pada dasarnya menggunakan teknis yang sama. solusi, bahan, produk dan peralatan, dan spesialis teknis yang sama.

Pusat olahraga modern yang besar dan indah, dalam ruangan dan nyaman diperlukan untuk setiap kota berkembang, tidak hanya untuk menyelenggarakan acara dalam kondisi yang layak kompetisi olahraga sepanjang tahun, tetapi juga atas keterlibatan luas penduduk perkotaan dalam olahraga aktif dan kesehatan pribadi mereka. Untuk mencapai hal ini, kompleks olahraga multifungsi tidak hanya mencakup lapangan sepak bola berkualitas tinggi, berbagai pusat kebugaran, kolam renang, dan pusat kebugaran, tetapi juga berbagai pilihan fasilitas untuk kegiatan rekreasi dan pendidikan. berbagai jenis olahraga, dan bagian kompleks olahraga yang bertingkat tinggi, jika diinginkan, dapat menampung pusat hotel dan perkantoran yang dekat dengan profil fasilitas.

Dengan bantuan spesialis terbaik perusahaan konstruksi(misalnya, Perancis " Freyssinet Internasional & Cie" atau Jepang "TOKYO TALI MFG.CO, LTD.", yang merupakan pemimpin dunia dalam desain dan pembuatan struktur cable-stayed), pembangunan objek tembus pandang jangka panjang yang diusulkan dapat dimulai saat ini.

Gambar 20. Struktur pelindung berbentuk kubah dengan lapisan tembus cahaya.

Prospek arsitektur kompleks tembus pandang jangka panjang.

Ruang atrium besar BSZS dapat menggabungkan banyak tugas. Misalnya, atrium dengan volume jutaan meter kubik akan mampu menampung taman air mewah terbesar, stadion olahraga lengkap, dan banyak lagi pada saat yang bersamaan. Namun, tampaknya di masa depan, sebagian besar BSZS akan lebih memilih kesempatan untuk menempatkan taman lanskap yang luas dan nyaman di ruang atrium mereka dengan olahraga dan taman bermain anak-anak, air mancur dan air terjun, kandang dengan hewan eksotis dan kolam yang indah, kolam renang luar ruangan, dan kafe. halaman rumput. Bagaimanapun, setiap taman berbunga yang selalu hijau akan memberikan kesempatan bagi penghuni dan tamu BSZS untuk berkomunikasi setiap hari dengan satwa liar - baik di bulan-bulan musim panas yang terpanas, dan hari-hari hujan yang panjang di musim gugur, dan di bulan-bulan musim dingin yang bersalju.

Para pejuang pelestarian alam harus menyukai kenyataan bahwa selama pembangunan BSZS, proses penetrasi satwa liar ke dalam bangunan besar tembus pandang buatan manusia semakin intensif. Dengan menempati ruang-ruang yang khusus disiapkan untuk itu di BSZS dan membentuk ekosistem berkelanjutan di dalamnya (dengan bantuan aktif manusia), alam akan mampu mengisi objek-objek arsitektur masa depan secara kualitatif, menjadikannya lebih fungsional dan menarik bagi manusia. Pada saat yang sama, di ruang-ruang atrium yang diselenggarakan oleh manusia, BSZS terbaik, mutualisme (hidup bersama yang saling menguntungkan) antara alam dan manusia niscaya akan terjadi.

Gambar 21-22. Atrium hotel Amerika milik Hotel Gaylord yang terkenal.

Hasil positif yang akan diperoleh selama pembangunan BSZS sepenuhnya memenuhi kebutuhan perencanaan kota modern. Ini adalah daya tarik ekonomi dan lingkungan dari struktur tersebut; pengembangan intensif habitat buatan manusia, erat kaitannya dengan lingkungan alam dan penyediaannya Kualitas tinggi kehidupan masyarakat; pembentukan kota ramah lingkungan tipe baru dan perbaikan situasi lingkungan di kota-kota besar yang ada; munculnya arah baru yang populer untuk pengembangan kemajuan teknis dan penghematan sumber daya alam yang signifikan.

Berdasarkan banyak kriteria, BSZS paling sesuai dengan prinsip-prinsip Bangunan Ramah Lingkungan, dan akan berkontribusi tidak hanya pada peningkatan kualitas proyek konstruksi, namun juga pada pelestarian lingkungan.

Pembangunan BSZS akan membantumemutuskan tugas-tugas penting berikut dari “pembangunan berkelanjutan” dan persyaratan standar “hijau” LEED, BREEAM, DGWB:
- pengurangan tingkat konsumsi energi dan sumber daya material bangunan;
- mengurangi dampak buruk terhadap ekosistem alam;
- menjamin terjaminnya tingkat kenyamanan lingkungan manusia;
- penciptaan produk baru yang hemat energi dan hemat energi, lapangan kerja baru di sektor produksi dan pemeliharaan;
- terbentuknya permintaan masyarakat terhadap pengetahuan dan teknologi baru di bidang energi terbarukan.

Atrium dengan struktur tembus pandang pasti akan mengembalikan halaman kita ke relevansi dan relevansi sebelumnya, sebagai ruang publik baru yang menawan dalam banyak hal, bebas dari mobil dan dipenuhi sinar matahari, kesenangan, dan kenyamanan.

Fitur desain BSZS dan penggunaannya yang wajar di masa depan akan memungkinkan untuk mengoptimalkan konstruksi struktur tersebut sedemikian rupa sehingga membangun kompleks bangunan yang ditutupi kubah tembus pandang akan jauh lebih murah daripada membangun kompleks bangunan yang sama. dalam kondisi yang sama, tetapi tanpa kubah pelindung.
Jadi, jelas bahwa biaya lapisan tembus cahaya dan biaya pengoperasian (dengan pergerakan yang benar dan terarah ke arah ini) akan menurun seiring dengan peningkatan volume struktur (bukan pada pengukuran mutlak, tetapi relatif terhadap biaya per 1 meter persegi area yang dapat digunakan). Kesimpulan alami ini dikonfirmasi oleh logika biasa, akal sehat, dan matematika.
Dan pengurangan beberapa kali lipat pada luas struktur penutup BSZS, relatif terhadap jumlah luas struktur penutup bangunan internal, pasti akan menyebabkan penurunan konsumsi energi untuk memanaskan kompleks BSZS dan untuk pendingin udaranya, relatif terhadap volume yang sama dengan bangunan biasa yang tidak dilindungi oleh cangkang tembus pandang.
Pada saat yang sama, semua bangunan internal BSZS akan memiliki penyelesaian yang disederhanakan dinding luar(tanpa pelapis mahal dan kurangnya insulasi), dan bukaan jendela belum tentu dilapisi dengan jendela berlapis ganda, yang pasti akan mempengaruhi biaya pondasi. Sistem pemanas dan pendingin udara utama pada bangunan internal dapat dipindahkan ke ruang atrium, yang akan menjadikan kehidupan internal dan ruang kantor lebih sederhana, lebih efisien, dll.

Tampaknya, kota-kota ramah lingkungan baru di masa depan mungkin sebagian besar terdiri dari BSZS yang terletak berdekatan satu sama lain dan seotonom mungkin. Struktur tembus pandang tersebut akan dibangun di antara satwa liar dan diintegrasikan ke dalam lanskap alam, dan juga akan dihubungkan satu sama lain dan ke kota-kota lain melalui komunikasi transportasi berkecepatan tinggi yang paling modern. Hal ini mungkin tidak hanya akan menyebabkan ditinggalkannya kendaraan pribadi oleh banyak penduduk kota-kota ramah lingkungan di masa depan, karena tidak berguna, namun juga akan menghilangkan secara permanen tempat-tempat di mana arus manusia dan arus mobil berbahaya. memotong.

Namun hasil terpenting dari pembangunan struktur tembus pandang jangka panjang yang ramah lingkungan adalah perluasan dan peningkatan lingkungan yang nyaman bagi manusia, tanpa konsekuensi negatif terhadap alam.

Saint Petersburg
06/09/2013

Catatan :
. Kubah di atas Houston" - http://youtu.be/vJxJWSmRHyE ;
. Tenda terbesar di dunia
- http://yo www.youtube.com/watch utu.be/W3PfL2WY5LM ;
. "Pulau Tropis" - www.youtube.com/watch ;
. Kota Masdar - www.youtube.com/watch;
. Jembatan gantung bentang panjang -
.

Bibliografi :
1. Marcus Vitruvius Pollio, de Architectura - karya Vitruvius di terjemahan Inggris Gwilta (1826);
2. L G. Dmitriev, A. V. Kasilov. "Penutup kabel". Kiev. 1974;
3. Zverev A.N. Struktur atap bentang panjang untuk bangunan umum dan industri. Universitas Teknik Sipil Negeri St. Petersburg - 1998;
4. Kirsanov N.M. Struktur gantung dan cable-stayed. Stroyizdat - 1981;
5. Smirnov V.A. Jembatan gantung bentang besar. Sekolah Tinggi.1970;
6. Paten Eurasia No. 016435 - Struktur pelindung dengan lapisan tembus pandang bentang panjang - 2012;
7.

Gambar 23-28. Atrium jaringan hotel kelas atas Amerika "Gaylord Hotels".

CATATAN KULIAH

Makeevka 2011

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN PENGETAHUAN, PEMUDA DAN OLAHRAGA UKRAINA

AKADEMI KONSTRUKSI DAN ARSITEKTUR NASIONAL DONBASS

Departemen "Ekonomi Perusahaan"

Dikembangkan oleh: Ph.D., Associate Professor. Zakharchenko D.A.

CATATAN KULIAH

dalam kursus "Dasar-dasar industri konstruksi"

untuk mahasiswa spesialisasi 6.030504 “Ekonomi Perusahaan”

Kode No._______

Disetujui pada rapat departemen

"Ekonomi Perusahaan"

PROTOKOL No.__ tanggal _______2011

Makeevka 2011

TOPIK 4. BANGUNAN DAN STRUKTUR BENTUK PANJANG

Struktur bentang panjang termasuk struktur yang memiliki bentang lebih dari 40-80 m. Relatif baru-baru ini, struktur seperti itu dianggap unik dan sangat jarang dibangun; saat ini, perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang pesat, serta kebutuhan yang besar akan struktur tersebut di bidang industri dan rekreasi dan hiburan, telah direncanakan pembangunan intensif struktur serupa di banyak negara.

Yang menarik adalah struktur spasial yang tidak terdiri dari elemen penahan beban terpisah dan independen yang saling mentransfer beban, namun mewakili satu sistem kompleks dari bagian-bagian kerja struktur.

Sifat struktur spasial ini, yang diperkenalkan secara luas ke dalam konstruksi di seluruh dunia, merupakan simbol teknologi konstruksi abad ke-20. Dan meskipun beberapa jenis struktur tata ruang - kubah, salib dan kubah - telah dikenal sejak zaman kuno, mereka tidak memenuhi persyaratan konstruksi modern baik dalam hal penggunaan bahan atau solusi desain, karena meskipun mencakup bentang yang signifikan, namun juga mencakup sangat berat dan masif.

DI DALAM desain tata ruang menarik, dan kemampuannya untuk memenuhi persyaratan fungsional dan estetika arsitektur secara optimal. Skala bentang yang tumpang tindih, kemampuan untuk menerapkan perencanaan yang fleksibel, keragaman bentuk geometris, material, ekspresi arsitektur - ini bukanlah daftar lengkap fitur struktur ini.

Kombinasi fungsional, teknis, dan artistik-estetika memberikan desain tata ruang dengan perspektif yang luas, belum lagi fakta bahwa penggunaannya memungkinkan penghematan yang sangat besar. bahan bangunan- mengurangi konsumsi material bangunan dan struktur sebesar 20-30%.

Struktur bentang panjang planar meliputi balok, rangka, rangka, dan lengkungan. Struktur planar beroperasi secara mandiri di bawah beban, masing-masing pada bidangnya sendiri. Elemen penahan beban struktur planar yang menutupi sebagian area bangunan (pelat, balok, rangka) bekerja secara mandiri dan tidak ikut serta dalam pekerjaan elemen-elemen yang berdekatan. Hal ini menyebabkan kekakuan spasial dan daya dukung elemen planar lebih rendah dibandingkan dengan elemen spasial, serta konsumsi sumber daya yang lebih tinggi, terutama peningkatan konsumsi material.

Beras. 4.1. Solusi desain untuk struktur bentang panjang

A - desain datar; b - struktur spasial; c - struktur gantung; g - struktur pneumatik; 1- peternakan; 2 - bingkai; 3-4 lengkungan artikulasi; 5- cangkang silinder; 6- cangkang dengan kelengkungan ganda; 7- kubah; 8- struktur; 9- struktur penahan kabel; struktur 10 membran; 11- struktur tenda; 12- struktur pendukung pneumatik; 13- struktur rangka pneumatik;

Rangka struktur padat dipasang menggunakan dua jib crane self-propelled. Pertama, rak rangka dengan bagian palang dipasang di atas pondasi, bertumpu pada penyangga sementara, dan kemudian bagian tengah palang dipasang. Bagian-bagian palang disambung pada penyangga sementara dengan cara pengelasan atau pengelasan kuat. Setelah memasang rangka pertama, struktur diperkuat menggunakan kabel pria.

Dalam beberapa kasus, disarankan untuk memasang struktur rangka menggunakan metode geser. Metode ini digunakan jika struktur rangka tidak dapat segera dipasang pada posisi desain (pekerjaan sedang berlangsung di dalam atau struktur telah didirikan yang tidak memungkinkan penempatan crane).

Balok tersebut dirakit di ujung bangunan dalam konduktor khusus yang terdiri dari 2-3 atau 4 rangka. Blok yang dirakit dan diamankan diangkat di sepanjang rel ke posisi desain. Pemasangannya menggunakan dongkrak atau light crane.

Struktur lengkung ada 2 jenis yaitu berupa lengkung 2 berengsel dengan pengencang dan lengkung 3 berengsel. Saat memasang struktur lengkung dengan bagian penahan beban berupa lengkungan berengsel ganda, dilakukan serupa dengan pemasangan struktur rangka menggunakan jib crane self-propelled. Persyaratan utamanya adalah akurasi pemasangan yang tinggi, menjamin keselarasan engsel kelima (penopang) dengan penyangga.

Pemasangan lengkungan berengsel tiga berbeda dalam beberapa fitur terkait dengan keberadaan engsel atas. Yang terakhir ini dirakit menggunakan penyangga pemasangan sementara yang dipasang di tengah bentang. Pemasangannya dilakukan dengan metode pengangkatan vertikal, metode geser atau putar.

Beras. 4.3. Pemasangan bingkai

a - pemasangan seluruhnya dengan dua derek; b - pemasangan rangka di beberapa bagian menggunakan penyangga sementara; c - pemasangan bingkai menggunakan metode rotasi; 1 instalasi derek; perakitan 2 bingkai; bingkai 3 bagian; 4 dukungan sementara; 5 derek; Boom 6 dudukan.

Setiap setengah lengkungan digantung pada pusat gravitasi dan dipasang sedemikian rupa sehingga engsel tumit ditempatkan pada penyangga, dan ujung kedua ditempatkan pada penyangga sementara. Sama halnya dengan setengah lengkungan lainnya. Rotasi pada engsel tumit dicapai dengan menyejajarkan sumbu lubang pengunci engsel atas.

Dalam struktur tata ruang, seluruh elemen saling berhubungan dan ikut serta dalam pekerjaan. Hal ini menyebabkan pengurangan yang signifikan dalam konsumsi logam per satuan luas. Namun, hingga saat ini, sistem tata ruang seperti itu (kubah, cable-stayed, struktural, cangkang) belum dikembangkan karena tingginya kompleksitas pembuatan dan pemasangan.

Beras. 4.4. Memasang Kubah Menggunakan Penopang Pusat Sementara

A - sistem pemotongan kubah; B - pemasangan kubah; 1 dukungan sementara dengan kabel pria; panel 2-radial; 3 cincin pendukung;

Sistem kubah dipasang dari batang individual atau pelat individual. Tergantung pada solusi desain, pemasangan struktur kubah dapat dilakukan dengan menggunakan penyangga stasioner sementara, secara berengsel atau seluruhnya.

Kubah berbentuk bola didirikan dalam tingkatan cincin dengan menggunakan metode gantung. Setiap tingkat tersebut, setelah perakitan lengkap, memiliki stabilitas statistik dan kapasitas menahan beban dan berfungsi sebagai dasar untuk tingkat di atasnya. Kubah prefabrikasi dapat dipasang menggunakan perangkat konduktor dan pengencang sementara - kubah sirkus di Kyiv, atau kubah dirakit seluruhnya di tanah dan kemudian diangkat ke cakrawala desain dengan derek, transportasi pneumatik, atau lift. Metode tumbuh dari bawah digunakan.

Struktur gantung mulai digunakan sejak paruh kedua abad ke-19. Dan salah satu contoh pertama adalah pelapisan paviliun Pameran Nizhny Novgorod Seluruh Rusia, yang selesai pada tahun 1896. insinyur Soviet yang luar biasa Shukhov.

Pengalaman menggunakan sistem seperti itu telah membuktikan kemajuannya, karena memungkinkan penggunaan baja berkekuatan tinggi dan struktur penutup ringan yang terbuat dari plastik dan paduan aluminium secara maksimal, yang memungkinkan pembuatan penutup bentang besar.

Beras. 4.5. Pemasangan struktur gantung

derek 1 menara; 2-melintasi; 3-kabel setengah rangka; drum 4-tengah; dukungan 5 waktu; semi-rangka 6-mount; 7 - cincin pendukung.

Baru-baru ini, struktur rangka gantung telah tersebar luas. Keunikan konstruksi struktur gantung adalah pertama-tama penyangga penahan beban dipasang, di mana kontur penyangga diletakkan, yang menyerap tegangan dari untaian kabel. Setelah ditata seluruhnya, lapisan dibebani dengan beban sementara dengan mempertimbangkan beban desain penuh. Metode prategang ini mencegah munculnya retakan pada cangkang setelah beban penuh selama pengoperasian.

Jenis struktur cable-stayed yang ditangguhkan adalah penutup membran. Penutup membran merupakan suatu sistem gantung berupa struktur lembaran logam tipis yang direntangkan pada kontur penyangga beton bertulang. Salah satu ujung gulungan dipasang pada kontur penyangga, dan gulungan dilepas sepanjang panjangnya menggunakan lintasan khusus oleh derek, ditarik dengan derek dan dipasang pada bagian berlawanan dari kontur penyangga.

Kerugian dari pelapis membran adalah kebutuhan untuk mengelas lembaran tipis sepanjang dan elemen pemasangan bersama-sama dengan tumpang tindih 50 mm. Pada saat yang sama, hampir tidak mungkin untuk mendapatkan lapisan dengan kekuatan yang sama dengan logam dasar dengan pengelasan, sehingga ketebalan lembaran ditingkatkan secara artifisial. Masalah ini sampai batas tertentu diselesaikan dengan sistem pita perekat yang saling terkait yang terbuat dari paduan aluminium.

Cangkang silinder panjang pertama kali digunakan pada tahun 1928. di Kharkov selama pembangunan kantor pos.

Cangkang silinder panjang dipasok dalam keadaan jadi atau diperbesar di lokasi. Berat elemen pemasangan 3x12 sekitar 4 ton. Sebelum diangkat, dua pelat diperbesar dalam mobile jig bersamaan dengan pengencangan menjadi satu elemen. Saat memperbesar, bagian yang tertanam dilas pada sambungannya, pengencangannya dikencangkan dan jahitannya disegel.

Setelah dipasang 8 bagian yang diperbesar membentuk bentang 24 m, disejajarkan sehingga lubang-lubangnya berhimpitan, kemudian semua bagian yang tertanam dan outlet tulangan memanjang dilas, tulangan dikencangkan dan sambungannya dibeton. Setelah beton mengeras, cangkang dibalik dan perancah ditata ulang.

Dalam praktek konstruksi, struktur spasial, melintang, berusuk dan batang biasanya digabungkan dengan nama struktur struktural.

Sistem silang pelapis struktural berbagai bentuk dengan kisi-kisi persegi panjang dan diagonal telah menyebar luas baru-baru ini sejak paruh kedua abad ke-20 di negara-negara seperti Amerika Serikat, Jerman, Kanada, Inggris, dan bekas Uni Soviet.

Untuk beberapa waktu, struktur struktural tidak dikembangkan secara luas karena tingginya intensitas tenaga kerja dalam pembuatan dan kekhasan pemasangan struktur. Peningkatan desain, terutama dengan penggunaan komputer, memungkinkan untuk memastikan transisi ke produksi in-line, mengurangi kompleksitas perhitungan, meningkatkan akurasi dan, oleh karena itu, keandalan.

Gambar 4.6. Menutupi suatu bangunan dari lempengan-lempengan berukuran besar

1 pelat berukuran 3x24m; 2 lampu antipesawat; rangka 3 kasau; 4- kolom.

Sistem palang melintang didasarkan pada bentuk geometris pendukung. Ciri khas jenis yang berbeda struktur struktural - persimpangan spasial batang, yang sangat menentukan kompleksitas pembuatan dan perakitan struktur ini.

Struktur struktural memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan solusi planar tradisional berupa struktur rangka dan balok:

• dapat dilipat dan digunakan berulang kali;
• dapat diproduksi pada jalur produksi otomatis, yang difasilitasi oleh tipifikasi dan penyatuan elemen struktural yang tinggi (seringkali diperlukan satu jenis batang dan satu jenis rakitan);
• perakitan tidak memerlukan kualifikasi tinggi;
• Mereka memiliki kemasan yang kompak dan nyaman untuk transportasi.

Selain kelebihan yang disebutkan, struktur struktural juga memiliki sejumlah kelemahan:

• perakitan skala besar memerlukan penggunaan sejumlah besar tenaga kerja manual;
• terbatasnya daya dukung jenis struktur tertentu;
• kesiapan pabrik yang rendah dari struktur yang diterima untuk pemasangan.

Struktur pneumatik digunakan untuk tempat berlindung sementara atau untuk digunakan untuk beberapa keperluan tambahan, misalnya sebagai struktur pendukung untuk konstruksi cangkang dan struktur spasial lainnya.

Penutup pneumatik dapat terdiri dari 2 jenis - pendukung udara dan pembawa udara. Dalam kasus pertama, sedikit tekanan berlebih pada cangkang lunak struktur memastikan diperolehnya bentuk yang diperlukan. Dan bentuk ini akan dipertahankan selama pasokan udara dan tekanan berlebih yang diperlukan tetap terjaga.

Dalam kasus kedua, struktur penahan beban terbuat dari pipa berisi udara yang terbuat dari bahan elastis, membentuk semacam kerangka struktur. Kadang-kadang disebut struktur pneumatik bertekanan tinggi karena tekanan udara di dalam pipa jauh lebih tinggi dibandingkan di bawah lapisan pendukung udara.

Pembangunan struktur pendukung udara diawali dengan penyiapan lokasi peletakan beton atau aspal. Pondasi dengan alat penahan dan pemadatan dipasang di sepanjang kontur struktur. Di bawah pengaruh tekanan udara, cangkang diluruskan dan mengambil bentuk yang diinginkan.

Struktur rangka pembawa udara atau pneumatik dibuat serupa dengan struktur pendukung udara, dengan satu-satunya perbedaan adalah bahwa udara disuplai dari kompresor melalui pipa karet dan melalui katup khusus dipompa ke saluran tertutup yang disebut rangka struktur. Karena tekanan tinggi di dalam ruang, bingkai mengambil posisi yang dirancang (paling sering dalam bentuk lengkungan) dan mengangkat kain penutup di belakangnya.

Penampilan arsitektur bangunan bentang panjang sangat ditentukan oleh perannya dalam komposisi bagian dari pembangunan perkotaan di sekitarnya, fitur fungsional bangunan dan struktur pelapis terapan.

Fungsi publik bangunan tipe aula memerlukan alokasi ruang kosong yang signifikan di depannya untuk berbagai tujuan: menggerakkan arus penonton dalam jumlah besar sebelum atau sesudah dimulainya pertunjukan (di depan fasilitas hiburan atau demonstrasi olahraga); penempatan bagian terbuka pameran (di depan paviliun pameran): perdagangan musiman (di depan pasar tertutup), dll. Di depan salah satu bangunan ini, area juga dialokasikan untuk parkir mobil individu. Jadi, terlepas dari tujuan bangunan tersebut, penempatannya di dalam bangunan memungkinkan untuk melihat volume struktur secara holistik dari sudut pandang yang jauh. Keadaan ini menentukan persyaratan komposisi umum untuk arsitektur bangunan: integritas dan monumentalitas penampilannya dan skala besar dari pembagian volume utama.

Ciri peran perencanaan kota dari bangunan umum tipe aula sering kali diperhitungkan dalam komposisi penampilannya. Tempat tambahan dan layanan, yang dapat ditempatkan dalam volume terpisah yang melekat pada volume utama (seperti, misalnya, di Istana Olahraga Yubileiny di St. Petersburg), sebagian besar tidak diblokir, tetapi masuk ke dalam volume utama dari bangunan. Untuk tujuan ini, tempat tambahan dan layanan gedung olahraga terletak di lantai bawah atau di ruang di bawah tribun, di gedung pasar tertutup dan paviliun pameran - di lantai dasar dan basement, dll.

Contoh khas penerapan prinsip perencanaan ruang dalam tata letak bangunan adalah objek yang tampaknya berbeda seperti Aula Olimpiade Universal “Persahabatan” di Luzhniki di Moskow dan gedung Pusat Olahraga Prefektur Takamatsu di Niigata (Jepang).

Aula Druzhba memiliki ruang pamer utama berkapasitas 1,5-4 ribu penonton (jika disulap) dengan arena berukuran 42X42 m, dirancang untuk 12 cabang olahraga dengan jarak pandang optimal ke semua pertandingan (jarak maksimal 68 m). Aula ditutupi dengan cangkang bola datar yang ditopang pada 28 penyangga miring yang terbuat dari cangkang lipat monolitik prefabrikasi dengan kelengkungan ganda. Susunan penyangga yang miring memungkinkan untuk meningkatkan dimensi lantai pertama dan dengan demikian menampung empat ruang pelatihan dan empat lapangan olahraga, yang tertulis dalam satu volume simetris terpusat dengan bentuk arsitektur tektonik yang menonjol ( ).

Kedua contoh tersebut menunjukkan pengaruh bentuk struktural perkerasan terhadap bentuk arsitektur. Dan ini bukan suatu kebetulan, karena struktur pelapis membentuk 60 hingga 100% pagar luar bangunan.

Di antara parameter fungsional, pilihan bentuk pelapisan paling dipengaruhi oleh rencana yang diadopsi, kapasitas, sifat penempatan kursi penonton (di gedung olahraga dan hiburan) dan ukuran bentang pelapis ( ). Dalam praktik dunia, sejumlah bentuk denah digunakan untuk pameran, auditorium multifungsi, dan gedung olah raga: persegi panjang, trapesium, oval, lingkaran, poligon.

Namun, bentuk denah aula dan ukuran bentangnya tidak secara unik menentukan bentuk penutupnya. Pilihannya sangat dipengaruhi tidak hanya oleh denahnya, tetapi juga oleh bentuk bangunan yang ditentukan oleh fitur fungsionalnya. Sebagaimana diketahui, pada gedung olah raga demonstrasi, kapasitas dan letak tribun menentukan komposisi bangunan yang asimetris atau simetris terpusat, sehingga pemilihan bentuk penutupnya harus dikoordinasikan. Atap gantung selaras dengan bentuk bangunan yang asimetris, dan atap berkubah maupun atap gantung selaras dengan bentuk sumbusimetris. Untuk bangunan yang denahnya sentris, struktur atap sentris dapat diterapkan ( , ).

Pilihan akhir bentuk pelapisan, selain fungsional, ditentukan oleh persyaratan struktural, teknologi, teknis, ekonomi, arsitektur dan artistik. Menurut yang terakhir, desainnya unik bangunan bentang panjang harus berkontribusi pada penciptaan bentuk arsitektur tektonik, individual, dan berskala besar yang ekspresif. Pengenalan struktur spasial yang ditangguhkan dan struktur cangkang kaku telah memberikan kemungkinan arsitektur yang belum pernah terjadi sebelumnya dan multi-varian. Dengan menggabungkan berbagai jenis, jumlah, dan ukuran cangkang dasar, arsitek, dengan bantuan seorang desainer, dapat mencapai pembagian bentuk skala besar yang diperlukan dan mengindividualisasikan penampilannya, dan menempatkan bukaan lampu di atas pada penutup dalam sebuah cara asli.

Jadi, misalnya, hanya untuk menutupi ruangan yang berbentuk segitiga, cangkang datar pada kontur cembung, gabungan penutup dari empat cangkang segitiga dengan kelengkungan positif, tiga negatif dan satu kelengkungan positif, dll. digunakan. desain dan ekspresif dalam bentuk arsitektural adalah penutup gedung pameran berbentuk segitiga di Paris dengan gabungan cangkang berupa kubah yang dihubungkan dari tiga nampan dengan bentang 206 m. Nampan tersebut terdiri dari dua cangkang bergelombang, diikat setiap tiga gelombang dengan diafragma kekakuan. Penggunaan bentuk bergelombang memungkinkan untuk memecahkan tidak hanya masalah konstruktif murni (untuk mencapai stabilitas cangkang tipis), tetapi juga memastikan skala komposisinya. bangunan unik, dan sistem kubah tertutup, tradisional untuk arsitektur batu, menerima interpretasi tektonik yang individual dan sangat modern. Yang sama individual dan modernnya adalah interpretasi komposisi dari kubah silang beton bertulang yang menutupi di atas denah persegi gedung arena skating Olimpiade dalam ruangan di Grenoble.

Namun secara alami, karakter paling modern dari arsitektur penutup bentang panjang dengan cangkang kaku beton bertulang diberikan oleh kombinasi bentuk geometris yang melekat dalam bentuk kubah dan kubah bergelombang, pecahan cangkang dasar atau gabungan dengan permukaan kelengkungan negatif. , atau kombinasi cangkang dengan bentuk geometris yang berubah-ubah.

Kemampuan arsitektur dan komposisi sistem pelapis gantung berhubungan langsung dengannya bentuk struktural, kemungkinan individualisasi dan identifikasi tektoniknya dalam bentuk volumetrik bangunan. Dalam hal ini, potensi terbesar dimiliki oleh penutup jenis tenda gantung, penutup pada kontur spasial, serta berbagai pilihan sistem gantung gabungan. Keragaman ekstrim tampilan luar bangunan, yang dicapai melalui penggunaan penutup gantung pada kontur spasial tertutup, dapat dilihat dengan membandingkan tempat Olimpiade di Moskow seperti jalur bersepeda dalam ruangan dan gedung olahraga di Izmailovo. Sayangnya, penggunaan sejumlah struktur gantung yang paling efisien secara teknis, misalnya, sistem sabuk tunggal atau ganda dengan kontur penyangga annular horizontal pada bangunan bulat atau elips, memberikan sedikit kontribusi terhadap individualitas tampilan luar bangunan. Struktur penahan beban dengan sedikit kemiringan tidak terlihat pada bentuk luar bangunan, dan pada bagian dalam biasanya disembunyikan oleh plafon gantung atau instalasi penerangan. Bangunan dengan pelapis jenis ini biasanya mempunyai komposisi berupa peripter bulat yang entablaturnya berupa cincin kontur penyangga, dan kolom-kolomnya merupakan tiang penyangga (Yubileiny Sports Palace dan Olympic Hall di St. Petersburg , Istana Olahraga Olimpiade di Mira Avenue di Moskow, dll. .).

Seiring dengan struktur penutup yang menahan beban, dinding eksternal, biasanya tidak menahan beban, memainkan peran penting dalam komposisi bangunan umum dalam ruangan. Ekspresi kiasan dari fungsi non-penahan bebannya dapat berupa penerapannya dengan sedikit penyimpangan dari vertikal, sehingga memberikan siluet khas pada bangunan (meruncing atau melebar ke bawah).

Sebagian besar permukaan dinding luar bangunan aula ditempati oleh struktur kaca berwarna tembus pandang. Sifat komposisi dan pembagiannya diperkaya ketika dua atau tiga bahan tembus cahaya digabungkan dalam desain, misalnya profil dan kaca lembaran.