Sivil ve endüstriyel binalar için uzun açıklıklı çatı yapıları. Büyük açıklıklı binalar Kitaplarda "Uzun açıklıklı binalar"

Düzlemsel yapılar

A

DERS 7. ENDÜSTRİYEL BİNALARIN YAPISAL SİSTEMLERİ VE YAPISAL ELEMANLARI

Endüstriyel binaların çerçeveleri

Tek katlı binaların çelik çerçevesi

Tek katlı binaların çelik çerçevesi, betonarme ile aynı elemanlardan oluşur (Şek.)

Pirinç. çelik çerçeve bina

Çelik kolonlarda iki ana parça ayırt edilir: çubuk (dal) ve taban (ayakkabı) (Şek. 73).

Pirinç. 73. Çelik sütunlar.

A- konsollu sabit bölüm; B- ayrı tip.

1 - sütunun vinç kısmı; 2 - üst sütun, 3 - üst sütunun ek yüksekliği; 4 - çadır dalı; 5 - vinç dalı; 6 - ayakkabı; 7 - vinç kirişi; 8 - vinç rayı; 9 - çiftliği örtün.

Ayakkabılar yükü kolondan temele aktarmaya yarar. Korozyonu önlemek amacıyla kolonların zemine temas eden pabuçları ve alt kısımları betonlanır. Aşırı sütunların temelleri arasındaki duvarları desteklemek için prefabrik betonarme temel kirişleri monte edilmiştir.

Çelik vinç kirişleri sağlam ve kafeslidir. En yaygın olarak kullanılanlar, I kesitli masif vinç kirişleridir: asimetrik, 6 metrelik sütun aralığıyla kullanılır veya simetrik, 12 metrelik aralıklarla kullanılır.

Ana yük taşıyan yapılar binalardaki kaplamalar Çelik çerçeveöyle çatı makasları(Şek. 74).

Pirinç. 74. Çelik kafes kirişler:

A- paralel kayışlarla; B- Aynı; V- üçgensel; G– çokgen;

e – çokgen bir kafesin yapısı.

Ana hatlarıyla paralel kayışlarla, üçgen, çokgen olabilirler.

Paralel bantlı çiftlikler, düz çatılı binalarda ve kirişlerde kullanılmaktadır.

Üçgen kafes kirişler, örneğin asbestli çimento levhalardan büyük eğimler gerektiren çatılı binalarda kullanılır.

Çelik çerçevenin sağlamlığı ve rüzgar yüklerinin ve vinçlerden gelen atalet etkilerinin algılanması bağlantı cihazı tarafından sağlanmaktadır. Dikey bağlantılar, uzunlamasına sıralardaki sütunlar arasına yerleştirilir - çapraz veya portal. Yatay enine destekler, üst ve alt akorların düzlemlerine ve dikey olanlar - destek direklerinin eksenleri boyunca ve açıklığın ortasındaki bir veya daha fazla düzleme yerleştirilir.

genleşme derzleri

Çerçeve binalarda, genleşme derzleri bina çerçevesinin ayrı bölümlerine ve buna dayalı tüm yapılara bölünmüştür. Enine ve boyuna dikişler vardır.

Enine genleşme derzleri, bir dikişle kesilmiş binanın bitişik bölümlerinin yapılarını destekleyen ikiz sütunlar üzerinde düzenlenmiştir. Dikiş aynı zamanda tortul ise, eşleştirilmiş sütunların temellerinde de düzenlenir.

Tek katlı binalarda enine genleşme derzinin ekseni, sıranın enine merkez ekseni ile birleştirilir. Çok katlı binaların tavanlarındaki genleşme derzleri de çözülmektedir.

Betonarme çerçeveli binalardaki boyuna genleşme derzleri, iki uzunlamasına sütun sırası üzerinde ve çelik çerçeveli binalarda bir sıra sütun üzerinde çözülür.

Endüstriyel binaların duvarları

Çerçevesiz ve tamamlanmamış çerçeveli binalarda dış duvarlar taşıyıcı olup tuğla, büyük blok veya diğer taşlardan yapılmıştır. Tam çerçeveli binalarda, duvarlar aynı malzemelerden yapılmış olup, temel kirişleri veya panel boyunca kendinden destekli veya kendinden destekli veya menteşelidir. Dış duvarlar kolonların dış tarafında yer almaktadır. iç duvarlar binalar temel kirişlerine veya şerit temellere dayanmaktadır.

Duvarların önemli bir uzunluğu ve yüksekliği olan çerçeve yapılarında, ana çerçevenin elemanları arasında stabiliteyi sağlamak için, bazen yardımcı bir çerçeve oluşturan enine çubuklar olmak üzere ek raflar eklenir. fachwerk.

Kaplamalardan dış drenaj ile endüstriyel binaların boylamasına duvarları kornişlerle, uç duvarları ise parapet duvarlarıyla yapılır. İç drenaj ile binanın tüm çevresine parapetler dikilir.

Büyük panel duvarlar

Betonarme nervürlü paneller ısıtılmayan binalar ve yüksek üretim ısı emisyonuna sahip binalar için tasarlanmıştır. Duvar kalınlığı 30 mm.

Isıtmalı binalar için paneller yalıtımlı betonarme veya hafif hücresel beton kullanılır. Betonarme yalıtımlı panellerin kalınlığı 280 ve 300 milimetredir.

Paneller sıradan (boş duvarlar için), atlama panelleri (pencere açıklıklarının üstüne ve altına montaj için) ve korkuluklara ayrılmıştır.

Şek. Şekil 79, şerit camlı bir çerçeve panel binasının duvarının bir parçasını göstermektedir.

Pirinç. 79. Büyük panellerden yapılmış bir duvar parçası

Panel binalarda pencere açıklıklarının doldurulması esas olarak şerit cam şeklinde yapılmaktadır. Açıklıkların yüksekliği 1,2 metrenin katları olarak alınır, genişlik ise duvar kolonlarının aralığına eşittir.

Daha küçük genişlikteki ayrı pencere açıklıkları için standart bağlama ölçülerine uygun olarak 0,75, 1,5, 3,0 metre ölçülerinde duvar panelleri kullanılmaktadır.

Pencereler, kapılar, kapılar, ışıklar

Fenerler

Pencerelerden uzak işyerlerine aydınlatma sağlamak ve endüstriyel binalardaki binaların havalandırılması (havalandırılması) için fenerler düzenlenmiştir.

Fenerler hafif, havalandırmalı ve karışık tiptedir:

Sadece odaların aydınlatılmasına hizmet eden, kör camlı kapaklarla aydınlatılan;

Binaların aydınlatılması ve havalandırılması için kullanılan camlı kapıların açılmasıyla ışık havalandırması;

Camsız havalandırma, yalnızca havalandırma amacıyla kullanılır.

Fenerler dikey, eğimli veya yatay camlı çeşitli profillerde olabilir.

Profile göre fenerler dikey camlı dikdörtgen, eğimli camlı trapez ve üçgen, tek taraflı dikey camlı pürüzlüdür. Endüstriyel inşaatlarda genellikle dikdörtgen fenerler kullanılır. (Şek. 83).

Pirinç. 83. Işık ve ışık havalandırma lambalarının temel şemaları:

A- dikdörtgen; B- yamuk; V- dişli; G- üçgensel.

Binanın eksenine göre konumuna göre boyuna ve enine fenerler bulunmaktadır. En yaygın kullanılan uzunlamasına ışıklar.

Fenerlerden su drenajı harici ve dahili olabilir. Dış mekan 6 metre genişliğindeki fenerlerle veya binada iç drenaj sisteminin bulunmadığı durumlarda kullanılır.

Fenerlerin tasarımı bir çerçevedir ve kirişlerin veya çatı kirişlerinin üst kirişlerine dayanan bir dizi enine çerçeveden ve bir uzunlamasına destek sisteminden oluşur. Fenerlerin yapısal şemaları ve parametreleri birleştirilmiştir. 12, 15 ve 18 metre açıklıklar için 6 metre genişliğinde, 24, 30 ve 36 metre açıklıklar için 12 metre genişliğinde fenerler kullanılır. Fenerin çitleri bir kapak, yan ve uç duvarlardan oluşur.

Fener kapakları 6000 milimetre uzunluğunda, 1250, 1500 ve 1750 milimetre yüksekliğinde çelikten imal edilmektedir. Bağlamalar güçlendirilmiş veya pencere camı ile sırlanmıştır.

Havalandırmaya doğal, kontrollü ve düzenlenmiş hava değişimi denir.

Havalandırma eylemi aşağıdakilere dayanmaktadır:

İç ve dış hava arasındaki sıcaklık farkından kaynaklanan termal durgunlukta;

Yükseklik farkında (egzoz ve besleme açıklıklarının merkezleri arasındaki fark);

Binayı esen rüzgarın etkisiyle rüzgar altı tarafında hava seyrelmesi meydana gelir (Şek. 84).

Pirinç. 84. Binaların havalandırma şemaları:

A- rüzgar yokluğunda havalandırmanın etkisi; B- rüzgarın hareketi için de aynı şey geçerlidir.

Hafif havalandırmalı fenerlerin dezavantajı, kirli havanın rüzgar tarafından çalışma alanına geri üflenmesi nedeniyle bağlamaların rüzgar tarafından kapatılması gerekliliğidir.

Kapılar ve kapılar

Endüstriyel binaların kapıları panel kapılardan tasarım açısından farklı değildir sivil binalar.

Kapılar binanın içine girmek için tasarlanmıştır Araç ve geniş insan kitlelerinin geçişi.

Kapının boyutları taşınan ekipmanın boyutlarına göre belirlenir. Yüklü durumdaki demiryolu taşıtlarının boyutlarını genişlikte 0,5-1,0 metre ve yükseklikte - 0,2-0,5 metre aşmalıdırlar.

Kapılar açılma şekline göre salıncaklı, sürgülü, kaldırmalı, perdeli vb. şekillerde yapılır.

Çarpma kapılar, kapı çerçevesindeki menteşeler vasıtasıyla asılan iki panelden oluşur (Şek. 81). Çerçeve ahşap, çelik veya betonarme olabilir.

Pirinç. 81. Salıncak kapıları:

1 - açıklığı çerçeveleyen betonarme çerçevenin rafları; 2 - çapraz çubuk.

Tuvalleri sürmek için yer olmadığında kapılar kayar hale getirilir. Sürgülü kapılar tek ve çifttir. Kanvasları, döner kapılara benzer bir yapıya sahiptir, ancak üst kısımda, kapıyı açıp kapatırken betonarme bir çerçevenin enine çubuğuna tutturulmuş bir ray boyunca hareket eden çelik makaralarla donatılmıştır.

Kaldırma kapılarının örtüleri tamamen metaldir, kablolara asılır ve dikey kılavuzlar boyunca hareket eder.

Perde kapılarının paneli, kaldırıldığında açıklığın üst kısmının üzerine yatay olarak yerleştirilmiş dönen bir tambur üzerine sarılan çelik bir perde oluşturan yatay elemanlardan oluşur.

Kaplamalar

Tek katlı endüstriyel binalarda, çatı ve çitin ana taşıyıcı elemanlarından oluşan çatılar çatı katı olmadan yapılır.

Isıtılmamış binalarda ve endüstriyel ısı emisyonlarının aşırı olduğu binalarda, kaplamaların kapalı yapıları yalıtılmamış, ısıtılmış binalarda yalıtımlı hale getirilmiştir.

Soğuk kapağın tasarımı bir taban (döşeme) ve bir çatıdan oluşur. Yalıtımlı kaplama buhar bariyeri ve yalıtım içerir.

Döşeme elemanları küçük boyutlu (1,5 - 3,0 metre uzunluğunda) ve büyük boyutlu (6 ve 12 metre uzunluğunda) olarak ayrılmıştır.

Küçük boyutlu elemanlardan yapılmış çitlerde, bina boyunca kirişler veya çatı makasları boyunca yer alan rayların kullanılması gerekli hale gelir.

Büyük ebatlı döşemeler ana taşıyıcı elemanlar boyunca döşenir ve bu durumda kaplamalara akmaz denir.

zemin kaplaması

Koşmak yok betonarme güverteler, 1,5 ve 3,0 metre genişliğinde ve kiriş veya kafes kirişlerin aralığına eşit uzunlukta betonarme öngerilmeli nervürlü levhalardan yapılmıştır.

Yalıtımsız kaplamalarda, levhaların üzerine, üzerine haddelenmiş bir çatının yapıştırıldığı bir çimento şapı yerleştirilir.

Yalıtımlı kaplamalarda izolasyon olarak düşük ısı ileten malzemeler kullanılır ve ilave buhar bariyeri düzenlenir. Buhar bariyeri özellikle yüksek nemli odalar üzerindeki kaplamalarda gereklidir.

Küçük boyutlu döşemeler betonarme, betonarme veya güçlendirilmiş hafif ve hücresel beton olabilir.

Haddelenmiş çatılar ruberoidden yapılmıştır. Haddelenmiş çatıların üst katmanında, bitümlü mastik içine gömülmüş koruyucu bir çakıl tabakası düzenlenmiştir.

Döşemeler de kullanılıyor yapraklı malzemeler.

Bu döşemelerden biri kirişler üzerine (6 metrelik kafes kiriş adımlarında) veya kafes kirişler (12 metrelik basamaklarda) üzerine döşenen galvanizli çelik profilli döşemedir.

Eğimli soğuk kaplamalar genellikle 8 milimetre kalınlığında güçlendirilmiş profilli asbestli çimento oluklu levhalardan yapılır.

Ayrıca oluklu cam elyafı levhalar ve diğer sentetik malzemeler kullanılmaktadır.

Kaplamalardan drenaj

Drenaj binanın ömrünü uzatır, onu erken yaşlanmaya ve tahribata karşı korur.

Endüstriyel binaların kaplamalarından drenaj harici ve dahili olabilir.

Tek katlı binalarda, dış drenaj düzensiz olarak ve çok katlı binalarda drenaj boruları kullanılarak düzenlenir.

Dahili drenaj sistemi, su giriş hunilerinden ve binanın içinde bulunan ve suyu yağmur kanalizasyonlarına boşaltan bir boru ağından oluşur (Şek. 82).

Pirinç. 82. İç drenaj:

A- su giriş hunisi; B- dökme demir palet;

1 – huni gövdesi; 2 - kapak; 3 - branşman borusu; 4 - boru yakası; 5 - dökme demir palet; 6 - branşman borusu için delik; 7 - bitüm ile emprenye edilmiş çuval bezi; 8 - rulo çatı; 9 - erimiş bitümle doldurma; 10 - betonarme döşeme levhası.

İç drenaj düzenlemesi:

Çok eğimli çatılara sahip çok açıklıklı binalarda;

Yüksekliği büyük olan veya bireysel açıklıkların yükseklikleri arasında önemli farklılıklar olan binalarda;

Büyük üretim ısı emisyonlarına sahip binalarda zemindeki karların erimesine neden olur.

zeminler

Endüstriyel binalardaki zeminler, üzerlerindeki üretim etkilerinin niteliği ve bunlara uygulanan operasyonel gereklilikler dikkate alınarak seçilir.

Bu gereksinimler şunlar olabilir: ısı direnci, kimyasal direnç, su ve gaz geçirimsizliği, dielektriklik, kıvılcım çıkarmayan darbe, artan mekanik mukavemet ve diğerleri.

Gerekli tüm gereksinimleri karşılayan zeminleri bulmak bazen imkansızdır. Bu gibi durumlarda aynı oda içerisinde farklı tipteki zeminlerin kullanılması gerekmektedir.

Zemin yapısı bir kaplamadan (giysiler) ve altta yatan bir katmandan (hazırlık) oluşur. Ayrıca zemin yapısında çeşitli amaçlara yönelik katmanlar da bulunabilmektedir. Alttaki katman, kaplama aracılığıyla zeminlere iletilen yükü algılar ve tabana dağıtır.

Alttaki katmanlar sert (beton, betonarme, asfalt betonu) ve sert değildir (kum, çakıl, kırma taş).

Katlar arası tavanlara zemin döşerken, zemin döşemeleri taban görevi görür ve alttaki katman ya tamamen yoktur ya da rolü ısı ve ses yalıtım katmanları tarafından oynanır.

Zemin katlar Düşen ağır nesnelerden veya sıcak parçalarla temastan kaynaklanan darbelere maruz kalabilecekleri depolarda ve sıcak atölyelerde kullanılır.

taş zeminlerÖnemli şok yüklerinin mümkün olduğu depolarda veya paletli araçların çalıştığı alanlarda kullanılırlar. Bu zeminler sağlamdır ancak soğuk ve serttir. Bu tür zeminler genellikle kaldırım taşlarıyla kaplıdır (Şek. 85).

Pirinç. 85. Taş zeminler:

A- parke taşı; B- büyük kaldırım taşlarından; V- küçük kaldırım taşlarından;

1 - parke taşı; 2 - kum; 3 - kaldırım taşları; 4 - bitümlü mastik; 5 - beton.

Beton ve çimento zeminler zeminin sürekli neme veya mineral yağların etkisine maruz kalabileceği odalarda kullanılır (Şek. 86).

Pirinç. 86. Beton ve çimento zeminler:

1 - beton veya çimento kıyafetleri; 2 - beton alt tabaka.

Asfalt ve asfalt beton zeminler yeterli mukavemete, suya karşı dayanıklılığa, suya karşı dayanıklılığa, esnekliğe sahiptirler ve kolayca onarılırlar (Şek. 87). Asfalt zeminlerin dezavantajları arasında artan sıcaklıkla yumuşamaları ve bunun sonucunda sıcak atölyelerde memnun kalmamaları yer almaktadır. Uzun süreli konsantre yüklerin etkisi altında içlerinde oyuklar oluşur.

Pirinç. 87. Asfalt ve asfalt beton zeminler:

1 - asfalt veya asfalt betonu kıyafetleri; 2 - beton alt tabaka.

İLE seramik zeminler klinker, tuğla ve fayans zeminleri içerir (Şek. 88). Bu tür zeminler harekete karşı oldukça dayanıklıdır. Yüksek sıcaklık Asitlere, alkalilere ve mineral yağlara karşı dayanıklıdır. Şok yüklerin olmadığı durumlarda yüksek temizlik gerektiren odalarda kullanılırlar.

Pirinç. 88. Seramik karo zeminler:

1 – seramik karo; 2 - çimento harcı; 3 - beton.

metal zeminler sadece sıcak nesnelerin zemine temas ettiği ve aynı zamanda düz, sert bir yüzeye ihtiyaç duyulan belirli alanlarda ve şiddetli şok yüklerinin olduğu atölyelerde kullanılırlar (Şek. 89).

Pirinç. 89. Metal zeminler:

1 - dökme demir fayanslar; 2 - kum; 3 - toprak tabanı.

Zeminler endüstriyel binalarda da kullanılabilir tahta kaldırımlar ve itibaren sentetik materyaller. Bu tür zeminler laboratuvarlarda, mühendislik binalarında, idari binalarda kullanılmaktadır.

Altta sert bir katman bulunan zeminlerde, çatlamayı önleyecek şekilde genleşme derzleri düzenlenir. Binanın genleşme derzleri boyunca ve farklı tipteki zeminlerin birleştiği yerlere yerleştirilirler.

Zeminlerde mühendislik iletişiminin döşenmesi için kanallar düzenlenmiştir.

Döşemelerin duvarlara, kolonlara ve makine temellerine birleştirilmesi serbest yerleşimi sağlayacak şekilde boşluklarla yapılır.

Islak hacimlerde sıvıların drenajı için zeminlere merdiven adı verilen dökme demir veya beton su girişlerine doğru eğimlerle kabartma verilmektedir. Kanalizasyonlar kanalizasyona bağlıdır. Duvarlar ve sütunlar boyunca süpürgeliklerin ve filetoların yerleştirilmesi gerekmektedir.

merdiven

Endüstriyel binaların merdivenleri aşağıdaki tiplere ayrılır:

- temel,çok katlı binalarda katlar arasında kalıcı iletişim ve tahliye amacıyla kullanılır;

- resmi,çalışma platformlarına ve asma katlara giden yol;

- yangınla mücadele açık havada 10 metreden fazla bina yüksekliğinde zorunludur ve itfaiye ekiplerinin çatıya tırmanması için tasarlanmıştır (Şekil 90).

Pirinç. 90. Yangın merdiveni

- acil durum açık Ana merdiven sayısı yetersiz olan kişilerin tahliyesi için düzenlenmiş (Şek. 91);

Pirinç. 91. Acil durum merdiveni

Yangın bariyerleri

Binaların ve tesislerin patlama ve yangın tehlikesine göre sınıflandırılması gerekliliği belirlemek için kullanılır yangın Güvenliği Yangın olasılığını önlemeyi ve yangın durumunda insanlara ve mallara yangından koruma sağlamayı amaçlamaktadır. Patlama ve yangın tehlikesine göre tesisler A, B, C1-C4, D ve D kategorilerine, binalar ise A, B, C, D ve D kategorilerine ayrılmıştır.

Bina ve bina kategorileri, tesislerdeki yanıcı madde ve malzemelerin türüne, bunların miktarına ve yangın tehlikesi özelliklerine, ayrıca tesisin alan planlama kararlarına ve gerçekleştirilen teknolojik süreçlerin özelliklerine göre belirlenir. onların içinde.

Yangın durumunda yangının bina geneline yayılmasını önlemek amacıyla yangın bariyerleri kurulur. Yangına dayanıklı tavanlar çok katlı binalarda yatay bariyer görevi görür. Yangın duvarları (güvenlik duvarları) dikey bariyerlerdir.

Güvenlik duvarı Yangının bir oda veya binadan bitişik oda veya binaya yayılmasını önlemek için tasarlanmıştır. Güvenlik duvarları yanmaz malzemelerden (taş, beton veya betonarme) yapılır ve en az dört saatlik yangına dayanıklılığa sahip olmalıdır. Güvenlik duvarları temeller üzerine inşa edilmelidir. Güvenlik duvarları, yanıcı ve yanmaz kaplamaları, tavanları, fenerleri ve diğer yapıları ayırarak binanın tüm yüksekliğine kadar yapılır ve yanıcı çatıların üzerinde en az 60 santimetre, yanmaz çatıların üzerinde ise 30 santimetre kadar yükselmelidir. Güvenlik duvarlarındaki kapılar, büyük kapılar, pencereler, rögar kapakları ve açıklıkların diğer dolguları en az 1,5 saat yangına dayanıklı olmalı ve yangına dayanıklı olmalıdır. Güvenlik duvarları, yangın sırasında tavanların, kaplamaların ve diğer yapıların tek taraflı çökmesi durumunda stabilite sağlayacak şekilde hesaplanır (Şekil 92).

Pirinç. 92. Güvenlik duvarları:

A- yanmaz dış duvarları olan bir binada; B- yanıcı veya yavaş yanan dış duvarları olan bir binada; 1 - güvenlik duvarı tarağı; 2 - son güvenlik duvarı.

Kontrol soruları

1. Endüstriyel binaların tasarım şemalarını adlandırın.

2. Endüstriyel binalar için ana çerçeve türlerini adlandırın.

3. Endüstriyel bina duvar çeşitleri nelerdir?

DERS 8. TARIMSAL BİNA VE YAPILARIN YAPISAL SİSTEMLERİ VE YAPISAL ELEMANLARI

Seralar ve seralar

Sera ve seralar, gerekli iklim ve toprak koşullarının yapay olarak yaratıldığı, büyümenizi sağlayan camlı yapılardır. erken sebzeler, fideler ve çiçekler.

Sera binaları esas olarak gömülü parçaların kaynaklanmasıyla birbirine sabitlenen prefabrik betonarme camlı panellerden inşa edilir.

Seranın tasarımı, seranın uzunluğu boyunca zemine monte edilen prefabrik betonarme çerçevelerden ve çerçeve konsolları üzerine döşenen prefabrik betonarme küreklerden (seranın boyuna yatağı) oluşur. Çıkarılabilir camlı sera çerçeveleri ahşaptan yapılmıştır (Şek. 94).

Pirinç. 94. Prekast beton elemanlardan yapılmış sera:

1 - betonarme çerçeveler; 2 - kuzey betonarme paruben; 3 - aynı, güney;

4 - kum; 5 - besleyici toprak katmanı; 6 - bir kum tabakasındaki boruların ısıtılması;

7 - sırlı ahşap çerçeve.

KULLANILAN LİTERATÜR LİSTESİ

1. Maklakova T.G., Nanasova S.M. Sivil bina inşaatları: Ders kitabı. – M.: DIA Yayınevi, 2010. – 296 s.

2. Budasov B.V., Georgievsky O.V., Kaminsky V.P. İnşaat çizimi. Proc. üniversiteler için / Genel kapsamında. ed. O. V. Georgievsky. – M.: Stroyizdat, 2002. – 456 s.

3. Lomakin V. A. İnşaat işinin temelleri. - M.: Yüksekokul, 1976. - 285 s.

4. Krasensky V.E., Fedorovsky L.E. Sivil, endüstriyel ve tarımsal binalar. - M.: Stroyizdat, 1972, - 367 s.

5. Koroev Yu.Iİnşaatçılar için çizim: Proc. prof. Proc. kuruluşlar. - 6. baskı, Sr. - M.: Daha yüksek. okul, ed. Merkez "Akademi", 2000 - 256 s.

6. Chicherin I. I. Genel inşaat işi: başlangıç ​​için bir ders kitabı. prof. Eğitim. - 6. baskı, Sr. - M .: Yayın Merkezi "Akademi", 2008. - 416 s.

DERS 6. UZAYLI KAPLAMALI GENİŞ AÇIKLI BİNA YAPILARI

Bağlı olarak yapıcı şema ve statik çalışma, kaplamaların destekleyici yapıları düzlemsel (aynı düzlemde çalışan) ve uzamsal olarak ayrılabilir.

Düzlemsel yapılar

Bu yük taşıyan yapı grubu kirişleri, makasları, çerçeveleri ve kemerleri içerir. Prefabrik ve monolitik betonarme ile metal veya ahşaptan yapılabilirler.

Kirişler ve kafes kirişler, sütunlarla birlikte, aralarındaki uzunlamasına bağlantı çatı plakaları ve rüzgar bağları tarafından gerçekleştirilen enine çerçevelerden oluşan bir sistem oluşturur.

Prefabrik çerçevelerin yanı sıra, benzersiz nitelikteki birçok binada, artan yüklere ve geniş açıklıklara sahip monolitik betonarme veya metal çerçeveler kullanılmaktadır (Şekil 48).

Pirinç. 48. Geniş açıklıklı yapılar:

A- betonarme monolitik çift menteşeli çerçeve.

40 metrenin üzerindeki açıklıkları kapatmak için kemerli yapıların kullanılması tavsiye edilir. Kemerler yapısal olarak iki menteşeli (desteklerde menteşeli), üç menteşeli (desteklerde menteşeli ve açıklığın ortasında) ve menteşesiz olarak ayrılabilir.

Kemer esas olarak sıkıştırmayla çalışır ve yalnızca dikey yükü değil aynı zamanda yatay basıncı (itme) desteklere aktarır.

Kirişler, makaslar ve çerçevelerle karşılaştırıldığında kemerler daha hafiftir ve malzeme tüketimi açısından daha ekonomiktir. Kemerler yapılarda tonoz ve kabuklarla birlikte kullanılır.

Geniş açıklıklı yapılar dünya mimarisinde önemli bir rol oynamaktadır. Ve bu özel mimari tasarım yönünün gerçekte ortaya çıktığı eski zamanlarda ortaya konmuştu.

Geniş çaplı projelerin fikri ve uygulanması, yalnızca inşaatçının ve mimarın değil, bir bütün olarak tüm insanlığın ana arzusu olan alanı fethetme arzusuyla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Bu nedenle MS 125'ten itibaren. e., tarihte bilinen ilk geniş açıklıklı yapı olan Roma Pantheon'u ortaya çıktığında (taban çapı - 43 m) ve modern mimarların yaratımlarıyla sona eren geniş açıklıklı yapılar özellikle popülerdir.

Büyük açıklıklı yapıların tarihi

Yukarıda da bahsettiğimiz gibi ilki MS 125 yılında Roma'da inşa edilen Pantheon'du. e. Daha sonra geniş açıklıklı kubbeli unsurlara sahip diğer görkemli binalar ortaya çıktı. Çarpıcı bir örnek, MS 537'de Konstantinopolis'te inşa edilen Ayasofya'dır. e. Kubbenin çapı 32 metredir ve tüm yapıya sadece heybet değil, aynı zamanda bugüne kadar hem turistlerin hem de mimarların hayranlık duyduğu muhteşem güzelliği de vermektedir.

O ve daha sonraki zamanlarda taştan hafif yapılar inşa etmek imkansızdı. Bu nedenle kubbeli yapılar büyük bir kütleye sahipti ve inşaatları yüz yıla kadar veya daha fazla ciddi zaman maliyeti gerektiriyordu.

Daha sonra geniş açıklıklı tavanların düzenlenmesi için ahşap yapılar kullanılmaya başlandı. Burada parlak örnek ev mimarisinin bir başarısıdır - Moskova'daki eski Manege 1812'de inşa edilmiştir ve tasarımında 30 m uzunluğunda ahşap açıklıklara sahiptir.

XVIII-XIX yüzyıllar, yeni ve daha fazlasını veren demir metalurjisinin gelişimi ile karakterize edilir. dayanıklı malzemeler inşaat için - çelik ve dökme demir. Bu, 19. yüzyılın ikinci yarısında uzun açıklıklılığın ortaya çıkışına işaret ediyordu. Çelik Yapılar kim aldı harika uygulama Rus ve dünya mimarisinde.

Mimarların yeteneklerini önemli ölçüde artıran bir sonraki yapı malzemesi betonarme yapılardı. Betonarme yapıların ortaya çıkışı ve iyileştirilmesi sayesinde 20. yüzyılın dünya mimarisi ince duvarlı mekansal yapılarla dolduruldu. Buna paralel olarak yirminci yüzyılın ikinci yarısında askılı kapaklar, çubuk ve pnömatik sistemler yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

20. yüzyılın ikinci yarısında ortaya çıktı yapıştırılmış ahşap. Bu teknolojinin geliştirilmesi, ahşap geniş açıklıklı yapıları "hayata döndürmeyi", özel hafiflik ve ağırlıksızlık göstergelerine ulaşmayı, güç ve güvenilirlikten ödün vermeden alanı fethetmeyi mümkün kıldı.

Modern dünyada geniş açıklıklı yapılar

Tarihin gösterdiği gibi, geniş açıklıklı yapısal sistemlerin geliştirilmesinin mantığı, yapının mimari değerinin yanı sıra inşaatın kalitesini ve güvenilirliğini de artırmayı amaçlıyordu. Bu tip bir yapının kullanılması, malzemenin yük taşıma özelliklerinin tüm potansiyelinin mümkün olan en geniş ölçüde kullanılmasını mümkün kıldı ve böylece hafif, güvenilir ve ekonomik tavanlar yaratıldı. Bütün bunlar modern bir mimar için özellikle önemlidir; modern inşaat yapıların ve yapıların kütlesinde azalma ön plana çıktı.

Peki geniş açıklıklı yapılar nelerdir? Uzmanların farklılaştığı nokta burası. Tek bir tanımı yoktur. Bir versiyona göre bu, açıklık uzunluğu 36 m'den fazla olan herhangi bir yapıdır, diğerine göre ise zaten benzersiz kategoriye ait olmasına rağmen 60 m'den uzun desteksiz kaldırıma sahip yapılar. İkincisi, yüz metreden fazla açıklığa sahip binaları içerir.

Ancak her durumda, tanımı ne olursa olsun, modern mimari, geniş açıklıklı binaların karmaşık nesneler olduğu konusunda nettir. Bu da mimarın yüksek düzeyde sorumluluğunun olduğu ve her aşamada (mimari tasarım, inşaat, işletme) ek güvenlik önlemleri alınması gerektiği anlamına gelir.

Önemli bir nokta, yapı malzemesinin (ahşap, betonarme veya çelik) seçimidir. Bu geleneksel malzemelerin yanı sıra özel kumaşlar, kablolar ve karbon fiber de kullanılıyor. Malzeme seçimi mimarın karşı karşıya olduğu görevlere ve yapının özelliklerine bağlıdır. Modern geniş açıklıklı inşaatta kullanılan ana malzemeleri düşünün.

Uzun vadeli inşaat beklentileri

Dünya mimarlığının tarihi ve insanın mekanı fethetme ve mükemmel mimari formlar yaratma konusundaki kaçınılmaz arzusu göz önüne alındığında, geniş açıklıklı yapılara olan ilginin istikrarlı bir şekilde artacağını rahatlıkla tahmin edebiliriz. Malzemelere gelince, modern yüksek teknoloji çözümlerinin yanı sıra, geleneksel malzeme ile modern yüksek teknolojilerin benzersiz bir sentezi olan KDK'ya da giderek daha fazla önem verilecek.

Rusya'ya gelince, ekonomik kalkınmanın hızı ve ticaret ve spor altyapısı da dahil olmak üzere çeşitli amaçlara yönelik tesislere yönelik karşılanmayan ihtiyaç göz önüne alındığında, geniş açıklıklı bina ve yapıların inşaat hacmi sürekli artacaktır. Ve burada benzersiz tasarım çözümleri, malzeme kalitesi ve yenilikçi teknolojilerin kullanımı giderek daha önemli bir rol oynayacak.

Ancak ekonomik bileşeni unutmayalım. Ön planda olan ve olacak olan odur ve belirli bir malzemenin, teknolojinin ve tasarım çözümünün etkinliği onun aracılığıyla dikkate alınacaktır. Ve bu bağlamda yapıştırılmış ahşap yapıları bir kez daha hatırlamak istiyorum. Birçok uzmana göre geniş açıklıklı inşaatın geleceğine sahipler.

Gaylord Hotels'e ait Amerikan otellerinden birinin atriyumu

gelecek bugünden gelir
ve bugün tercihimizi verdiğimiz yol tarafından belirlenir

Geniş açıklıklı yarı saydam yapılar, 21. yüzyılın kentsel mimarisinin ayrılmaz bir parçası haline geliyor. Günümüzün en iyi mimarları giderek daha fazla şaşırtıcı bina kompleksleri yaratıyor; çekim merkezi, bir tür mekansal çekirdek olan geniş atriyum alanları - hacimli, ışık ve konforla dolu, olumsuz dış etkenlerden iyi korunmuş ve güvenilir yarı saydam kaplamalarla kaplanmış.
Bu tür tesislerin daha aktif bir şekilde geliştirilmesi, yakın gelecekte yalnızca insan ortamının konforlu ve güvenli alanını en üst düzeye çıkarmakla kalmayacak, aynı zamanda gelecekte şehirlerimizin görünümünü değiştirebilecek ve mevcut durumlarını iyileştirebilecektir.

Küreselleşme çağının mimarisi

İnsanlar tarihlerinin her döneminde çevrelerinden gelen birçok olumsuz ve tehlikeli etkiden kendilerini korumaya ve korumaya çalışmışlardır. Sıcak ve soğuk, yağmur ve rüzgar, yırtıcı hayvanlar ve vahşi insanlar, insanın sakin yaşamının her zaman bilinen bir sorunu olmuştur. Bu nedenle atalarımız eski çağlardan beri kendilerine barınaklar inşa etmeye başlamışlar, bu da dış etkenlerden korunan yapay bir ortam yaratarak yaşamlarına daha fazla konfor ve güvenlik kazandırmıştır. Ve ortaya çıkan mimari, insanın bu yaratıcı eylemleri için şaşırtıcı ve mükemmel bir araç olarak, başlangıcından itibaren ve gelişimin her aşamasında, bu önemli hususları daha iyi karşılamak için toplumdaki mevcut teknik yeteneklerden ve mevcut estetik görüşlerden en iyi şekilde yararlanmaya çalıştı. insan ihtiyaçları: hem konfor hem de güvenlik.

Bugün, teknolojinin benzeri görülmemiş bir gelişme çağı geldi ve bu, inşaat sektöründe neredeyse en cesur mimari fikirlerin uygulanmasını mümkün kıldı. Bu bağlamda, günümüzde modern mimarların tüm önemli projelerinin uygulanmasını sınırlayan ana faktörler, artık büyük ve karmaşık bir nesnenin inşası için teknik yeteneklerin eksikliği değil, yalnızca bununla ilgili bazı öznel fikirlerimizdir, örneğin: yetersiz gelecekteki yapının kullanılması, talebin düşük olması ve kârlılığın düşük olması veya gelecekteki inşaat için çok uzun süre ve yüksek satış fiyatı. Aynı zamanda, dünya çapında "sürdürülebilir kalkınma" ve "yeşil bina" ilkelerinin uygulanmaya başlanmasıyla birlikte, binaların çevresel sürdürülebilirlik faktörünün varlığı da inşaatlarında giderek daha fazla ağırlık kazanıyor.

21. yüzyıl mimarisinin gelişimi için açılan geniş teknik fırsatlarla birlikte, modern mimarların çalışmalarında, projelerinin kentsel çevrenin gelişimi üzerindeki önemli etkisini dikkate almaya başlaması gerektiğini düşünüyorum. Geçmişteki gelişim yolunun ve gelişimlerine yönelik devam eden yaklaşımın rehinesi haline gelen modern mega kentlerin, yavaş yavaş sakinlerinin huzur ve güvenliği açısından çok faktörlü bir soruna dönüştüğü açıktır.

Küreselleşme çağına giren dünyamız, son yıllarda çok değişti ve günümüzde, uzayın ayrı noktalarında kalabalık yaşamın devam etmesine makul gerekçeler bulmak pek mümkün değil. Toplumumuz bu sürecin feci doğasını anlamaya başlıyor, ancak kentsel mimari ne yazık ki hala yüksek katlı projeler yaratma ve kentsel gelişimi yoğunlaştırma yolunu izlemeye devam ediyor, böylece nüfusun farklı noktalarda daha da fazla yoğunlaşmasına neden oluyor. zaten aşırı kalabalık bir alan.

Ancak sahip olmak modern teknolojiler ve toplum yaşamı üzerindeki muazzam etkisini kullanarak, mimari XXI Yüzyılın teknolojisi yalnızca insan çevresinin konforlu ve güvenli alanını en üst düzeye çıkarmakla kalmayıp, aynı zamanda şehirlerimizin çehresini adım adım radikal bir şekilde değiştirmeye ve mevcut durumlarını iyileştirmeye muktedirdir ve çalışmalıdır. Buna ek olarak, birçok insanın mekan, zaman ve hayal gücünün eşsiz ustası olan Mimarlık, temelde yeni eko-şehirlerin ve eko-köylerin ortaya çıkmasına kesinlikle giderek daha fazla katkıda bulunacaktır.

Kubbenin altındaki şehir

Sokakları ve şehir bloklarını yağmurdan ve kardan koruyan yarı saydam kaplamaların hayali, insanlar arasında çok uzun zaman önce ortaya çıktı. Ancak ancak geniş teknik ve mali fırsatlar getiren sanayi devriminin ortaya çıkışıyla bu tür projelerin uygulanması mümkün hale gelir. Ancak 19. yüzyılın ikinci yarısında, Avrupa ve Amerika'nın ana şehirlerinin çoğunda, sıra sıra pahalı mağazaların ve rahat kafelerin bulunduğu büyük cam kaplı pasajlar-galeri ortaya çıktı. Büyük camlı atriyum mekanlarının geliştirildiği bu dönemin ilk dikkate değer incilerinden biri, 1877 gibi erken bir tarihte ziyaretçilere açılan, Milano'daki ünlü Galleria Victor Emmanuel II'dir.

İncir. 2. Milano'daki Victor Emmanuel II Galerisi.

İlerleme durdurulamayacağına göre, tüm büyük ülkelerin görevi aktif olarak ilerlemeye katılmak ve tarihin kenarlarında kalmamaktır. Bu nedenle, yirminci yüzyılın ikinci yarısından bu yana, SSCB, ABD ve diğer bazı ülkelerde inşaat bilimi, şehirlerini büyük yarı saydam kubbelerle aşağıdakilere karşı koruma olasılığı üzerinde ciddi şekilde çalışmıştır: istenmeyen hava olayları, olumsuz hava koşulları. yerel iklim, aşırı Güneş radyasyonu ve insanlar için olumsuz olan diğer çevresel etkiler. Son yıllarda bu yönde daha fazla araştırma yapılmasını teşvik eden faktörler listesine şunlar da eklenebilir: Gezegendeki hızlı ve öngörülemeyen iklim değişikliği, kirlilikteki tehdit edici artış çevre artan aşırılıkçılık tehditlerinin yanı sıra insanların şehirlerindeki son derece yüksek enerji tüketimini azaltma arzusu.

Bugün, bol miktarda doğal ışık ve konforun bulunduğu geniş açıklıklı yarı saydam koruyucu yapıların (bundan sonra BSZS olarak anılacaktır) oluşturulması her zamankinden daha aktif hale geldi. Houston Dome gibi yeni fikirler ve benzersiz projeler yaratılıyor ve bu muhteşem projelerden bazıları halihazırda yapım aşamasında. Böylece Astana'da İngiliz mühendisler ve Türk inşaatçıların yardımıyla Kazakistan'ın en büyük ve en şık alışveriş ve eğlence merkezini barındıran 100 metrelik (kulenin yüksekliği hariç) yarı saydam bir çadır inşa edildi.

Almanya'da daha da şaşırtıcı ve görkemli bir yapı oluşturuldu - bu, yaklaşık 5,5 milyon metreküp iç hacme sahip Tropikal Adalar su eğlence merkezidir. m ve haklı olarak bugün bu gösterge açısından dünyanın en büyük yarı saydam binasıdır.

Şekil 3-5. Almanya'da su eğlence merkezi "Tropikal Adalar"

Hacimsel yarı saydam yapıların geliştirilmesinde önemli bir aşama, hem enerji tüketimi ekonomisinde hem de ısı kaybında önemli bir azalmada, aynı zamanda yeni oluşturulan kullanışlı ve önemli ölçüde genişletirken, somut etkinliklerinin olasılığının bilimsel olarak kanıtlanmasıydı. popüler kamusal alan.

Bu gerekçenin övgüsü İngiliz ve Amerikalı mimar ve bilim adamlarına aittir, ancak her şeyden önce 1970'li ve 80'li yılların başında "tampon düşünme" kavramını yaratan Terry Farrell ve Rolf Lebens'in çalışmalarını öne çıkarabiliriz. . Bu konseptin sonucu, "tampon etkisi" veya "çift çit ilkesinin" dünya mimarlık pratiğine aktif olarak dahil edilmesiydi.

Konuyu incelerken, etkili geniş atrium alanları, ısıtma, soğutma ve dönüştürülebilir atrium türleri oluşturma olasılığı belirlendi. O zamandan bu yana yalnızca 30 yıldan biraz fazla zaman geçti, ancak bu kısa süre içinde bile modern atriyum alanları tüm uygar mimarlık dünyasını fethetti (bu makalede verilen Amerikan atriyumlarının fotoğrafları mevcut çokluğun küçük bir kısmıdır) ve yıllar içinde inşa edilen çeşitli atriyum alanları). Ne yazık ki modern Rusya'nın bu anlamda henüz büyük başarıları yok.

Kullanımın uygunluğuna göre uzmanların mevcut argümanlarına katılmak Modern mimari makalenin yazarı, geniş atriyum alanları ve onların sonuçlarına itiraz etmeye çalışmadan, çok bantlı kablo yapılarının yardımıyla bu tür alanların yaratılmasının (örtüşmenin) nasıl daha ucuz ve daha güvenilir olabileceği olasılığını düşünmeyi öneriyor ve ayrıca atriyumların boyutuyla özellikle sınırlı olmamak üzere, yeni teknoloji geniş açıklıkları kapsıyor. Görünüşe göre Rusya koşullarında, şehir bloklarının etrafında yalnızca en basit ikinci çitin (tampon alan) oluşturulması bile, çevredeki alanda geri dönülmez bir şekilde çözülmeyecek olan kapalı binaların sayısız ısı kayıplarının ihtiyatlı bir şekilde kullanılmasını mümkün kılacak, ancak oluşturulan atrium mekanlarının ısıtılmasını sağlayacaktır. Sadece yüksek kaliteli yarı saydam koruyucu kaplama nedeniyle, kışın bu tür atriyum alanlarındaki sıcaklık, sokak sıcaklığından 10-15 derece daha yüksek olabilir.

Yaz aylarında, iç mekanın aşırı güneş radyasyonu ve aşırı ısınmadan makul şekilde düzenlenmiş kısmi gölgelenmesine ek olarak, yarı saydam kaplamada havalandırma açıklıklarının açılmasının yanı sıra diğer iyi bilinen ve etkili yöntemlerin uygulanması da mümkündür. tüm yarı saydam kompleksin içinde konforlu bir mikro iklim yaratma. Açıkçası, geniş bir kapalı alanda konforlu ve istikrarlı bir mikro iklim oluşturmak, binlerce küçük odada aynı konforlu koşulları aynı anda sağlamaktan çok daha kolay ve daha ucuz olacaktır.
Hacimli yarı saydam yapıların doğası, bizi düşüncemizdeki bazı stereotipleri bir kenara bırakmaya, bu tür sorunları çözmeye ve geniş hacimli alanların yeni koşullarında konforlu bir ortam yaratma olasılığına yeni bir bakış atmaya teşvik ediyor. Aynı zamanda, geniş alanların önemli avantajlarını kullanan ve BSES'in tüm iç alanı için önemli ölçüde daha düşük enerji maliyetleriyle istikrarlı ve konforlu koşullar sağlamaya olanak tanıyan yeni etkili teknik çözümler halihazırda mevcuttur.

Bu arada çoklu bant kablo kaplamalarının kullanım olanakları da daha geniş görünüyor. Dolayısıyla henüz emekleme aşamasında olan ve ürkek bir şekilde kendini ilan eden eko-şehirler inşa etme süreci de geniş açıklıklı yarı saydam yapılar olmadan hayal edilemez. Yeni geniş açıklıklı yarı saydam mimariyi takdir eden 21. yüzyılın, onu aktif olarak geliştirip iyileştireceğini ve aynı zamanda onun yardımıyla şehir planlamasında donuk, enerji açısından verimsiz olanı değiştirerek daha hızlı bir atılım yapmaya çalışacağını düşünmek isterim. rahat, konforlu ve çevre dostu şehirlerle modern mega şehirlerin güvensiz taş ormanı.

Pirinç. 6-11 Masdar Şehri (Foster + Partners tarafından çizilmiştir).

Günümüzün en iddialı ve gösterişli eko-şehir projesine Masdar City denilebilir. Bu muhtemelen ilk gerçekten ciddi girişimdir. entegre bir yaklaşım geleceğin şehrinin organizasyonuna - yenilenebilir kaynaklardan (güneş, rüzgar vb.) enerji sağlanan ve atmosfere minimum karbondioksit emisyonu ile sürdürülebilir bir ekolojik çevreye ve ayrıca atıkların tamamen işlenmesine yönelik bir sisteme sahip olan. kentsel faaliyetlerden
Ne yazık ki, Masdar Şehri'nin inşa edildiği yer en başarılı yer değildi ve gelecekteki sakinler ve işletme kuruluşları çölün bu köşesinin konumundan dolayı hala bazı rahatsızlıklar yaşamak zorunda kalacaklar. Kentin projesinde yer alan teknik çözümlerin (tüm atriumlar dahil kapalı alanlar hariç) 50 derecelik yaz sıcağına tam olarak dayanamayacağı çok açık. Aralık-Ocak aylarındaki yağışlı dönemler ve sonrasında yoğun sis mevsimi de yeni kent sakinleri için pek rahat olmayacak. Ve çölün bu bölümünde oldukça sık görülen kış-ilkbahar kum fırtınalarını hatırlarsak, şehir bloklarını bu yerel doğa olaylarına karşı kaplayan ve koruyan uzun açıklıklı yarı saydam kaplamalar olmadan, şehir sakinlerinin periyodik olarak belirli rahatsızlıklar yaşamak zorunda kalacağını anlayacağız.
Aşağıda önerilen geniş açıklıklı yarı saydam yapıların inşası konsepti, Masdar Şehri gibi projelere çok iyi uyum sağlıyor ve öyle görünüyor ki, bu tür projelerin modern şehirlerin hem inşaatı hem de işletilmesinden tasarruf etmesine yardımcı olma konusunda oldukça yetenekli. Ve ayrıca bu şehirleri daha güvenli ve konforlu hale getirmek.

Şekil.6-11. Renkli broşürlerde ve dergi resimlerinde (Foster + Partners tarafından çizilmiştir) Masdar Şehri'nin geleceğini bu şekilde görebilirsiniz.

2012 yılında Rus mühendisler, bugün teknik olarak erişilebilir ve geniş açıklıkları kaplamak için uygulamada etkili olan ve çeşitli geniş açıklıklı bina ve yapıların inşasını mümkün kılan bir konsept geliştirdiler. Buradaki fikir, bina kompleksini kaplayan, destekleyici binalar arasındaki geniş açıklıkları kapsayan, her türlü tasarım yükünü taşıyabilecek ve tüm kompleks için tek bir güçlü ve güvenilir yarı saydam kaplama oluşturabilecek çok bantlı bir kablo oluşturmaktır. Kaplama, böyle bir nesnenin kapalı iç alanındaki bir kişi için sabit ve rahat parametrelerin korunmasını mümkün kılacaktır: sıcaklık, nem, hava hareketliliği ve saflığı, aydınlatma, güvenlik vb.
Çoklu bant kablo sistemleri fikri, yarım yüzyıldan fazla bir süredir geniş açıklıklı binaların ve yapıların inşasında dünyada yaygın olarak kullanılan asma yapıların iyi bilinen prensiplerine dayanmaktadır. Ancak asılı yapılar, bazı eksikliklerinden dolayı geniş açıklıklı inşaatlarda daha geniş bir dağılıma sahip değildir. Bu nedenle, asma çatı yapılarına sahip geniş açıklıklı binalar, kural olarak, binanın dışına bir çatı eğimi sağlayamaz, bu da atmosferik yağışların çatıdan uzaklaştırılmasında ek zorluklar yaratır. Ayrıca kablolu askılı yapılar, yüksek desteklerde çok önemli yatay yükler oluşturarak inşaatçıları bu yükler için güçlü payandalara ek finansal yatırımlar yaparak bu sorunu çözmeye zorlamaktadır. Ancak asılı yapıların ana dezavantajı, yerel yükler altında yüksek deforme olabilmeleridir.

Çoklu bant kablo sistemleri üstesinden gelmeyi başardı listelenen dezavantajlar uzun açıklıklı kablolu çatılar ve hatta çok daha büyük açıklıkların başarılı bir şekilde köprülenmesi için bir fırsat yaratmaktadır; bu, bugün büyük açıklıklı inşaatın geliştirilmesine yeni bir ivme kazandırabilmektedir.

Medeniyetimizin gelişmesinde her zaman geniş açıklıkların örtüşmesinin sadece mimarların ve inşaatçıların değil sıradan insanların da ilgisini çektiği ve ilgisini çektiği bilinmektedir. Geniş açıklıklara sahip görkemli yapıların yaratılması, her zaman mühendislik sanatının ileri düzeyde gelişiminin yanı sıra bu yapıları inşa edebilecek ülkelerin teknik ve mali gücünün de göstergesi olmuştur.

Çoklu bant halat kaplaması nedir ve nasıl çalışır?

Çoklu bant kablo kaplamasının nasıl çalıştığını anlamak için, iki destekleyici bina arasındaki açıklığı kapatan, bilinen herhangi bir geniş açıklıklı kaplamanın tasarımını hayal etmek gerekir. (örneğin, uzaysal bir çapraz çubuk plakası). Açıklık yeterince büyükse, bu kaplama kaçınılmaz olarak kendi ağırlığı altında sarkacaktır ve ek dış yüklere (kar, rüzgar vb.) maruz kaldığında çökebilir. Ancak bunun olmasını önlemek ve geniş açıklıklı kaplamanın çökmemesi için, yüksek mukavemetli çelik kabloları altına birkaç sıra (kayışlar) halinde, bir destekleyici binadan diğerine çekiyoruz, gerdiriyoruz ve (belirli mesafelerde) monte ediyoruz. (kabloların uzunluğu boyunca) oluşturulan kablo sistemlerinin kayışları arasında, ara parçalar arasında ve kablo sisteminin tüm kayışlarındaki bitişik kablolar arasında - ara parçalar ve / veya streç işaretleri. Çoklu kayış, kablo sisteminin herhangi bir uzunlukta çift dışbükey olmasını sağlamaya yardımcı olur ve aşağıdan sarkan kaplamayı destekler.

Aynı zamanda kaplamada, kabloların gerginliği ve ara parça direklerinin çalışması nedeniyle, sadece ortaya çıkan sapma ortadan kalkmakla kalmayacak, aynı zamanda ters işaretli - yukarı doğru bir sapma da ortadan kalkacaktır. Bu, kaplamanın yalnızca nihai yüklerin etkisi altında çökmesine izin vermekle kalmayacak, aynı zamanda, kablo sisteminin tasarım özelliklerine uygun olarak önemli ek yükleri absorbe etme yeteneğine de katkıda bulunacaktır. proje tarafından kendisine verilmiştir.
Uzmanlar için, güçlü destek elemanları (kablo sisteminin genişlemesinden yatay bileşenleri algılayan) ve ayrıca tüm geçici yükleri algılayan bir stabilizasyon sistemi olmadan, sert, dayanıklı ve stabil bir kaplama taşıyan öngerilmeli kablo yapıları sisteminin imkansız olduğu açıktır. Negatif rüzgar basıncı da dahil olmak üzere kaplama üzerinde. Bu nedenle, BSZS'nin inşası için önerilen konsept, bu yapılar için gerekli tüm koşulları dikkate almaktadır.
Böylece, çok bantlı kablo kaplamasının geçici yüklerin etkisi altında değişmez hale getirilmesi için, ayrıca destekler yardımıyla kaplamanın hesaplanan değere göre yüklenmesi sağlanır. Aynı zamanda, kaldırım destekleri destekleyici binaların temellerine bağlanır ve bu, desteklerin gerginliğinden kaynaklanan geniş açıklıklı kaplamanın ek ağırlığından bu temeller üzerindeki yükte bir artışın önlenmesini mümkün kılar.

Çoklu bant kablo sistemi ve üzerinde yer alan camlı çerçeve kaplamanın ortak çalışması sonucunda günümüzde 200-350 metre açıklığı kapatabilen, tek, hafif ve güvenilir geniş açıklıklı yarı saydam kablo kaplaması oluşturulmuştur. yada daha fazla.
Temeli uzun açıklıklı çok bantlı kablo sistemleri olan çatı kaplamanın, istenirse yarı saydam dahil herhangi bir hidro-termal yalıtım malzemesinden yapılabileceği açıktır. Örneğin, düşük ortam sıcaklıklarında günümüzün en iyi yarı saydam malzemesi çok bölmeli cam paketlerdir.

Çok bantlı kablo sistemlerinin, geniş açıklıkları yaymak için kullanılan halihazırda bilinen teknik çözümlere göre avantajları açıktır. Bunlar, bu tür sistemlerin çok önemli gücü ve güvenilirliği, mükemmel taşıma kapasitesi, yapıların hafifliği, önemli ölçüde daha büyük açıklıkları kapsama yeteneği, kaplamanın daha iyi ışık iletimi, yapıların birkaç kat daha düşük metal tüketimi ve sonuç olarak nispeten yüksek fiyat tüm kapsama alanı.

Çoklu bant kablo sistemlerinin kullanımı.

Çok bantlı kablo sistemlerini kullanarak geniş ve ekstra geniş açıklıkları kaplama teknolojisinin hacim, şekil ve amaç açısından çok çeşitli yapıların inşa edilmesine olanak sağlayacağı unutulmamalıdır. Bunlar şunlar olabilir: en büyük hangarlar ve üretim atölyeleri, kapalı atletizm ve futbol stadyumları, geniş kamusal alanlar, eğlence ve alışveriş merkezleri, yarı saydam bir kabuk altındaki yerleşim alanları, büyük cam piramitler ve kubbeler (çok çeşitli nesneleri barındırabilen) çok işlevli kompleksler mülkler veya şirket merkezleri). Çok bantlı kablo sistemleri, özellikle diğer köprü türlerinin inşa edilmesinin imkansız olduğu veya çok pahalı olduğu yerlerde, geniş açıklıklı asma köprülerin yeni tasarımlarının inşasında da faydalı olabilir.

Şekil 12. 200m yüksekliğinde PİRAMİT şeklinde yarı saydam bir yapı.

Görünüşe göre geniş açıklıklı yarı saydam komplekslerin inşaatı üç aylık binalar olarak geliştirilmelidir. Ve böyle bir işlevsel gelişme için en muhteşem ve en uygun başlangıç ​​\u200b\u200bseçeneklerinden biri, örneğin, aşağıdaki parametrelerle düzenli bir dörtgen PİRAMİT (Şekil 11) biçiminde yarı saydam bir çeyreğin şekli olabilir:

• piramidin yüksekliği - 200 m;
• taban boyutları - 300x300 m;
• taban alanı (yarı saydam kaplamalarla korunan bölge) - 9,0 ha;
• kapalı yapıların alanı - 150.000 m2;
• piramidin geometrik hacmi (P200) 6,0 milyon metreküptür.

Böyle camlı bir mahallede, kompleksin iç mekanını aşırı doldurmamak için, ticari ve / veya konut amaçlı gayrimenkuller tarafından işgal edilen ve çoğunlukla Bu yarı saydam kompleksin destekleyici binaları. Yapının geri kalanı (4,0 milyon metreküpten fazla) çok işlevli atriyumlardır.

Karşılaştırma için, böyle bir P200 piramidinin (geometrik olarak ideal bir piramidin oranı 3:4:5'tir) yüksekliğinde yalnızca 50 metrelik bir artışla, P250'nin parametreleri şöyle olacaktır: taban - 375x375 m; Sbase = 14,1 ha, Sglass = 235,0 bin m2 Yarı saydam yapının iç hacmi bu durumda 11,7 milyon metreküpe eşit olacak şekilde neredeyse iki kat artacak ve ticari gayrimenkullerin kapladığı alan sayısı 0,8 - 1,0 milyona çıkabilecek. metrekare. Aynı zamanda, özellikle çekici olan P250 piramidinin çevre yapılarının alanı neredeyse iki katına çıkacak! iç destek binalarının kapalı yapılarının toplam alanından daha az. Uzmanlar için bu oranın önemi açık olmalıdır.
BSZS'nin iç hacminde daha fazla artış olması ve ona kubbeli bir şekil verilmesiyle, yarı saydam kompleksin kapalı yapılarının alanının iç mekanın tüm faydalı alanlarının toplamına oranında bir azalma (aynı zamanda) iç binaların kapalı yapılarının alanlarının toplamına ilişkin olarak) çok sevindirici bir ilerlemeyle değişecektir; bu tür bir inşaat süreci ekonomik olarak giderek daha çekici hale gelecektir!

Yarı saydam kaplamalı spor merkezleri.
Günümüzde çok bantlı kablo yarı saydam kaplamalarının kullanımı açısından gelecek vaat eden bir diğer alan, kapalı futbol stadyumlarının ve diğer geniş açıklıklı spor tesislerinin inşasıdır. Dünyada kapalı spor stadyumlarına olan talep her yıl artıyor (örneğin, sadece Avrupalılar ve Kuzey Amerikalılar kendileri için büyük kapalı stadyumlar inşa etmiyor, aynı zamanda Arjantin ve Kazakistan gibi daha az zengin ülkeler de yakın zamanda bu tür tesisleri inşa ediyor ve Filipinler de bu tür tesisleri inşa ediyor.) şimdi dedikleri gibi dünyanın en büyük kapalı stadyumunu inşa ediyor). 2018 futbol şampiyonası hazırlıkları sürerken Rusya'da da bu tür tesislere talep ortaya çıkabilir.

Mevcut geniş açıklıklı spor tesislerinin (120-150 m veya daha fazla açıklığa sahip) benzersizliği ve yüksek maliyeti, bu tür yapıların her birinin kendi şantiyesindeki inşaat sektörünün maksimum kapasitesinde gerçekleştirilmesi, Yük taşıyan yapıların çok sayıda karmaşık ve doğru hesaplanması, artan sorumluluk ve uygulanan çözümlerin önemli malzeme tüketimi ile ilişkilidir. Tüm bu geniş açıklıklı yapıların zeminlerinin dezavantajları aynıdır: karmaşık, hantal, metal yoğun ve dolayısıyla mantıksız ve son derece pahalıdırlar. Ayrıca kaplamanın güçlü yük taşıyan metal yapıları nedeniyle günümüzde tüm kapalı stadyumların izolasyonu son derece düşüktür ve bu da modern spor sahalarının doğal çim yüzeyinin uygun durumda tutulmasını oldukça zorlaştırmaktadır.

Şekil 13. Polonya'daki futbol stadyumu. EURO 2012'de.
Şekil 14. Wembley Stadyumu İngiltere'nin en ünlü stadyumudur

Öyle görünüyor ki, yarı saydam çok bantlı kablo kaplamalarının kullanılması, geniş açıklıklı spor tesislerinin inşasındaki bu tür olumsuz durumu kökten değiştirmelidir (Şekil 15-19'daki çizimler bunlardan birini göstermektedir). seçenekler nispeten ucuz bir kapalı çok işlevli spor kompleksinin inşası için).

Pirinç. Büyük bir kapalı stadyum için 15-18 kroki çözümleri.
.
1 ve 2 - yarı saydam kaplama için destekleyici yapılar görevi gören binalar;
4 - çok kayışlı kablo sistemleri;
10 - diş telleri-ağırlıklar;
11 - 3 kayışlı kablo yarı saydam kaplama;
18 ve 19 - seyirci tribünleri;
21 - kendi kendini destekleyen yarı saydam yapılar

Pirinç. 19. 3 bantlı yarı saydam kablo kaplamasının kesiti (Şekil 17'deki 4 ve 11 numaralı işaretlere bakın)

5 - yüksek mukavemetli metal kablo;
6 - kablo kapağı kayışı;
7 - aralayıcı;
8 - yatay destek-esneme:
12 - yarı saydam kaplama elemanları;
13 - yarı saydam kaplamanın çerçeve yapısı.

Çok bantlı kablo sistemleri (4) (destekler (1 ve 2) arasındaki açıklığı kaplayan), destekleyici binaların yüksekliklerindeki farklılıktan dolayı yapının dışına doğru eğimlidir ve kayan yarı saydam bir kapağın (11) yerleştirilmesinin temelini oluşturur. bunların üzerinde çerçeve yapıları (13) ve yarı saydam elemanlardan (12) yapılmıştır.
Çoklu kayış kablo sistemi, destekler (10) ve diğer özel teknik çözümler, kablo kaplamasına tüm tasarım yüklerinin algılanmasına karşı gerekli sağlamlığı ve direnci sağlayacaktır.
Destekleyici binalar (1 ve 2) arasında, stadyumun dış duvarlarının konturu boyunca, dış duvarların konturunu kapalı hale getiren, kendi kendini destekleyen yarı saydam yapılar (21) sağlanmıştır.
Çoklu bant kablo kaplamalarının kullanılması, tüm yeni stadyumlara yarı saydam kaplamanın en basit, en güvenilir ve nispeten ucuz yapısını sunabilecek ve aynı zamanda bugüne kadar inşa edilen tüm kapalı stadyumlardan daha iyi saha yalıtımı sağlayabilecektir.

Günümüzde uzun açıklıklı çok bantlı kablolu yarı saydam çatıların inşası son derece zor bir iş değildir, çünkü inşaat uygulamalarında esas olarak aynı teknik çözümleri kullanan uzun açıklıklı kablolu çatıların kullanımında uzun yıllara dayanan deneyim vardır, malzemeler, ürünler ve ekipmanlar ve aynı teknik uzmanlar.

Büyük ve güzel, kapalı ve konforlu modern bir spor merkezi sadece iyi koşullarda spor yapmak için değil, gelişen her şehir için gereklidir. Spor müsabakaları yıl boyunca, aynı zamanda kentsel nüfusun aktif sporlara ve kişisel sağlıklarına geniş katılımı için. Bunu yapmak için, çok işlevli bir spor kompleksi yalnızca birinci sınıf bir futbol sahasını, çok sayıda spor salonunu, yüzme havuzunu ve fitness merkezini değil, aynı zamanda dinlenme ve antrenman faaliyetlerine yönelik herhangi bir tesis listesini de içerebilir. çeşitli türler spor ve spor kompleksinin yüksek katlı kısmı istenirse kabul edilebilir, obje profiline yakın, otel ve ofis merkezleridir.

En iyi uzmanların yardımıyla inşaat şirketleri(örneğin Fransızca Freyssinet Uluslararası ve Cie» veya Japonca TOKYO HALAT MFG.CO, LTD. Kablolu yapıların tasarımı ve üretiminde dünya lideri olan , önerilen geniş açıklıklı yarı saydam nesneleri bugün oluşturmaya başlayabilirsiniz.

Şekil 20. Yarı saydam kaplamalı kubbe şeklindeki koruyucu yapı.

Büyük açıklıklı yarı saydam komplekslerin mimarisi için beklentiler.

BSZS'nin devasa atrium alanları birçok görevi bir araya getirebilir. Örneğin, milyonlarca metreküp hacimli atriyumlar, en büyük lüks su parkını, tam teşekküllü bir spor stadyumunu ve çok daha fazlasını aynı anda barındırabilir. Ancak gelecekte çoğu BSZ'nin atriyum alanlarına spor ve oyun alanları, çeşmeler ve şelaleler, egzotik hayvanlar ve pitoresk göletler içeren kuşhaneler, açık havuzlar ve çim kafeler içeren geniş ve rahat peyzajlı bahçeler yerleştirme olasılığını tercih edeceği görülüyor. Sonuçta, bu tür yaprak dökmeyen çiçekli bahçelerin her biri, BSZS sakinlerinin ve misafirlerinin, hem en sıcak yaz aylarında, hem de sonbaharın uzun yağmurlu günlerinde ve kışın karlı soğuk aylarında, yaban hayatı ile günlük olarak iletişim kurmasını sağlayacak.

Doğanın korunmasına yönelik savaşçılar, BSZS'nin inşası sırasında yaban hayatının devasa insan yapımı yarı saydam yapılara nüfuz etme sürecinin aktif hale gelmesinden hoşlanmalı. Kendisi için özel olarak hazırlanan BSZS alanlarında yer alan ve içlerinde (insanın aktif yardımıyla) sürdürülebilir ekosistemler oluşturan doğa, geleceğin mimari nesnelerini niteliksel olarak doldurarak onları daha işlevsel ve insanlar için daha çekici hale getirebilecek. Aynı zamanda, insanlar tarafından düzenlenen atriyum alanlarında, en iyi BSZS, şüphesiz, doğanın ve insanın karşılıklılığı (karşılıklı yararlı birlikte yaşama) meydana gelecektir.

Şekil 21-22. Ünlü Gaylord Hotels'e ait Amerikan otel atriyumları.

BSZS'nin inşaatı sırasında elde edilecek olumlu sonuçlar, modern şehir planlamasının ihtiyaçlarını tam olarak karşılamaktadır. Bu, yapıların ekonomik ve çevresel çekiciliğidir; Doğal çevre ve tedarikle yakından ilgili olan yapay insan yaşam alanının yoğun gelişimi Yüksek kalite insanların hayatları; yeni tip eko-kentlerin oluşturulması ve mevcut mega kentlerdeki ekolojik durumun iyileştirilmesi; teknik ilerlemenin geliştirilmesi ve doğal kaynaklarda önemli tasarruflar için yeni popüler alanların ortaya çıkması.

Birçok kritere göre BSZS, Yeşil Bina ilkelerine en iyi uyum içinde olup, yalnızca inşaat projelerinin kalitesinin artırılmasına değil aynı zamanda çevrenin korunmasına da katkıda bulunacaktır.

BSSS'nin inşası yardımcı olacakkarar vermek"sürdürülebilir kalkınmanın" aşağıdaki önemli görevleri ve "yeşil" standartlar LEED, BREEAM, DGWB'nin gereklilikleri:
- enerji tüketiminin azaltılması ve maddi kaynaklar binalar;
- doğal ekosistemler üzerindeki olumsuz etkinin azaltılması;
- insan ortamında garantili bir konfor seviyesi sağlamak;
- yeni enerji verimli ve enerji tasarruflu ürünlerin yaratılması, imalat ve işletme sektörlerinde yeni işlerin yaratılması;
- yenilenebilir enerji alanında yeni bilgi ve teknolojilere yönelik kamu talebinin oluşması.

Yarı saydam yapıların avluları, yeni yaratılmış, birçok açıdan çekici, arabalardan arınmış, güneş ışığı, rahatlık ve konforla dolu bir kamusal alan olarak avlularımızı kesinlikle eski alaka ve alaka düzeyine döndürecektir.

BSZS'nin tasarım özellikleri ve gelecekte makul kullanımı, bu tür yapıların inşasını, yarı saydam bir kubbeyle kaplı bir bina kompleksi inşa etmenin, bir bina inşa etmekten çok daha ucuz olacak şekilde optimize edilmesini mümkün kılacaktır. Aynı koşullar altında, ancak koruyucu kubbesi olmayan aynı bina kompleksi.
Dolayısıyla yarı saydam bir kaplamanın maliyetinin ve işletme maliyetlerinin (bu yönde doğru ve amaçlı hareketle) yapının hacminin artmasıyla (değil) azalacağı açıktır. mutlak ölçüm, ancak 1 metrekare maliyetine göre kullanılabilir alan). Bu doğal sonuç şu şekilde doğrulanır: ve sıradan mantık, sağduyu ve matematik.
Ve BSZS muhafaza yapılarının alanında, iç binaların muhafaza yapılarının alanlarının toplamına göre birkaç kat azalma, kaçınılmaz olarak BSZS kompleksinin ısıtılması için tüketilen enerji tüketiminde bir azalmaya yol açacaktır. yarı saydam bir kabuk tarafından korunmayan aynı hacimdeki sıradan binalara göre iklimlendirmesi.
Aynı zamanda, BSZS'nin tüm iç binaları basitleştirilmiş bir yüzeye sahip olacak dış duvarlar(pahalı kaplamalar ve yalıtım eksikliği olmadan) ve pencere açıklıklarının mutlaka çift camlı pencerelerle kaplanması gerekmeyecek, bu da kaçınılmaz olarak temellerin maliyetini etkileyecektir. İç yapıların ana ısıtma ve iklimlendirme sistemleri, iç yaşamı kolaylaştıracak atrium boşluklarına taşınabilmektedir. ofis odaları daha basit, daha verimli vb.

Görünüşe göre gelecekte yeni eko-kentler çoğunlukla birbirine yakın ve mümkün olduğu kadar özerk konumlardan oluşabilir. Bu tür yarı saydam yapılar yaban hayatının ortasında inşa edilecek ve doğal manzaraya dahil edilecek, aynı zamanda diğer şehirlerle en modern yüksek hızlı ulaşım iletişimleriyle birbirine bağlanacak. Muhtemelen bu, geleceğin eko-kentlerinin pek çok sakini tarafından kişisel araçların tamamen reddedilmesine yol açmakla kalmayacak, aynı zamanda insan akışlarının araba akışlarıyla tehlikeli kesişme yerlerini de kalıcı olarak ortadan kaldırabilecektir. .

Ancak sürdürülebilir geniş açıklıklı yarı saydam yapıların inşasının en önemli sonucu, doğa için olumsuz sonuçlar doğurmadan, konforlu bir insan ortamının genişletilmesi ve iyileştirilmesidir.

Saint Petersburg
06/09/2013

Notlar :
. Houston üzerindeki kubbe http://youtu.be/vJxJWSmRHyE ;
. Dünyanın en büyük çadırı
- http://yo www.youtube.com/watch utu.be/W3PfL2WY5LM ;
. Tropikal Adalar- www.youtube.com/watch ;
. Masdar Şehri- www.youtube.com/watch;
. Geniş açıklıklı asma köprü -
.

Kaynakça :
1. Marcus Vitruvius Pollio, de Architectura - Vitruvius'un eseri ingilizce çeviri Gwilt (1826);
2. L G. Dmitriev, A.V. Kasilov. "Koruma Kaplamaları". Kiev. 1974;
3.Zverev A.N. Kamu ve endüstriyel binalar için uzun açıklıklı çatı yapıları. SPb GASU - 1998;
4. Kirsanov N.M. Asılı ve kablolu yapılar. Stroyizdat - 1981;
5. Smirnov V.A. Büyük açıklıklı asma köprüler. Yüksekokul 1970;
6. Avrasya patenti No. 016435 - Uzun açıklıklı yarı saydam kaplamaya sahip koruyucu yapı - 2012;
7.

Şekil 23-28. Amerikan lüks oteller ağı "Gaylord Hotels"in avluları.

DERS NOTLARI

Makeyevka 2011

UKRAYNA EĞİTİM VE BİLİM, GENÇLİK VE SPOR BAKANLIĞI

DONBAS ULUSAL İNŞAAT VE MİMARLIK AKADEMİSİ

İşletme Ekonomisi Bölümü

Geliştiren: Ph.D., Doç. Zakharchenko D.A.

DERS NOTLARI

"İnşaat sektörünün temelleri" kursunda

uzmanlık öğrencileri için 6.030504 "İşletme Ekonomisi"

Kod Numarası _______

Bakanlık toplantısında onaylandı

"İşletme ekonomisi"

PROTOKOL No. __ / _______2011 s.

Makeyevka 2011

KONU 4. GENİŞ AÇIKLIKLI BİNALAR VE YAPILAR

Büyük açıklıklı yapılar arasında 40-80 m'den daha geniş açıklıklara sahip olanlar bulunmaktadır Nispeten yakın zamanda, bu tür yapılar benzersiz kabul edildi ve şu anda bilim ve teknolojinin hızlı gelişmesi ve buna büyük ihtiyaç duyulması nedeniyle son derece nadiren inşa edildi. Sanayi ve eğlence ve eğlence alanındaki yapılar, birçok ülkede bu tür yapıların yoğun şekilde inşa edilmesini önceden belirlemiştir.

Yükü birbirine aktaran ayrı, bağımsız yük taşıyan elemanlardan oluşmayan, ancak yapının çalışma parçalarından oluşan tek bir entegre sistemi temsil eden mekansal yapılar özellikle ilgi çekicidir.

Dünya çapında inşaatta yaygın olarak kullanılan yapıların böylesine mekansal karakteri, 20. yüzyılın inşaat ekipmanlarının bir simgesidir. Ve bazı mekansal yapı türleri - kubbeler, haçlar ve tonozlar - antik çağlardan beri bilinmesine rağmen, ne malzemelerin uygulanabilirliği ne de tasarım çözümleri açısından modern inşaat gereksinimlerini karşılamıyorlar, çünkü önemli açıklıkları engellemelerine rağmen son derece ağır ve devasaydılar.

İÇİNDE mekansal yapılar mimarinin işlevsel ve estetik gereksinimlerini en iyi şekilde karşılama yetenekleriyle dikkat çekiyor. Örtüşen kapsamların ölçeği, esnek planlama olanağı, çeşitlilik geometrik şekiller, malzemeler, mimari ifade - bu, bu yapıların özelliklerinin tam bir listesi değildir.

Fonksiyonel, teknik ve sanatsal-estetik kombinasyonu, mekansal yapılara geniş bir perspektif sağlar ve bunların kullanımının büyük tasarruflar elde etmenize olanak sağladığı gerçeğinden bahsetmeye bile gerek yok. Yapı malzemeleri- binaların ve yapıların malzeme tüketimini %20-30 oranında azaltmak.

Düzlemsel geniş açıklıklı yapılar kirişleri, çerçeveleri, kafes kirişleri, kemerleri içerir. Düzlemsel yapılar yük altında her biri kendi düzleminde otonom olarak çalışır. yük taşıyan eleman Binanın bir kısmını kaplayan düzlemsel yapılar (döşeme, kiriş, kafes kiriş) bağımsız olarak çalışır ve bitişik olduğu elemanların çalışmasına katılmaz. Bu, düzlemsel elemanların mekansal olanlara kıyasla daha düşük mekansal sertliğine ve taşıma kapasitesine, ayrıca bunların daha yüksek kaynak yoğunluğuna, özellikle de artan malzeme tüketimine neden olur.

Pirinç. 4.1. Geniş açıklıklı yapılar için yapısal çözümler

A - düz tasarımlar; b - mekansal yapılar; c - asılı yapılar; g - pnömatik yapılar; 1- çiftlikler; 2 - çerçeveler; 3-4 menteşeli kemer; 5 - silindirik kabuklar; 6 - çift eğrilikli kabuklar; 7- kubbeler; 8 - yapılar; 9- Kablo destekli yapılar; 10 - membran yapıları; 11 - tente yapıları; 12 - pnömatik destek yapıları; 13 - pnömatik çerçeve yapıları;

Sağlam yapı çerçevelerinin montajı iki adet kendinden tahrikli pergel vinç ile gerçekleştirilir. İlk olarak, geçici bir desteğe dayalı olarak temel üzerine enine çubuğun bir kısmına sahip çerçeve rafları monte edilir ve ardından enine çubuğun orta kısmı monte edilir. Çapraz çubuğun parçalarının bağlantısı, kaynakla veya güçlü olarak geçici destekler üzerinde yapılır. İlk çerçevenin montajından sonra yapılar çatlaklarla sabitlenir.

Bazı durumlarda çerçeve yapılarının kaydırılarak monte edilmesi tavsiye edilir. Bu yöntem, çerçeve yapılarının tasarım konumuna hemen monte edilememesi durumunda kullanılır (içeride çalışmalar devam ediyor veya vinçlerin yerleştirilmesine izin vermeyen yapılar zaten inşa edilmiş).

Blok, binanın sonunda 2-3 veya 4 çiftlikten özel bir iletkenle monte edilir. Birleştirilen ve sabitlenen blok, raylar boyunca tasarım konumuna kaldırılır. Krikolarla veya hafif vinçlerle monte edin.

Kemerli yapılar 2 tiptir: puflu 2 menteşeli kemer ve 3 menteşeli kemer şeklinde. Kemerli yapıları çift menteşeli kemer şeklinde bir yatak parçasıyla monte ederken, kendinden tahrikli pergel vinçler kullanılarak çerçeve yapılarının kurulumuna benzer şekilde gerçekleştirilir. Ana gereksinim, beşinci (destek) menteşenin destekle hizalanmasını garanti eden yüksek montaj doğruluğudur.

Üç menteşeli kemerlerin montajı, üst menteşenin varlığıyla ilgili bazı özelliklerle ayırt edilir. İkincisinin montajı, açıklığın ortasına monte edilen geçici bir montaj desteği kullanılarak gerçekleştirilir. Montaj dikey kaldırma, kaydırma veya döndürme yöntemleriyle gerçekleştirilir.

Pirinç. 4.3. Çerçeve montajı

a - tamamen iki vinçle kurulum; b - çerçevelerin geçici destekler kullanılarak parçalara montajı; c - çerçevelerin döndürülerek montajı; 1-montaj vinci; 2 çerçeveli düzenek; 3 parçalı çerçeve; 4-geçici destekler; 5 vinç; 6-montaj okları.

Her yarım kemer ağırlık merkezine asılır ve topuk menteşesi desteğe, ikinci ucu ise geçici desteğe getirilecek şekilde monte edilir. Diğer yarı kemer ile aynı. Topuk menteşesindeki dönüş, üst menteşenin kilit deliklerinin eksenlerinin eşleştirilmesiyle sağlanır.

Mekansal yapılarda tüm unsurlar birbiriyle bağlantılıdır ve çalışmaya katılmaktadır. Bu, birim alan başına metal tüketiminde önemli bir azalmaya yol açar. Ancak yakın zamana kadar bu tür mekansal sistemler (kubbe, kablolu, yapısal, kabuklar) imalat ve kurulumun yüksek karmaşıklığı nedeniyle geliştirilememişti.

Pirinç. 4.4. Kubbenin geçici bir merkezi destekle monte edilmesi

A - kubbe kesme sistemi; B - kubbenin montajı; 1-çatlak izleriyle geçici destek; 2-radyal paneller; 3-destek halkası;

Kubbe sistemleri ayrı çubuklardan veya ayrı plakalardan monte edilir. Tasarım çözümüne bağlı olarak kubbe yapılarının montajı, geçici sabit bir destek kullanılarak, menteşeli bir şekilde veya bir bütün olarak da gerçekleştirilebilir.

Küresel kubbeler halka katmanları halinde asılı olarak dikilir. Bu tür katmanların her biri, montaj tamamlandıktan sonra istatistiksel stabiliteye ve taşıma kapasitesine sahiptir ve üstteki katman için temel görevi görür. Prefabrik kubbeler, iletken cihazlar ve geçici donanımlar (Kiev'deki sirkin kubbesi) kullanılarak monte edilebilir veya kubbe tamamen zemine monte edilir ve daha sonra bir vinç, pnömatik taşıma veya bir asansörle tasarım ufkuna kaldırılır. Aşağıdan yetiştirme yöntemi kullanılır.

Asma yapılar 19. yüzyılın 2. yarısından itibaren kullanılmaya başlandı. Ve ilk örneklerden biri, 1896'da yapılan Tüm Rusya Nijniy Novgorod Fuarı pavyonunun kaplamasıdır. seçkin Sovyet mühendisi Shukhov.

Bu tür sistemleri kullanma deneyimi, yüksek mukavemetli çeliklerin ve plastik ve alüminyum alaşımlardan yapılmış hafif bina kaplamalarının maksimum kullanımına izin verdiğinden, büyük açıklıklar için kaplamalar oluşturmayı mümkün kıldığından, ilerlemelerini kanıtlamıştır.

Pirinç. 4.5. Asma yapıların montajı

1 kule vinci; 2-travers; 3 kablolu yarı çiftlik; 4-merkezi tambur; 5 kez destek; 6 monteli yarı çiftlik; 7- destek halkası.

Son zamanlarda çerçeve askılı yapılar yaygınlaştı. Asma yapıların cihazının özelliği, ilk olarak, adamların dişlerinden gelen gerilimi algılayan bir destek konturunun yerleştirildiği yatak desteklerinin dikilmesidir. Tam yerleşimden sonra kaplama, tam tasarım yükü dikkate alınarak geçici bir yük ile yüklenir. Bu öngerilme yöntemi, çalışma sırasında tam yükten sonra kabuktaki çatlakların görünümünü ortadan kaldırır.

Membran kaplamalar çeşitli asılı kablo askılı yapılardır. Membran kaplama, betonarme bir destek konturu üzerine gerilmiş ince metal sac yapı formundaki bir asma sistemidir. Rulonun bir ucu destek konturuna sabitlenir ve rulo özel bir travers kullanılarak tam uzunluğuna kadar açılır, vinçler tarafından çekilir ve destek konturunun karşı kısmına sabitlenir.

Membran kaplamaların dezavantajı, ince tabakaların uzunluk boyunca kaynaklanması ve montaj elemanlarının 50 mm'lik bir örtüşme ile birbirine kaynaklanması gerekliliğidir. Aynı zamanda, ana metal ile eşit mukavemette bir dikişin kaynaklanmasıyla elde edilmesi pratik olarak imkansızdır, bu nedenle tabakanın kalınlığı yapay olarak fazla tahmin edilmektedir. Bu sorun, geçmeli alüminyum alaşımlı kayışlardan oluşan bir sistemle bir dereceye kadar çözülmektedir.

İlk uzun silindirik kabuklar ilk kez 1928'de kullanıldı. Kharkov'da postanenin inşaatı sırasında.

Uzun silindirik kabuklar sahada tamamen tamamlanmış veya büyütülmüş olarak tedarik edilir. 3x12 montaj elemanlarının ağırlığı yaklaşık 4 tondur. Kaldırmadan önce, hareketli bir iletkende iki plaka genişletilerek tek bir eleman halinde sıkıştırılır. Büyütüldüğünde, gömülü parçalar bağlantı noktasına kaynak yapılır, gerginlik ve monolitik dikişler sıkılır.

24 m'lik bir açıklık oluşturan 8 adet genişletilmiş bölüm monte edildikten sonra delikler çakışacak şekilde hizalanır, daha sonra tüm gömülü parçalar ve uzunlamasına donatı çıkışları kaynak yapılır, donatı gerilir ve derzler betonlanır. Beton sertleştikten sonra kabuk açılır ve iskeleler yeniden düzenlenir.

İnşaat pratiğinde mekansal, çapraz, nervürlü ve çubuk yapılar genellikle yapısal yapılar adı altında birleştirilir.

Dikdörtgen ve çapraz ızgaralara sahip çeşitli yapısal kaplama biçimlerinin çapraz sistemleri, 20. yüzyılın ikinci yarısından bu yana ABD, Almanya, Kanada, İngiltere ve eski SSCB gibi ülkelerde nispeten yakın zamanda yaygınlaştı.

Belirli bir süre, imalattaki yüksek emek yoğunluğu ve yapının kurulum özellikleri nedeniyle yapısal yapılar geniş bir gelişme göstermedi. Tasarımın özellikle bilgisayar kullanımıyla iyileştirilmesi, hat içi üretime geçişi sağlamayı, hesaplamalarının karmaşıklığını azaltmayı, doğruluğunu ve dolayısıyla güvenilirliği artırmayı mümkün kıldı.

Şekil 4.6. Bir binanın büyük boyutlu levhalardan kaplanması

1 plakalı boyut 3x24 m; 2 uçaksavar lambası; 3 kirişli kafes; 4 sütunlu.

Çapraz çubuk sistemleri temel bir geometrik şekle dayanmaktadır. Ayırt edici özellik farklı şekiller yapısal yapılar - bu yapıların imalatı ve montajının karmaşıklığını büyük ölçüde belirleyen çubukların mekansal bir birleşimi.

Yapısal yapıların, çerçeve ve kiriş şeklindeki geleneksel düzlemsel çözümlere kıyasla bir takım avantajları vardır:

• katlanabilir ve tekrar tekrar kullanılabilir;
• Yapısal elemanların yüksek düzeyde tiplendirilmesi ve birleştirilmesiyle kolaylaştırılan üretim otomatik hatlarında üretilebilir (genellikle bir tip çubuk ve bir tip montaj gereklidir);
• montaj yüksek nitelik gerektirmez;
• kompakttır ve taşıması kolaydır.

Belirtilen avantajların yanı sıra, yapısal yapıların bir takım dezavantajları vardır:

• genişletilmiş montaj, önemli miktarda el emeği kullanılmasını gerektirir;
• belirli yapı türlerinin sınırlı taşıma kapasitesi;
• kurulum için gelen yapıların düşük fabrika hazırlığı.

Pnömatik yapılar, geçici barınak veya bazı yardımcı amaçlar için, örneğin kabukların ve diğer mekansal yapıların yapımında destek yapıları olarak kullanılır.

Pnömatik kaplamalar hava destekli ve hava taşıyıcılı olmak üzere 2 tip olabilir. İlk durumda, yapının yumuşak kabuğuna hafif bir aşırı basınç uygulanması, gerekli şeklin elde edilmesini sağlar. Ve bu şekil, hava beslemesi ve gerekli aşırı basınç korunduğu sürece korunacaktır.

İkinci durumda, destekleyici yapı, elastik malzemeden yapılmış hava dolu borulardır ve sanki yapının çerçevesini oluşturur. Bazen yüksek basınçlı pnömatik yapılar olarak da anılırlar çünkü borulardaki hava basıncı, hava destek filminin altındakinden çok daha yüksektir.

Hava destek yapılarının inşası, beton veya asfaltın döşeneceği alanın hazırlanmasıyla başlar. Yapının konturu boyunca ankraj ve sızdırmazlık cihazlarını içeren bir temel düzenlenmiştir. Hava basıncının etkisi altında kabuk düzleşir ve tasarım şeklini alır.

Hava destekli veya pnömatik çerçeveli yapılar, hava destekli yapılara benzer şekilde inşa edilir; tek fark, havanın kompresörden kauçuk borular aracılığıyla beslenmesi ve özel valfler aracılığıyla yapı çerçevesi adı verilen kapalı kanallara pompalanmasıdır. Odalardaki yüksek basınç nedeniyle, çerçeve tasarım pozisyonunu (çoğunlukla kemer şeklinde) işgal eder ve etrafındaki kumaşı arkasına kaldırır.

Mimari görünüm geniş açıklıklı binalar büyük ölçüde çevredeki kentsel gelişimin bir bölümünün bileşimindeki rolleriyle belirlenir, fonksiyonel özellikler binalar ve uygulanan kaplama yapıları.

Salon tipi binaların kamusal işlevleri, önlerinde aşağıdakiler için çeşitli amaçlara yönelik önemli boş alanların tahsis edilmesini gerektirir: gösterinin başlangıcından önce veya bitiminden sonra (gösteri veya gösteri spor tesislerinin önünde) büyük seyirci akışını hareket ettirmek; serginin açık kısmının yerleştirilmesi (sergi pavyonlarının önüne): mevsimlik ticaret (kapalı pazarların önünde), vb. Bu binaların herhangi birinin önünde, bireysel araçların park edilmesi için alanlar da bulunmaktadır. Böylece binanın amacı ne olursa olsun, imar içerisinde yer alması, yapının hacminin uzak bakış açılarından bütünsel olarak algılanmasını mümkün kılmaktadır. Bu durum, binaların mimarisi için genel kompozisyon gereksinimlerini belirler: görünüşlerinin bütünlüğü ve anıtsallığı ve hacmin ana bölümlerinin ağırlıklı olarak büyük ölçeği.

Salon tipi kamu binalarının şehir planlama rolünün bu özelliği, görünümlerinin kompozisyonunda sıklıkla dikkate alınır. Ayrı hacimlere yerleştirilebilen, ana hacime (örneğin, St. Petersburg'daki Yubileiny Spor Sarayı'nda olduğu gibi) yerleştirilebilen yardımcı ve hizmet binaları, çoğunlukla bloke etmez, ancak ana hacme sığar. bina. Bunu yapmak için, spor binalarının yardımcı ve hizmet binaları alt katlarda veya stantların altındaki alanda, kapalı çarşı ve sergi pavyonlarının binalarında - bodrum katlarında ve bodrum katlarında vb.

Bina düzenine ilişkin böyle bir alan planlama ilkesinin uygulanmasının tipik örnekleri, Moskova'daki Luzhniki'deki evrensel Olimpiyat Salonu "Druzhba" ve Niigata'daki (Japonya) Takamatsu Eyaletinin spor merkezinin binası gibi dışa doğru farklı nesnelerdir.

Druzhba salonunda, tüm yarışmaların optimum görünürlüğüne sahip (maksimum 68 m mesafe) 12 spor için tasarlanmış 42X42 m'lik bir arenaya sahip, 1,5-4 bin seyirci kapasiteli (dönüşümlü) bir ana gösteri salonu bulunmaktadır. Salon, prefabrik monolitik katlanmış çift eğrilikli kabuklardan yapılmış 28 eğimli destekle desteklenen, hafif eğimli küresel bir kabukla kaplıdır. Desteklerin eğimli düzeni, birinci katın boyutlarının arttırılmasını mümkün kılmış ve bu sayede, belirgin bir tektonik mimari forma sahip, merkezi olarak simetrik tek bir hacimde yazılı dört antrenman salonu ve dört spor sahasının içine yerleştirilmesini mümkün kılmıştır ( ).

Her iki örnek de kaplamanın yapısal formunun mimari form üzerindeki etkisini göstermektedir. Kaplamanın tasarımı binaların dış çitlerinin% 60 ila 100'ünü oluşturduğundan bu tesadüf değildir.

İşlevsel parametrelerden kapsama biçiminin seçimi en çok benimsenen plandan, kapasiteden, seyirci koltuklarının yerleşiminin niteliğinden (spor ve eğlence binalarında) ve kapsama alanlarından etkilenir ( ). Dünya pratiğinde sergi, çok işlevli oditoryumlar ve spor salonları için sınırlı sayıda plan formu kullanılıyor: dikdörtgen, yamuk, oval, daire, çokgen.

Ancak salonun planının şekli ve açıklıklarının boyutu, kapağın şeklini kesin olarak önceden belirlemez. Sadece plan değil, aynı zamanda işlevsel özelliklerden dolayı binanın şekli de seçiminde büyük bir etkiye sahiptir. Bildiğiniz gibi gösteri spor salonlarında tribünlerin kapasitesi ve konumu, kaplama şekli seçiminin koordine edilmesi gereken binanın asimetrik veya merkezi simetrik kompozisyonunu belirler. Asma çatılar binanın asimetrik şekli ile iyi bir uyum içindedir, hem tonozlu hem de asma çatılar eksenel simetrik şekil ile iyi bir uyum içindedir. Plan olarak merkezi olan binalar için merkezli çatı yapıları uygulanabilir ( , ).

Kaplama şeklinin nihai seçimi, fonksiyonel olanların yanı sıra yapıcı, teknolojik, teknik, ekonomik, mimari ve sanatsal gereksinimlere göre belirlenir. İkincisine göre, benzersiz tasarımı geniş açıklıklı bina Anlamlı, tektonik, bireysel, büyük ölçekli bir mimari formun yaratılmasına katkıda bulunmalıdır. Mekansal askı yapılarının ve sert kabuk yapılarının kullanıma sunulması, benzeri görülmemiş ve çok değişkenli mimari olanaklar sağlamıştır. Bir mimar, çeşitli tür, sayı ve boyuttaki temel kabukları bir kurucunun yardımıyla birleştirerek, formun gerekli büyük ölçekli artikülasyonunu ve görünümünün kişiselleştirilmesini sağlayabilir ve tavandaki ışık açıklıklarını özgün bir şekilde yerleştirebilir.

Dolayısıyla, örneğin, yalnızca planda üçgen olan bir odayı kaplamak için, dışbükey bir kontur üzerinde sığ bir kabuk, planda pozitif eğrilik üçgeni olan dört kabuğun, üçü negatif ve biri pozitif eğriliğin vb. birleştirilmiş bir kaplaması olabilir. kullanılan yapı ve mimari formda etkileyici, Paris'teki sergi binasının, üçgen planlı, 206 m açıklığa sahip üç tepsiden oluşan tonoz şeklinde birleşik bir kabukla kaplanmasıdır.Tepsiler iki dalgalı kabuktan oluşur , her üç dalgayı da sertleştirici diyaframlarla destekledi. Dalgalı bir şeklin kullanılması, yalnızca tamamen yapıcı bir sorunu çözmeyi mümkün kılmakla kalmadı (ince bir kabuğun stabilitesini sağlamak için), aynı zamanda bunun bileşiminin ölçeğini de sağladı. benzersiz bina ve taş mimari için geleneksel olan kapalı tonoz sistemi, bireysel ve keskin bir şekilde modern tektonik bir yorum aldı. Grenoble'daki kapalı Olimpiyat buz pateni pisti binasının kare planı üzerindeki çatının betonarme çapraz tonozunun kompozisyon yorumu da aynı derecede bireysel ve moderndi.

Bununla birlikte, dalgalı kubbeler ve tonozlar biçiminde yalnızca kendilerine özgü olan geometrik şekillerin kombinasyonlarının, negatif eğrilik yüzeylerine sahip temel veya birleşik kabuk parçalarının veya keyfi geometrik şekle sahip kabukların kombinasyonlarının, yapıya en modern karakteri vermesi doğaldır. betonarme sert kabuklu geniş açıklıklı çatıların mimarisi.

Asma çatı sistemlerinin mimari ve kompozisyon olanakları doğrudan bunların özellikleriyle ilgilidir. yapıcı biçim, binanın hacimsel formunda bireyselleştirilmesi ve tektonik tespiti olanakları. Bu bağlamda çadır tipi asma çatılar, mekansal konturdaki çatılar ve Çeşitli seçenekler Kombine asma sistemleri. Kapalı bir mekansal hat üzerinde asılı kaplamaların kullanılmasıyla sağlanan binaların dış görünüşünün aşırı çeşitliliği, Moskova'daki bu tür Olimpiyat tesislerinin kapalı bisiklet parkuru ve Izmailovo'daki bir spor salonu olarak karşılaştırılması ile görülebilir. Ne yazık ki, yuvarlak veya eliptik binalar üzerinde yatay halka şeklinde destek konturuna sahip bir veya iki kuşaklı sistemler gibi teknik açıdan en verimli askı yapılarının kullanımı, binanın dış görünüşünün bireyselliğine çok az katkıda bulunmaktadır. Küçük bir sarkmaya sahip taşıyıcı yapı, binanın dış formunda ortaya çıkmaz ve iç kısımda genellikle asma tavanlar veya aydınlatma tesisatları ile gizlenir. Bu tip kaplamalara sahip binalar genellikle saçakları destekleyici konturun halkası olan yuvarlak bir peripter şeklinde bir bileşime ve onu destekleyen sütunlara sahiptir (Yubileiny Spor Sarayı ve St. Petersburg'daki Olimpiyat Salonu, Olimpiyat Salonu). Moskova'daki Prospekt Mira'daki Spor Sarayı vb.).

Çatıların taşıyıcı yapılarının yanı sıra, dış, kural olarak, yük taşımayan duvarlar da kapalı kamu binalarının bileşiminde önemli bir rol oynamaktadır. Taşıyıcı olmayan işlevlerinin mecazi bir ifadesi, binaya karakteristik bir siluet veren (aşağı doğru sivrilen veya genişleyen) dikeyden hafif bir sapma ile gerçekleştirilmeleri olabilir.

Salon binalarının dış duvarlarının yüzeyinin önemli bir kısmı yarı saydam vitray yapılarla kaplıdır. Profil ve cam levha gibi iki veya üç yarı saydam malzeme tasarımda birleştirildiğinde bileşim özellikleri ve bölümleri zenginleşir.