Ev · Ağlar · Modern uzun açıklıklı binalar ve yapılar. Sivil ve endüstriyel binalar için uzun açıklıklı çatı kaplama yapıları. Endüstriyel binaların duvarları

Modern uzun açıklıklı binalar ve yapılar. Sivil ve endüstriyel binalar için uzun açıklıklı çatı kaplama yapıları. Endüstriyel binaların duvarları

DERS NOTLARI

Makeyevka 2011

UKRAYNA EĞİTİM VE BİLİM, GENÇLİK VE SPOR BAKANLIĞI

DONBASS ULUSAL İNŞAAT VE MİMARLIK AKADEMİSİ

“İşletme Ekonomisi” Bölümü

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

DERS NOTLARI

"İnşaat sektörünün temelleri" kursunda

uzmanlık öğrencileri için 6.030504 “İşletme Ekonomisi”

Kod Numarası _______

Departman toplantısında onaylandı

"İşletme Ekonomisi"

PROTOKOL No. __ _______2011 tarihli

Makeyevka 2011

KONU 4. UZUN AÇIKLIKLI BİNALAR VE YAPILAR

Uzun açıklıklı yapılar arasında açıklıkları 40-80 m'den fazla olan yapılar bulunmaktadır.Nispeten yakın zamana kadar bu tür yapılar benzersiz kabul edildi ve çok nadir inşa edildi; günümüzde bilim ve teknolojinin hızla gelişmesi ve bu tür yapılara olan büyük ihtiyaç Sanayi, boş zaman ve eğlence alanlarında, birçok ülkede bu tür yapıların yoğun bir şekilde inşa edilmesi önceden belirlenmiştir.

Özellikle ilgi çekici olanlar mekansal tasarımlar Yükü birbirine aktaran ayrı, bağımsız yük taşıyan elemanlardan oluşmayan, ancak yapının çalışan parçalarından oluşan tek bir karmaşık sistemi temsil eden.

Yapıların bu mekansal doğası, dünya genelinde inşaatlarda yaygın olarak kullanılan bir semboldür. yapı ekipmanı 20. yüzyıl Her ne kadar bazı mekansal yapı türleri - kubbeler, haçlar ve tonozlar - eski çağlardan beri bilinmesine rağmen, ne malzeme kullanımı ne de tasarım çözümleri açısından modern inşaat gereksinimlerini karşılamıyorlar, çünkü önemli açıklıkları kapsıyor olsalar da, aynı zamanda son derece ağır ve devasa.

Mekansal tasarımların çekici yanı, mimarinin işlevsel ve estetik gereksinimlerini en iyi şekilde karşılayabilmeleridir. Örtüşen açıklıkların ölçeği, esnek planlama uygulama yeteneği, çeşitli geometrik şekiller, malzemeler, mimari ifade - bu, bu yapıların özelliklerinin tam bir listesi değildir.

Fonksiyonel, teknik ve sanatsal-estetik kombinasyonu, mekansal tasarımlara geniş bir perspektif sağlar ve kullanımlarının büyük tasarruflara olanak sağladığı gerçeğinden bahsetmeye bile gerek yok. Yapı malzemeleri- binaların ve yapıların malzeme tüketimini %20-30 oranında azaltmak.


Düzlemsel uzun açıklıklı yapılar kirişleri, çerçeveleri, kafes kirişleri ve kemerleri içerir. Düzlemsel yapılar yük altında her biri kendi düzleminde otonom olarak çalışır. Binanın bir alanını (levha, kiriş, kafes kiriş) kaplayan düzlemsel yapıların taşıyıcı elemanı bağımsız çalışır ve bitişik olduğu elemanların çalışmasına katılmaz. Bu, düzlemsel elemanların mekansal olanlara göre daha düşük mekansal sertliğine ve yük taşıma kapasitesine, ayrıca daha yüksek kaynak tüketimine, özellikle de artan malzeme tüketimine neden olur.

Pirinç. 4.1. Uzun açıklıklı yapılar için tasarım çözümleri

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

Sağlam bir yapının çerçeveleri iki adet kendinden tahrikli pergel vinç kullanılarak monte edilir. İlk olarak, temel üzerine çapraz çubuğun bir kısmına sahip çerçeve rafları monte edilir, geçici bir desteğe dayanılır ve ardından çapraz çubuğun orta kısmı monte edilir. Çapraz çubuğun parçaları, kaynak veya güçlü kaynak yoluyla geçici desteklere bağlanır. İlk çerçevenin montajından sonra yapı gergi telleri kullanılarak desteklenir.

Bazı durumlarda çerçeve yapılarının kayar yöntemle kurulması 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 kafesli özel bir iletkenle monte edilir. Birleştirilen ve sabitlenen blok, raylar boyunca tasarım konumuna kaldırılır. Krikolar veya hafif vinçler kullanarak kurun.

Kemerli yapılar 2 tiptir: sıkmalı 2 menteşeli kemer ve 3 menteşeli kemer şeklinde. Çift menteşeli kemer şeklinde taşıyıcı kısmı olan kemerli yapıları kurarken, kendinden tahrikli pergel vinçler kullanılarak çerçeve yapılarının kurulumuna benzer şekilde gerçekleştirilir. Ana gereksinim, beşinci (destek) menteşenin destekle hizalanmasını garanti eden yüksek kurulum doğruluğudur.

Üç menteşeli kemerlerin montajı, üst menteşenin varlığıyla ilgili bazı özelliklerde farklılık gösterir. İkincisi, açıklığın ortasına monte edilen geçici bir montaj desteği kullanılarak monte edilir. Kurulum dikey kaldırma yöntemi, kaydırma veya döndürme yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilir.

Pirinç. 4.3. Çerçeve kurulumu

a - tamamen iki vinçle kurulum; b - çerçevelerin geçici destekler kullanılarak parçalara montajı; c - döndürme yöntemini kullanarak çerçevelerin montajı; 1-kurulum vinci; 2 çerçeveli düzenek; 3 parçalı çerçeve; 4-geçici destekler; 5 vinç; 6 montajlı bomlar.

Her yarım kemer ağırlık merkezine asılır ve topuk menteşesi bir desteğe, ikinci uç ise geçici bir desteğe yerleştirilecek şekilde monte edilir. Diğer yarım kemer için de aynı şey geçerli. Topuk menteşesindeki dönüş, üst menteşenin kilitleme deliklerinin eksenlerinin hizalanmasıyla 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 geliştirilmemişti.

Pirinç. 4.4. Geçici Merkez Desteği Kullanarak Kubbenin Montajı

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

Kubbe sistemleri ayrı çubuklardan veya ayrı plakalardan monte edilir. Bağlı olarak yapıcı çözüm kubbe yapılarının montajı, geçici sabit bir destek kullanılarak, menteşeli bir şekilde veya bütünüyle gerçekleştirilebilir.

Küresel kubbeler, asma yöntemi kullanılarak halka katmanları halinde dikilir. Bu tür katmanların her biri, montajın tamamlanmasından sonra istatistiksel stabiliteye ve yük taşıma kapasitesine sahiptir ve üstteki katmanın temelini oluşturur. Prefabrik kubbeler, iletken cihazlar ve geçici bağlantı elemanları (Kiev'deki bir sirk kubbesi) kullanılarak monte edilebilir veya kubbe tamamen yere monte edilir ve daha sonra vinç, pnömatik taşıma veya kaldırma yoluyla tasarım ufkuna kaldırılır. Aşağıdan yetiştirme yöntemi kullanılır.

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

Bu tür sistemleri kullanma deneyimi, yüksek mukavemetli çeliklerin ve plastik ve alüminyum alaşımlarından yapılmış hafif muhafaza yapılarının maksimum düzeyde kullanılmasını mümkün kıldığından, büyük açıklıkların kaplamalarının oluşturulmasını mümkün kıldığından, ilerlemelerini kanıtlamıştır.

Pirinç. 4.5. Asma yapıların montajı

1 kuleli vinç; 2-travers; 3 kablolu yarım kafes; 4-merkezi tambur; 5-geçici destek; 6 monteli yarı kafes; 7 - destek halkası.

Son zamanlarda asma çerçeve yapıları yaygınlaştı. Asma yapıların inşasının özelliği, ilk olarak, üzerine kablo tellerinden gelen gerilimi emen bir destek konturunun yerleştirildiği yük taşıyıcı desteklerin dikilmesidir. Tamamen döşendikten sonra kaplama, tam tasarım yükü dikkate alınarak geçici bir yük ile yüklenir. Bu öngerilme yöntemi, çalışma sırasında tam yükten sonra kabukta çatlakların oluşmasını önler.

Askıya alınmış kablolu yapıların bir türü membran kaplamalardır. Membran kaplama, betonarme bir destek konturu üzerine gerilmiş ince metal levha yapı formundaki bir askı sistemidir. Rulonun bir ucu destek konturuna sabitlenir ve rulo, bir vinç tarafından özel bir travers kullanılarak tüm uzunluğu boyunca açılır, vinçler tarafından çekilir ve destek konturunun karşı bölümüne sabitlenir.

Membran kaplamaların dezavantajı, ince levhaların uzunluk boyunca ve montaj elemanlarının 50 mm'lik bir örtüşme ile birlikte kaynaklanması gerekliliğidir. Aynı zamanda kaynak yaparak ana metal ile eşit mukavemette bir dikiş elde etmek neredeyse imkansızdır, bu nedenle sacın kalınlığı yapay olarak arttırılır. Bu sorun, alüminyum alaşımlarından yapılmış birbirine kenetlenen bantlardan oluşan bir sistemle bir dereceye kadar çözülmektedir.

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

Uzun silindirik kabuklar sahada tamamen tamamlanmış veya büyütülmüş olarak tedarik edilir. 3x12 montaj elemanlarının ağırlığı yaklaşık 4 tondur. Kaldırmadan önce, iki plaka hareketli bir aparatta genişletilir ve tek bir eleman halinde sıkıştırılır. Büyütme sırasında gömülü parçalar bağlantı noktasına kaynak yapılır, sıkma sıkılır ve dikişler kapatılır.

24 m'lik bir açıklık oluşturan 8 adet genişletilmiş bölüm monte edildikten sonra delikler çakışacak şekilde hizalanır, daha sonra uzunlamasına takviyenin tüm gömülü parçaları ve çıkışları kaynak yapılır, takviye gerilir ve bağlantılar betonlanır. Beton sertleştikten sonra kabuk döndürülür ve iskele yeniden düzenlenir.

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

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

Bir süredir, imalattaki yüksek emek yoğunluğu ve yapının kurulumunun özellikleri nedeniyle yapısal yapılar yaygın olarak geliştirilmemiştir. Tasarımın özellikle bilgisayar kullanımıyla iyileştirilmesi, hat içi üretime geçişi sağlamayı, hesaplamaların karmaşıklığını azaltmayı, doğruluğunu ve dolayısıyla güvenilirliği artırmayı mümkün kıldı.

Şekil 4.6. Bir binanın büyük boyutlu levhalardan kaplanması

3x24 m ölçülerinde 1 levha; 2 uçaksavar lambası; 3 kirişli kafes; 4- sütun.

Çapraz çubuk sistemleri destekleyici bir geometrik şekle dayanmaktadır. Farklı yapısal yapı türlerinin ayırt edici bir özelliği, bu yapıların imalat ve montajının karmaşıklığını büyük ölçüde belirleyen çubukların uzamsal birleşimidir.

Yapısal yapılar, çerçeveler ve kiriş yapıları şeklindeki geleneksel düzlemsel çözümlere kıyasla bir takım avantajlara sahiptir:

  • katlanabilir ve tekrar tekrar kullanılabilir;
  • yapısal elemanların yüksek düzeyde tiplendirilmesi ve birleştirilmesiyle kolaylaştırılan otomatik üretim hatlarında üretilebilir (genellikle bir tür çubuk ve bir tür montaj gereklidir);
  • montaj yüksek nitelikler gerektirmez;
  • Kompakt ambalajlara sahiptirler ve taşımaya uygundurlar.

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

  • büyük ölçekli montaj, önemli miktarda el emeğinin kullanılmasını gerektirir;
  • belirli yapı türlerinin sınırlı yük taşıma kapasitesi;
  • kurulum için gelen yapıların düşük fabrika hazırlığı.

Pnömatik yapılar, geçici barınak olarak veya bazı yardımcı amaçlarla, örneğin kabukların ve diğer mekansal yapıların inşası için 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, taşıyıcı yapı, yapının bir tür çerçevesini oluşturan, elastik malzemeden yapılmış hava dolu borulardan yapılmıştır. Bazen yüksek basınçlı pnömatik yapılar olarak da adlandırılırlar çünkü borulardaki hava basıncı, hava destek filminin altındaki basınçtan çok daha yüksektir.

Hava destekli yapıların inşası, beton veya asfaltın döşeneceği alanın hazırlanmasıyla başlar. Yapının konturu boyunca sabitleme ve sıkıştırma cihazlarına sahip bir temel kurulur. Hava basıncının etkisi altında kabuk düzleşir ve tasarlanan şekli alır.

Hava taşıyan veya pnömatik çerçeve yapıları, hava destekli olanlara benzer şekilde inşa edilir, tek farkı, havanın kompresörden kauçuk borular aracılığıyla sağlanması ve özel valfler aracılığıyla yapı çerçevesi adı verilen kapalı kanallara pompalanmasıdır. Odalardaki yüksek basınç nedeniyle, çerçeve tasarlanan pozisyonu alır (çoğunlukla kemer şeklinde) ve etrafındaki kumaşı arkasına kaldırır.

Uzun açıklıklı modern kaplamalar endüstriyel binalar spor salonları, spor sarayları, modern süpermarket ve hipermarket binaları gibi büyük kamu binalarının yanı sıra, uzun açıklıklı düzlemsel veya mekansal yapılar olarak tasarlanabilmektedir. Statik çalışmalarının doğasında farklılık gösterirler. Düzlemsel yapılarda, tüm elemanlar kural olarak tek yönde yük altında bağımsız olarak çalışır ve kendilerine bağlı yapıların çalışmasına katılmazlar. Mekansal yapılarda elemanların tümü veya çoğu, iki yönde birlikte çalışır. Bu tür ortak çalışma sayesinde yapının sağlamlığı ve taşıma kapasitesi artırılmakta, inşaatı için malzeme tüketimi azaltılmaktadır.

Uzun açıklıklı düzlemsel yapılar kirişler ve çatı makaslarıdır. Kirişler dikdörtgen veya üçgen olabilir. Kirişin alt kirişi gerilimle, üst kirişi ise sıkıştırmayla çalışır. Bu nedenle, ana çalışma takviyesi alt kirişe yerleştirilmeli ve üst kiriş bölümü, sıkıştırmada iyi çalışan geniş bir beton alanına sahip olmalıdır. Mesnet tepkilerinden maksimum yanal kuvveti absorbe etmek için mesnetlerde kirişlerin kalınlaştırılması gerekir. Bu konu, yapı mekaniği ve yapılarla ilgili ilgili derslerde ele alınacaktır. Kiriş açıklıkları 18 m'yi geçmez.

15, 18, 24 m ve daha fazla açıklıklar çubuk tabanlı düzlemsel yapılarla - kafes kirişlerle kaplıdır. İncirde. Şekil 13.48 şekil ve bir dereceye kadar statik çalışma bakımından farklılık gösteren kafes kiriş türlerini göstermektedir. Kafesler betonarme, çelik veya ahşap olabilir. Ahşap kirişlere bir örnek, mühendis A. A. Betancourt tarafından Moskova'daki Manezhnaya Meydanı'ndaki eski Manege'deki Merkezi Sergi Salonu'nun 24 metrelik açıklığını kaplamak üzere tasarlanan ve inşa edilen kirişlerdir; yangından sonra iyi bir iç manzaraya sahiptir.

Pirinç. 13.48.

A – ana çiftlik türleri; B - "sıfır" bağlamada (kolonun dış kenarı boyunca) bir sütun üzerinde paralel kirişlere sahip bir kafes kirişi destekleyen bir düğüm; V – aynı, 250 ve 500 mm referanslı çokgen; d – aynı, “sıfır” referanslı üçgen; 1 – destek standı; 2 - Kolon; 3 – yarı ahşap çapraz çubuk

En eski çubuk-kiriş sistemleriyle birlikte çerçeve binalar 20. yüzyılın ortalarından itibaren uygulandı uzaysal çapraz çubuk sistemleri.

Çapraz çubuk sistemleri, dikdörtgen, üçgen veya çapraz bir ağ oluşturan, birbirleriyle 90 veya 60° açıyla kesişen doğrusal elemanlardan (kirişler veya kirişler) oluşur (Şekil 13.49). Kesişen doğrusal elemanların ortak mekansal çalışması yapının sağlamlığını önemli ölçüde artırır. Bireysel düzlemsel elemanlardan yapılan geleneksel kaplamalarla karşılaştırıldığında kaplamanın yapısal yüksekliği yarıdan fazla azaltılabilir. Çapraz çubuk sistemlerinin kullanımı, 1: 1'den 1: 1,25'e kadar oranlara sahip kare, yuvarlak ve çokgen odaların kaplanması için en uygun olanıdır. Ana açıklıkların yükünü boşaltmak için, ana açıklığın boyutunun 0,20-0,25 katı çapraz kaplamalı konsol çıkıntılarının monte edilmesi tavsiye edilir.

Pirinç. 13.49.

a–f – çapraz sistemlerin diyagramları; h – j – desteklerin çapraz sistem altındaki konumu; ben – çapraz çubuk kaplama; M – destek seçenekleri ve destek türleri; L – yapının açıklığı; L k – konsol çökmesi; 1 – destekler; 2 – sınırlayıcı yük taşıyıcı eleman (kiriş veya kafes); 3 – çekirdek; 4 – bağlayıcı; 5 – çapraz çubuk sisteminin desteği

Çapraz kaburga ve çapraz çubuk sistemleri vardır. Çapraz nervürlü metal veya betonarme tanklardan veya tahta elemanlardan yapılmıştır. Çapraz çubuk yapılar esas olarak iki veya dört düz kafes diskinden oluşan sistemler şeklinde metalden yapılmıştır, iki yönde eğimli çubuklarla tutturulur, bunlar alt kafesin çubuklarıyla sabitlenmiş, üst kısımları altta olacak şekilde bir dizi aynı piramitler oluşturur disk.

Kemer eğrisel (dairesel, parabolik vb.) bir taslak kiriş şeklinde düz uzaylı bir yapıdır (Şekil 13.50, A). Ego, düzlemsel ve uzamsal arasında bir ara yapı türü gibidir. Kemerlerde çoğunlukla basma ve yalnızca belirli koşullar altında eğilme kuvvetleri meydana gelir. Bu nedenle kemerler kirişlere göre çok daha büyük açıklıkları kapsayabilir. Bununla birlikte, kirişlerin aksine kemerler desteklere yalnızca dikey değil aynı zamanda yatay kuvvetleri de iletir - raster Bu nedenle destekler güçlü olmalı, güçlendirilmelidir. payandalar. İtme kuvveti, kemerin topuklarının sıkılması ve gergin bir şekilde çalışılmasıyla da söndürülebilir.

Silindirik kasa(Şekil 13.50, 6) - tek yönde eğriliğe sahip birçok kemerden oluşan mekansal bir yapı. Silindirik bir tonozdaki generatrix, bir kılavuz boyunca (kemer yayı boyunca) kavisli bir yüzey oluşturan düz bir çizgidir. Böyle bir yüzey inşaat için uygundur, çünkü üretimi için kavisli "daireler" halinde yerleştirilmiş düz tahtalardan basit kalıplar kullanabilirsiniz.

İki namlu tonozunun aynı kaldırma bomu ile kesişimi ( F ) formlar çapraz tonoz silindirik bir tonozun dört eşit parçasından oluşan - sıyırmalar ve dört desteğe sahip (Şekil 13.50, V).

Pirinç. 13.50.

A - kemer; B - namlu tonoz; V – çapraz tonoz; G - kapalı kasa: D – kubbe; e – yelken kasası; Ve – düz kabuk; H – namlu tonoz; Ve – tepsi kasası; İle – hiperbolik bir paraboloit şeklindeki yüzey; ben - hiperbolik bir paraboloid şeklinde dört kabuktan oluşan bir kaplama; 1 – sıkma; 2 – sıyırma; 3 – yanak

Kapalı kasa ayrıca silindirik bir tonozun yüzeyinin tepsiler veya yanaklar olarak adlandırılan dört özdeş parçasından oluşur, ancak kapalı alanın tüm çevresi boyunca durur (Şekil 13.50, G).

Antik Pers mimarisinde çeşitli tonozlu yapılar kullanılmıştır. Antik Roma ve Bizans döneminde (M.Ö. 1. yüzyıl – MS 4. yüzyıl) büyük bir refaha ulaştılar. Bu yapılar tuğla, kesme taş ve betondan yapılmıştır. Romanesk ve Gotik (XI-XV yüzyıllar) döneminde daha da gelişme gösterdiler. Sivri Gotik kemerler ve tonozlar Haçlı Seferleri sırasında Avrupa'ya getirildi. Bunlar Arap Halifeliği'nin (VII-IX yüzyıllar) mimarisinin karakteristik özellikleriydi. Modern inşaat uygulamasında tonozlu yapılar betonarme, betonarme, kemerli yapılar ise betonarme, çelik ve ahşaptan yapılmıştır. Yapı mekaniğinde bu tür yapısal elemanlara denir. kabuklar.

Kemerin yarısı bir generatrix olarak döndürülürse dikey eksen, sonra elde ederiz kubbe(Şekil 13.50, d). Kubbenin yüzeyi iki yönde eğriliğe sahiptir. İki yönde eğriliği olan kabuklara denir çift ​​Gauss eğriliğinin kabukları(Carl Friedrich Gauss büyük bir matematikçidir). Kubbenin türevi yelken kasası(yelken kabuğu), kubbeden farklı olarak yalnızca dört destek üzerine oturan ve kare planlı bir alanı kaplayan (Şek. 13.50, e).

Çift pozitif Gauss eğriliğinin düz kabukları (Şekil 13.50, Ve) modern kamu ve endüstriyel binaların yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu kabuklar aynı zamanda transfer kabuklarını da içerir: varil ve tepsi tonozları. Yüzeyleri, bir eğrinin, ilk eğrinin düzlemine dik bir düzlemde bulunan başka bir eğri boyunca hareket ettirilmesiyle (aktarılmasıyla) oluşturulur (Şekil 13.50, h, Ve).

Özel bir eğrisel yapı grubu, formdaki çift negatif Gauss eğriliğinin kabukları ile temsil edilir. hiperbolik paraboloit, veya hipara(Şekil 13.50, İle). Yüzeyi, dalları yukarı doğru olan bir parabolün, dalları aşağı doğru olan parabol boyunca hareket etmesiyle oluşur; parabollerin işaretleri farklıdır. Tepsi tonozu ayrıca hiperbolik bir paraboloit şekline de sahip olabilir. Hiperbolik bir paraboloit, çizgili yüzeylerden biridir ve doğrusal yapı elemanları kullanılarak oluşturulabilir. Paraboloitin Şekil 2'de vurgulanan kısmından. 13.50, İle Çeşitli kombinasyonlarla orijinal tipte kabuklar elde etmek mümkündür (Şekil 13.50, ben ).

Tam (veya Gaussian) eğrilik yüzeyler İLE kılavuzun eğrilerinin yarıçaplarının çarpımının ve yüzeyin generatrisinin karşılıklılığı denir, yani. .

Her iki yarıçapın da olması durumunda aynı işaretler yani merkezleri yüzeyin bir tarafındadır, değer İLE pozitif olacaktır (Şekil 13.51, A). İkinci durumda (Şekil 13.51, B) Anlam İLE – negatif, çünkü yarıçaplar farklı işaretlere sahiptir. Yüzeye negatif Gauss eğriliğinin yüzeyi denir.

Pirinç. 13.51. Yüzey pozitif(A) ve negatif(B) eğrilik

Çift eğrilikli kabuklar aralayıcı yapılardır. Çoğu kabuk tonoz tipinde itme kuvveti dışarıya doğru yönlendirilir. Çınarlarda ve tepsi tonozlarında içe doğru yönlendirilir. Bu, pozitif eğrilikli ve silindirik kabuklardaki genişlemeyi algılamak için kemerlerde olduğu gibi sıkılaştırmanın düzenlenmesi gerektiği anlamına gelir. Bunun yerine, uzun silindirik kabukların uçlarında ve içlerinde diyaframlar kullanılabilir veya bu kabuklar, bazen payandalarla güçlendirilmiş güçlü desteklerle desteklenebilir.

Kubbe yapılarında taş kullanımına ilişkin teknik olanaklar MS 1. binyılda tükenmişti. Roma'daki Pantheon binasını 43,2 m çapında bir kubbe ile kaplarken Kubbe, itme kuvvetini absorbe etmek için kalınlığı 8 m olan bir halka duvara dayanmaktadır (Şekil 13.52). Antik çağın bir diğer eşsiz kubbeli yapısı, Konstantinopolis'teki Ayasofya Kilisesi'nin 31,5 m çapındaki kubbesidir.Bu kubbe, yalnızca dört destek üzerinde dört küresel yelkenden oluşan bir sistemle desteklenmektedir (Şek. 13.53). Pantheon'daki masif duvarın aksine, Ayasofya Kilisesi'nde kubbenin itme kuvveti, kemerler ve yarım kubbeler aracılığıyla bitişik açıklıklara (nef) iletilir; bu mekansal sağlamlık, bunların yatay bileşenine dayanmalarına olanak tanır. itme.

Pirinç. 13.52.

A – Genel form: B - kesik

Pirinç. 13.53.

A - Genel form; B - plan; V – aksonometri yük taşıyan yapılar; 1 – kaplamanın enine yöndeki itme kuvvetini emen kemerli dayanaklar; 2 - denize açılmak; 3 – kubbe; 4 – boyuna yönde itme kuvvetini algılayan yarım kubbeler

20. yüzyılda değişti geometrik parametreler kubbeler ve kabuklar. Sürdürülebilirlik taş yapı kubbe, kaldırma kolunun çapının yaklaşık yarısı kadar olmasını gerektiriyordu. Betonarme, kaldırma kolunun çapının 1/5-1/6'sına kadar azaltılmasını ve aynı zamanda ince duvarlı kubbeyi aşan ince duvarlı bir kubbe elde edilmesini mümkün kılmıştır. biyolojik yapılar. Böylece, 1959 yılında seçkin mühendis-mimar Pietro Luigi Nervi tarafından inşa edilen Roma'daki büyük Olimpiyat Spor Sarayı'nın kabuğunun kalınlığının çapına oranı 1/1525'tir. sen tavuk yumurtası 1/100'dür.

Pozitif ve negatif Gauss eğriliğine sahip kabuk tonozlar için betonarme ve metalin kullanılması, bunların çok hafif olmasını ve yeni yapılar oluşturulmasını mümkün kılar. mimari formlar. İncirde. 13.54, Voronej'de hiperbolik paraboloid şeklinde bir kabukla kaplı bir su parkı binasını göstermektedir. Dikdörtgen bir plan üzerindeki betonarme kabuk, iki karşıt köşesinde bulunan ana destekler olan iki “bacak” üzerinde durmaktadır. Destekler, normal kuvvetleri yanlardan algılar ve dikey reaksiyonu zemine, yatay bileşeni ise yapının bodrumunda bulunan bağlantıya iletir. Asimetrik yüklerin algılanması vitray pencerelerin metal yapıları ile sağlanır. Sırlı duvarlar binaya hafiflik ve özgünlük izlenimi veriyor.

Pirinç. 13.54.

20. yüzyılın son üçte birinden bu yana birleşik mermiler. Uzun açıklıklı binaları kaplamak için yaygın olarak kullanılır. Aynı veya aynı özelliklere sahip kabuk parçalarından birleştirilirler. farklı işaretler eğrilik. Bu tür kombinasyonlar, uygun teknik parametrelerin elde edilmesini (örneğin, kaldırma kolunun azaltılması) ve bireysel ifade elde edilmesini mümkün kılar. mimari yapılarİle çeşitli şekiller plan. Salon kaplamalarının yanı sıra, bu tür kabuklar mühendislik yapılarında (kuleler, tanklar vb.) kullanım için etkilidir.

Özel bir mekansal yapı grubu katlanmış yapılardır (kıvrımlar). Kıvrımlar, üçgen, trapez veya başka bir kesit şekline sahip düz veya kavisli ince duvarlı elemanlardan oluşur (Şekil 13.55). Büyük açıklıkları (100 m'ye kadar) kaplamayı, malzemeleri idareli kullanmayı ve çoğu zaman yapının mimari ve sanatsal ifadesini belirlemeyi mümkün kılarlar. Kıvrımların yanı sıra silindirik kabuklar ve çift eğrilikli kabuklar aralayıcı yapılardır. Bu nedenle, tüm kıvrım dalgalarının uçları boyunca veya bir veya birkaç dalga halinde, gerilimle çalışan takviye diyaframları veya yatay çubuk bağlantılarının kurulması gerekir.

Pirinç. 13.55.

a, b – prizmatik testere dişi ve yamuk; V – üçgen düzlemlerin testere dişi; G – üstü düz olan bir çadır; D – sermaye katı; e – kenarları alçaltılmış çadır katlama; Ve – çok yönlü çadır; h – j – çok yönlü katlanmış tonozlar; ben – çok yönlü katlanmış kubbe; M – prefabrik katlanmış prizmatik kaplama; N – düz elemanlardan prefabrik katlama

Asma yapılar 19. yüzyılın ortalarından beri bilinmektedir. Ancak 100 yıl sonra yaygın olarak kullanılmaya başlandı. İçlerindeki ana yük taşıyıcı elemanlar, yalnızca çekme kuvvetlerini algılayan esnek halatlar, zincirler, kablolardır (kablolardır). Asma sistemleri (Şekil 13.56) düz ve mekansal olabilir. İÇİNDE düz tasarımlar paralel çalışan kabloların destek reaksiyonları, dikey destek reaksiyonlarını ve itme kuvvetini alabilen destek direklerine iletilir ve bu durumda dışbükey kabuklardaki itme kuvvetinin tersi yönde hareket eder. Bu nedenle bazı durumlarda onu algılamak için gergi halatları kullanılır (bkz. Şekil 13.56, A), ankrajlar kullanılarak zemine güvenli bir şekilde gömülür - çekme kuvvetlerine dayanabilen özel elemanlar. Bazen negatif itme, örneğin Bremen'deki (Almanya) bir spor salonunda olduğu gibi, destekleyici yapıların şekliyle algılanır (Şekil 13.57). Burada destekleyici yapılar bu itmeyi dengeleyen ayaklar şeklinde yapılmıştır.

Pirinç. 13.56. :

A - düz: B – mekansal çift eğrilik: V – uzaysal yatay

Pirinç. 13.57.

Kaplamanın kapalı yapısı, gerilmiş kablolar kullanılarak ana yapıdan asılır. Kapalı yapı aynı zamanda monolitik betonarme veya prefabrik malzemeden de yapılabilir. betonarme döşemeler aynı zamanda rüzgarın "emilmesi" sırasında bu tür kaplamaların ters bükülmesini önleyen yükleme elemanlarının rolünü de oynar; rüzgar yükü aşağıdan yukarıya doğru yönlendirilir. Bu tür yapıların geometrik değişmezliğini sağlamak için çeşitli stabilizasyon yöntemleri kullanılır. Yukarıda düz sistemler genellikle levhaların üzerine ek bir ağırlık yerleştirerek öngerilmeye başvurulur. Ağırlığı kaldırdıktan sonra, orijinal uzunluklarına kısaltmaya çalışan kablolar, monolitik betonarme kaplamayı sıkıştırarak onu asılı içbükey sert bir kabuğa dönüştürür. Bu tür yapılarda çatıdan drenaj, çatı kablolarının gerginliğinin düzenlenmesiyle gerçekleştirilir (binanın merkezinde daha güçlü, uçlarında daha zayıf).

Uzaysal asılı yapı(Şekil 13.58) bir destek konturundan ve üzerine kapalı yapının döşenebileceği bir yüzey oluşturan bir kablo sisteminden oluşur. Destek konturu (betonarme veya çelik), kablo sisteminden gelen itme kuvvetini emer. Dikey yükler destek konturunu destekleyen direklere veya diğer yapılara aktarılır. Mekansal asılı yapıları stabilize etmek için genellikle iki kablo sistemi kullanılır - çalışma ve stabilizasyon (iki bantlı tasarım). Her iki sistemin kabloları, kaplama yüzeyine dik düzlemlerde çiftler halinde düzenlenir ve kabloların ön gerilimini oluşturan sert ara parçalarla birbirine bağlanır. Kaplamanın kapalı yapısı, böyle bir sistemin statik çalışmasına katılmaz ve yük taşıyan (sarkma) veya dengeleyici (dışbükey) kablolar boyunca düzenlenebilir (Şekil 13.59).

Pirinç. 13.58.

A – ABD'deki arena kapsamı; B – Tallinn'deki şarkı sahnesini kapsayan; V – kablo askılı ön gerilimli ağ, toplama halatları ile birlikte; G - Montreal'deki 1967 Dünya Sergisindeki Alman sergi pavyonunun çok direkli ağ kaplaması; D – yatay çizgilerden oluşan planı; 1 – yük taşıyan kablolar; 2 – öngerilmeli stabilizasyon kabloları; 3 – kesişen iki eğimli kemer - destekleyici kontur; 4 – eskrim çerçevesi olarak kullanılan adamlar; 5 – ön eğimli kemer; 6 – duvarda desteklenen arka destek kemeri; 7 – destekler; 8 – standlar; 9 – temeller; 10 – duvarın temeli; 11 – toplama kabloları; 12 – adam hatları; 13 – çapalar; 14 – toplama kablolarının üst desteği için direkler; 15 – yatay kapsama

Pirinç. 13.59.

A - seyircinin üzerinde yuvarlak planda iki bant (ABD); B – aynısı, St. Petersburg'daki Yubileiny Spor Sarayı'nın üstünde; 1 – yük taşıyan kablolar; 2 – stabilize edici örtüler; 3 – ara parçalar; 4 – fenerli merkezi tambur; 5 – destek konturu; 6 – raflar; 7 – standlar; 8 – adam hatları; 9, 10 – halka takviye bağlantıları; 11 – ekipman için asma platform

Membran kabukları Yük taşıma ve kapatma işlevlerini birleştirdiklerinden asılı yapılar arasında en etkili olanlardır. Bir kontura tutturulmuş ince metal levhalardan oluşurlar. Malzeme olarak yalnızca 2-5 mm kalınlığındaki çeliğin kullanılmasıyla 300 m'nin üzerindeki açıklıkları kapsayabilirler.Membran esas olarak iki yönde gerilim altında çalışır. Böylece stabilite kaybı tehlikesi ortadan kalkar. Açıklık yapısından gelen kuvvetler, çoğu durumda stabiliteyi sağlayan membranla birlikte çalışan kapalı bir destek döngüsü tarafından algılanır. Maksimum açıklık (224 x 183 m), Moskova'daki Olimpiyat Spor Sarayı'nı kaplayan metal bir membranla kaplıdır. İncirde. 13.60, Kolomna'daki buz pateni merkezinin üzerine membran kaplamanın genel görünümünü ve kurulum sürecini göstermektedir.

Pirinç. 13.60.

A - kompleksin mimari düzeni; B - haddelenmiş membran panellerin temini, bunların geçici yatak elemanları üzerine yuvarlanması

Tente kaplamaları sirk çadırları, depolar, spor ve sergi pavyonları gibi geniş açıklıkların geçici yapıları olarak kullanılır. Türüne bağlı olarak yumuşak malzeme Bu tür yapılar kritik yapılar için de kullanılabilir. Bunun bir örneği, 1972 Olimpiyatları için inşa edilen, ancak 40 yıldır mükemmel şekilde kullanılan Münih'teki (Almanya) Olimpiyat tesisleridir. Kaplama malzemesi özel yarı saydam, esnek bir organik camdır - pleksiglas-215. Öngerilmeli bir malzemedir dış görünüş sıradan organik camdan hiçbir farkı yok.

Pnömatik yapılar 20. yüzyılın ikinci yarısından itibaren. gerektiren geçici yapılar için yaygın olarak kullanılır. hızlı kurulum ve söküm (geçici depolar, sergi pavyonları). İÇİNDE son yıllar Bu tür yapılar spor salonlarının toplu inşaatında kullanılmaya başlandı. Bu tür yapılar aynı zamanda monolitik betonarme kabukların yapımında kalıp olarak da kullanılır. Yapılar hava geçirmez kauçuklu kumaştan, sentetik filmlerden veya diğer yumuşak, hava geçirmez malzemelerden yapılmıştır. Yapı, kendisini dolduran havanın aşırı basıncı nedeniyle tasarım pozisyonunu işgal ediyor. Ayırt etmek hava destekli Ve pnömatik çerçeve yapılar (Şekil 13.61).

Pirinç. 13.61.

a, b – hava destekli; V – pnömatik mercek; G – kapitone tasarımın bir parçası; d, f – çerçeve pnömatik tonozlu kaplamalar; Ve – pnömatik kemerli kubbe; 1 – hava geçirmez kabuk; 2 – organik camdan yapılmış pencere penceresi; 3 – zemine sabitlemek için tirbuşon ankrajları; 4 - Geçit; 5 – ağır dikiş; 6 – çelik mercek destek kayışı; 7 – örtücü tente için uzunlamasına stabilite ve destek sağlamak üzere esneme

Hava destekli yapının tasarım konumu, odadaki insanlar tarafından hissedilmeyen çok hafif bir aşırı basınç (0,002-0,01 atm) ile sağlanır. Aşırı basıncı korumak için tesise girişler hermetik kapılı özel hava kilitlerinden yapılmaktadır. Sisteme mühendislik ekipmanları Fanlar çalıştırılır ve gerekirse odanın içine hava pompalanır. Tipik açıklıklar 18-24 m'dir, ancak Kanada'da Kuzey Kutbu'ndaki tüm şehirleri 5 km veya daha fazla açıklığa sahip hava destekli mermilerle kaplamaya yönelik projeler var. Pnömatik çerçeveler (hava taşıma sistemleri), içinde aşırı basınç (0,3-1,0 atm) oluşturulan uzun dar silindirlerden yapılır. Yapısal form böyle bir çerçeve kemerlidir. Kemerler birbirine yakın, sürekli bir kemer oluşturacak şekilde veya belli bir mesafeye monte edilir. Kemerlerin aralığı 3-4 m, açıklık 12-18 m'dir.

Gaylord Hotels'e ait Amerikan otellerinden birinin atriyumu

gelecek bugünden gelir
ve bugün seçtiğimiz yol tarafından belirlenir

Uzun açıklıklı yarı saydam yapılar, 21. yüzyılın kentsel mimarisinin ayrılmaz bir parçası haline geliyor. Günümüzün en iyi mimarları, çekim merkezinin belirli bir mekansal çekirdeğin geniş atriyum alanları olduğu - hacimli, ışık ve konforla dolu, olumsuz dış etkenlerden iyi korunmuş ve güvenilir yarı saydam kaplamalarla kaplanmış - giderek daha fazla şaşırtıcı bina kompleksleri yaratıyor.
Bu tür yapıların daha aktif bir şekilde geliştirilmesi, muhtemelen yakın gelecekte yalnızca insan ortamının konforlu ve güvenli alanını maksimum düzeyde genişletmekle kalmayacak, aynı zamanda gelecekte şehirlerimizin görünümünü değiştirmeyi ve mevcut durumlarını iyileştirmeyi de mümkün kılacaktır. .

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, sakin bir insan yaşamının her zaman bilinen bir sorunu olmuştur. Bu nedenle atalarımız eski çağlardan beri kendileri için barınaklar inşa etmeye başlamışlar, bu da dış etkenlerden korunan yapay bir ortam yaratarak hayatlarına arzu edilen konfor ve güvenliğin daha fazlasını getirmiştir. Ve ortaya çıkan mimarlık, bu yaratıcı insan eylemlerinin şaşırtıcı ve mükemmel bir aracı olarak, başlangıcından itibaren ve gelişimin tüm aşamalarında, bu önemli insanları daha iyi tatmin etmek için toplumdaki mevcut teknik yeteneklerden ve mevcut estetik görüşlerden maksimum düzeyde yararlanmaya çalıştı. ihtiyaçlar: hem konfor hem de güvenlik.

Bugün benzeri görülmemiş bir teknolojik gelişme çağı geldi ve Yapı sektörü bu 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 aşağıdaki gibi öznel fikirlerimizin bir kısmıdır: Gelecekteki yapının kullanışlılığının yetersiz olması, talebin ve karlılığın düşük olması veya gelecekteki inşaat süresinin çok uzun olması ve yüksek fiyat uygulama. Aynı zamanda “sürdürülebilir kalkınma” ve “yeşil bina” ilkelerinin dünya genelinde uygulanmaya başlanmasıyla birlikte binaların çevresel sürdürülebilirlik faktörünün varlığı da giderek ağırlık kazanıyor. yapı.

21. yüzyıl mimarisinin gelişimi için geniş teknik fırsatların açılmasıyla birlikte, modern mimarların çalışmalarında, projelerinin kentsel çevrenin gelişimi üzerindeki önemli etkisini daha fazla hesaba katmaya başlaması gerekiyor gibi görünüyor. Geçmişteki gelişim yolunun ve gelişimlerine yönelik devam eden yaklaşımın rehinesi haline gelen modern mega şehirlerin, sakinlerinin huzuru ve güvenliği açısından giderek daha fazla çok faktörlü bir sorun haline geldiği açıktır.

Küreselleşme çağına giren dünyamız, son yıllarda büyük ölçüde değişti ve bugün, insanların uzayın ayrı noktalarında kalabalık bir şekilde yaşamasının devam etmesine makul gerekçeler bulmak pek mümkün değil. Toplumumuz bu sürecin yıkıcılığını anlamaya başlıyor, ancak kentsel mimari ne yazık ki hala yüksek katlı projeler yaratma ve kentsel gelişimi yoğunlaştırma yolunu izlemeye devam ediyor, böylece zaten belli noktalarda nüfusun daha da fazla yoğunlaşmasına neden oluyor. aşırı nüfuslu alan.

Aynı zamanda modern teknolojilere sahip olan ve toplum yaşamındaki muazzam etkisini kullanan, mimari XXI Yüzyıl sadece insan çevresinin konforlu ve güvenli alanını en üst düzeye çıkarmakla kalmayıp, aynı zamanda şehirlerimizin görünümünü radikal bir şekilde değiştirme ve mevcut durumlarını iyileştirme kapasitesine de sahiptir ve adım adım denemelidir. 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, uzun zaman önce insanlarla başladı. Ancak ancak geniş teknik ve mali fırsatlar getiren sanayi devriminin ortaya çıkışıyla bu tür projelerin uygulanması mümkün hale gelir. Avrupa ve Amerika'nın büyük şehirlerinin çoğunda, pahalı mağazaların ve rahat kafelerin sıralandığı büyük cam kaplı pasajlar ancak 19. yüzyılın ikinci yarısında ortaya çıktı. Ve büyük camlı atriyum mekanlarının geliştirildiği bu dönemin ilk dikkate değer incilerinden biri, 1877'de ziyaretçilere açılan, Milano'daki ünlü Galleria Vittorio Emmanuel II'dir.

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

İlerleme durdurulamayacağına göre, ona aktif olarak katılmak ve tarihin kenarlarında kalmamak tüm büyük ülkelerin görevidir. Bu nedenle, yirminci yüzyılın ikinci yarısından bu yana, SSCB, ABD ve diğer bazı ülkelerdeki inşaat bilimi, şehirlerini büyük yarı saydam kubbelerle aşağıdakilere karşı koruma olasılığı üzerinde ciddi şekilde çalışmaktadır: istenmeyen hava olayları, olumsuz özellikler yerel iklim, aşırı düzeyde güneş radyasyonu ve dış ortamdan insan etkileri için elverişsiz olan diğerleri. Son yıllarda, bu yönde daha fazla araştırma yapılmasını teşvik eden faktörler listesine şunları ekleyebiliriz: Gezegendeki hızlı ve öngörülemeyen iklim değişiklikleri, çevre kirliliğinde endişe verici bir artış, artan aşırılıkçılık tehditlerinin yanı sıra insanların iklim değişikliğini azaltma arzusu. şehirlerinin son derece yüksek enerji maliyetleri.

Bugün, bol miktarda doğal ışık ve konforun bulunduğu uzun açıklıklı yarı saydam koruyucu yapıların (bundan sonra LSPS olarak anılacaktır) oluşturulması her zamankinden daha aktif hale geldi. Yeni fikirler ortaya çıkıyor ve Houston Üzerindeki Kubbe gibi çeşitli benzersiz projeler yaratılıyor ve bu muhteşem projelerden bazıları halihazırda uygulanıyor. 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 bugün bu göstergeye göre haklı olarak 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 verimliliğinde hem de ısı kaybında önemli bir azalmada somut verimlilik olasılığının bilimsel olarak kanıtlanması ve aynı zamanda yeni oluşturulan konforlu ve talep gören kamusal alanın önemli ölçüde genişletilmesiydi.

Bu gerekçenin övgüsü İngiliz ve Amerikalı mimar ve bilim adamlarına aittir, ancak her şeyden önce yirminci yüzyılın 70-80'li yıllarının sınırında "" kavramını yaratan Terry Farrell ve Rolf Lebens'in çalışmalarını vurgulayabiliriz. tampon düşünme”. Bu konseptin sonucu, “tampon etkisi”nin veya “çift çevreleme ilkesinin” dünya mimarlık pratiğine aktif olarak dahil edilmesiydi.

Verimli büyük atrium mekanları yaratma imkanı konusu araştırılırken, ısıtma, soğutma ve dönüştürülebilir atrium tipleri 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 ve çeşitliliğin küçük bir kısmıdır) Yıllar içinde inşa edilen atrium alanlarının sayısı). Ne yazık ki modern Rusya'nın bu anlamda henüz büyük başarıları yok.

Kullanımın tavsiye edilebilirliği konusunda uzmanların mevcut argümanlarına katılmak Modern mimari makalenin yazarı, geniş atriyum alanları ve sonuçlarına itiraz etmeye çalışmadan, çok bantlı kablo yapılarının yardımıyla bu tür alanların daha ucuz ve daha güvenilir bir şekilde nasıl oluşturulacağını (örtüleceğini) ve ayrıca özellikle atriyumların boyutuyla sınırlı olmamak üzere, yeni teknoloji geniş açıklıkları kapsıyor. Öyle görünüyor ki, Rusya koşullarında, şehir bloklarının etrafındaki en basit ikinci çitin (tampon alan) oluşturulması bile, çevredeki alanda geri dönüşü olmayan bir şekilde çözülmeyecek olan kapalı binaların sayısız ısı kaybının akıllıca kullanılmasını mümkün kılacaktır, ancak ortaya çıkan atriyum alanları için ısıtma sağlayacaktır. Sadece yüksek kaliteli yarı saydam koruyucu kaplama nedeniyle, kışın bu tür atriyum alanlarındaki sıcaklık dışarıya göre 10-15 derece daha yüksek olabilir.

Yaz aylarında, iç mekanın aşırı güneş radyasyonu ve aşırı ısınmaya karşı makul, ayarlanabilir kısmi gölgelenmesine ek olarak, yarı saydam kaplamadaki havalandırma açıklıklarının açılmasının yanı sıra diğer iyi bilinen ve uygulanması da mümkündür. tüm yarı saydam kompleksin içinde konforlu bir mikro iklim yaratmanın etkili yöntemleri. Açıkçası, geniş bir kapalı alanda konforlu ve istikrarlı bir mikro iklim yaratmak, binlerce küçük odada aynı konforlu koşulları aynı anda sağlamaktan çok daha kolay ve daha ucuz olacaktır.
Hacimsel yarı saydam yapıların doğası, bizi bu tür sorunları çözerken bazı düşünce kalıplarımızı bir kenara bırakmaya 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 BSZS'nin tüm iç alanı için önemli ölçüde daha düşük enerji maliyetleriyle istikrarlı ve konforlu koşullar sağlamayı mümkün kılan yeni etkili teknik çözümler halihazırda mevcuttur.

Bu arada çoklu bant kablo kaplamalarının kullanım olanakları da daha geniş görünüyor. Dolayısıyla henüz emekleme aşamasında olan ve çekinerek kendini duyuran eko-kentlerin inşası süreci de geniş açıklıklı yarı saydam yapılar olmadan düşünülemez. Yeni geniş açıklıklı yarı saydam mimariyi takdir eden 21. yüzyılın, onu aktif olarak geliştirip iyileştireceğini ve aynı zamanda onu, kentsel planlamada hızlı bir şekilde bir atılım yapmak, donuk, enerji açısından verimsiz olanı değiştirmek için kullanmaya çalışacağını düşünmek isterim. ve kullanışlı, konforlu ve çevre dostu şehirlerle modern mega şehirlerin güvensiz beton ormanı.

Pirinç. 6-11 Masdar Şehri (çizimler Foster + Partners'a aittir).

Günümüzün en iddialı ve gösterişli eko-kent projesine Masdar City denilebilir. Bu muhtemelen, yenilenebilir kaynaklardan (güneş, rüzgar vb.) elde edilen enerjiyle desteklenen ve atmosfere minimum karbondioksit emisyonu ile sürdürülebilir bir ekolojik çevreye sahip olan geleceğin şehrini düzenlemeye yönelik entegre bir yaklaşıma yönelik gerçekten ilk ciddi girişimdir. kentsel faaliyetlerden kaynaklanan atıkların tamamen geri dönüştürülmesine yönelik bir sistemin yanı sıra.
Ne yazık ki, Masdar Şehri'nin inşası için seçilen yer en başarılı yer değildi ve gelecekteki sakinler ve işletme kuruluşları çölün bu köşesinin konumundan kaynaklanan bazı rahatsızlıkları yaşamaya devam edecek. Şehir projesinde yer alan teknik çözümlerin 50 derecelik yaz sıcağına (tüm atriumlar dahil olmak üzere kapalı alanlar istisna olacak) tam anlamıyla baş edemeyeceği çok açık. Aralık-Ocak aylarındaki yağışlı dönemler ve sonrasında yoğun sis mevsimi de yeni kent sakinleri için pek rahat olmayacak. Ve çölün o kısmında oldukça sık görülen kış-ilkbahar kum fırtınalarını hatırlarsak, şehir bloklarını bu yerel doğal olaylardan kaplayan ve koruyan geniş açıklıklı yarı saydam kaplamalar olmadan, şehir sakinlerinin periyodik olarak belirli rahatsızlıklar yaşamak zorunda kalacağını anlayacağız.
Geniş açıklıklı yarı saydam yapıların inşası için aşağıda önerilen konsept, Masdar Şehri gibi projelere çok iyi uyum sağlıyor ve öyle görünüyor ki, bu tür projelerin modern şehirlerin hem inşaatı hem de işletiminde tasarruf sağlamasına yardımcı olma konusunda oldukça yetenekli. Ve ayrıca bu şehirleri daha güvenli ve konforlu hale getirmek.

Şekil 6-11. Geleceğin Masdar Şehri, renkli reklam broşürlerinde ve dergi illüstrasyonlarında (Foster + Partners'ın çizimleri) bu şekilde görülebilir.


2012 yılında Rus mühendisler, geniş açıklıklı bina ve yapıların inşasına olanak tanıyan, bugün teknik olarak erişilebilir ve uygulamada etkili olan geniş açıklıkları kapsayan bir konsept geliştirdiler. Buradaki fikir, bir bina kompleksi üzerinde, destekleyici binalar arasındaki geniş açıklıkları kapsayan, her türlü tasarım yükünü taşıyabilecek ve tüm kompleks için tek bir dayanıklı ve güvenilir yarı saydam kaplama oluşturabilecek çok bantlı bir kablo kaplaması oluşturmaktır. Kaplama, böyle bir nesnenin kapalı iç alanındaki insanlar için sabit ve rahat parametreleri koruma yeteneği sağlayacaktır: sıcaklık, nem, hava hareketliliği ve temizliği, aydınlatma, güvenlik vb.
Çoklu bant kablo sistemleri fikri, yarım yüzyıldan fazla bir süredir uzun açıklıklı binaların ve yapıların inşasında dünyada yaygın olarak kullanılan asma yapıların iyi bilinen prensiplerine dayanmaktadır. Ancak uzun açıklıklı inşaatlarda askılı yapılar bazı eksiklikleri nedeniyle pek yaygınlaşamamıştır. Bu nedenle, asma çatı yapılarına sahip geniş açıklıklı binalar, kural olarak, çatının binanın dışına doğru eğimini sağlayamaz, bu da çatıdan çökeltinin alınmasında 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 yüklerin etkisi altında yüksek deforme olabilmeleridir.

Çoklu bant kablo sistemleri üstesinden gelmeyi başardı listelenen dezavantajlar Uzun açıklıklı kablo askılı kaplamalar ve hatta çok daha büyük açıklıkların başarılı bir şekilde kapatılması fırsatını yaratmak, bugün uzun açıklıklı inşaatların geliştirilmesine yeni bir ivme kazandırabilir.

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


Çoklu bant halat kaplaması nedir ve nasıl çalışır?

Çoklu bant kablo kaplamasının nasıl çalıştığını anlamak için, iki destekleyici bina arasındaki açıklığı kapatmak için kullanılan bilinen herhangi bir uzun açıklıklı kaplamanın tasarımını hayal etmek gerekir. (örneğin, uzaysal çapraz çubuk levhası). Açıklık yeterince büyükse, bu kaplama Özkütle kaçınılmaz olarak bükülecek ve ek dış yüklere (kar, rüzgar vb.) maruz kaldığında çökebilir. Ancak bunun olmasını ve uzun açıklıklı kaplamanın çökmesini önlemek için, yüksek mukavemetli çelik kabloları altına birkaç sıra (kayışlar) halinde, bir destekleyici binadan diğerine gereriz, gereriz ve (uzunluk boyunca belirli mesafelerde) monte ederiz. Ortaya çıkan kablo sistemlerinin kayışları arasında, ara parça direkleri arasında ve kablo sisteminin tüm kayışlarındaki bitişik kablolar arasında (ara parçalar ve/veya gergi telleri). Çoklu bantlama, herhangi bir açıklık uzunluğunda kablo sisteminin bikonveks olmasını sağlamaya yardımcı olur ve söz konusu sarkma kaplamasını alttan destekler.

Aynı zamanda kaplamada, kabloların gerginliği ve ara parça direklerinin çalışması nedeniyle, sadece ortaya çıkan sapma ortadan kalkmakla kalmayacak, aynı zamanda ters işaretle yukarı doğru bir sapma da ortaya çıkacaktır. Bu, kaplamanın yalnızca aşırı yüklerin etkisi altında çökmesine değil, aksine, atanacak kablo sisteminin tasarım özelliklerine uygun olarak önemli ek yükleri kabul etme olasılığına da katkıda bulunacaktır. proje tarafından ona.
Uzmanlar, sert, dayanıklı ve stabil bir kaplamayı destekleyen öngerilmeli kablo yapılarından oluşan bir sistemin, güçlü destek elemanları (kablo sisteminin itme kuvvetinden yatay bileşenler alan) ve ayrıca kaplama üzerindeki tüm geçici yükleri emen bir stabilizasyon sistemi olmadan imkansız olduğunu anlıyor Negatif rüzgar basıncı dahil. Bu nedenle, BSZS'nin inşası için önerilen konsept, bu yapılar için gerekli tüm koşulları dikkate almaktadır.
Böylece çoklu bant kablo kaplamasının geçici yüklerin etkisi altında değiştirilemez hale getirilmesi için ayrıca gergi halatları yardımıyla hesaplanan değer kadar kaplamaya ek yük eklenmesi sağlanır. Aynı zamanda, kaplama adamları destekleyici binaların temellerine bağlanır, bu da adamların gerginliğinden kaynaklanan uzun açıklıklı kaplamanın ek ağırlığından bu temeller üzerindeki yükün artmasını önler.

Sonuç olarak işbirliğiÇoklu bant kablo sistemi ve üzerinde yer alan camlı çerçeve kaplaması, günümüzde 200-350 metre veya daha fazla mesafeyi kapsayabilen, tek, hafif ve güvenilir uzun açıklıklı yarı saydam kablo kaplaması oluşturmuştur.
Temeli uzun açıklıklı çok bantlı kablo sistemleri olan çatı kaplamasının istenirse herhangi bir hidrotermal yalıtımdan yapılabileceği açıktır. dahil olmak üzere malzeme yarı saydam dahil. Örneğin, düşük ortam sıcaklıkları koşullarında, günümüzün en iyi yarı saydam malzemesi çok odalı çift camlı pencerelerdir.

Çoklu bant kablo sistemlerinin, geniş açıklıkları kapsamak için kullanılan halihazırda bilinen teknik çözümlere göre avantajları açıktır. Bu, bu tür sistemlerin çok önemli bir gücü ve güvenilirliği, mükemmel yük taşıma kapasitesi, yapıların hafifliği, önemli ölçüde daha büyük açıklıkları kapsama yeteneği, kaplamanın daha iyi ışık geçirgenliği, yapıların birkaç kat daha düşük metal tüketimi ve sonuç olarak, tüm kaplamanın nispeten düşük maliyeti.

Çoklu bant kablo sistemlerinin uygulanması.

Çok bantlı kablo sistemlerini kullanarak geniş ve ekstra geniş açıklıkları kaplama teknolojisinin, çok çeşitli hacim, şekil ve amaçlara sahip yapıların inşa edilmesini mümkün kılacağı unutulmamalıdır. Bunlar şunlar olabilir: en büyük hangarlar ve üretim atölyeleri, kapalı atletizm ve futbol stadyumları, uzun açıklıklı 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 gayrimenkul veya şirket merkezleri). Çok şeritli kablo sistemleri, özellikle diğer köprü türlerinin yapımının imkansız olduğu veya çok pahalı olduğu yerlerde, yeni tasarım uzun açıklıklı asma köprülerin yapımında da faydalı olabilir.


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

Uzun açıklıklı yarı saydam komplekslerin inşasının blok geliştirme olarak geliştirilmesi gerektiği görülmektedir. Ve böyle bir işlevsel gelişme için en muhteşem ve en uygun başlangıç ​​\u200b\u200bseçeneklerinden biri, örneğin, aşağıdaki parametrelere sahip düzenli bir dörtgen PİRAMİT (Şekil 11) biçiminde yarı saydam bir bloğun 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 alanını aşırı kalabalıklaştırmamak için, ticari ve/veya konut amaçlı gayrimenkuller tarafından işgal edilen ve ağırlıklı olarak konumlanan yalnızca 320-450 bin metrekarelik kullanılabilir alanın (yer üstü) olması makul olacaktır. bu yarı saydam kompleksin destekleyici binalarında. Yapının geri kalan hacmi (4,0 milyon metreküpten fazla) çok işlevli atriumlardır.

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; Sbas = 14,1 hektar, Sglass = 235,0 bin m2 Yarı saydam yapının bu durumda 11,7 milyon metreküpe eşit olacak iç hacmi neredeyse iki kat artacak ve ticari gayrimenkullerin kapladığı alan miktarı 0,8 - 1,0 milyon metrekareye kadar çıkabilecek. Üstelik özellikle çekici olan, P250 piramidinin çevre yapılarının alanının neredeyse iki katına çıkması! iç destek binalarının kapalı yapılarının toplam alanından daha az. Uzmanların bu oranın önemini anlaması gerekiyor.
BSZS'nin iç hacminde daha fazla artış olması ve ona kubbe şeklinde bir şekil verilmesiyle, yarı saydam kompleksin kapalı yapılarının alanının iç mekanın tüm faydalı alanlarının toplamına oranındaki azalma ( ve iç binaların kapalı yapılarının alanlarının toplamı) çok sevindirici bir ilerlemeyle değişecektir; böyle bir inşaat süreci ekonomik açıdan 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 uzun açıklıklı binaların inşası gibi görünmektedir. Spor tesisleri. 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 yapılar inşa ediyor ve Filipinler) 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 uzun açıklıklı spor yapılarının (120-150 m veya daha fazla açıklığa sahip) benzersizliği ve yüksek maliyeti, bu tür yapıların her birinin, inşaat yerinin inşaat endüstrisinin maksimum yeteneklerine göre gerçekleştirilmesi gerçeğinde yatmaktadır. , yük taşıyan yapıların çok sayıda karmaşık ve doğru hesaplaması, artan sorumluluk ve uygulanan çözümlerin önemli malzeme yoğunluğu ile ilişkilidir. Tüm bu uzun açıklıklı yapıların tavanlarının dezavantajları aynıdır: karmaşık, hantal, metal yoğun ve bu nedenle 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

Yarı saydam çok bantlı kablo kaplamalarının kullanılmasının, uzun açıklıklı spor tesislerinin inşaatı sırasındaki bu olumsuz durumu kökten değiştireceği görülmektedir (Şekil 15-19'daki çizimler bunlardan birini göstermektedir). olası seçenekler nispeten ucuz bir kapalı çok işlevli spor kompleksinin inşası için).




Pirinç. Büyük bir kapalı stadyumun 15-18 çizimi.
.
1 ve 2 – yarı saydam kaplama için destekleyici yapılar olarak hizmet veren binalar;
4 – çok bantlı kablo sistemleri;
10 – adam halatları;
11 – 3 bantlı yarı saydam kablo kaplaması;
18 ve 19 – seyirci tribünleri;
21 – kendi kendini destekleyen yarı saydam yapılar


Pirinç. 19. 3 bantlı yarı saydam kablo kaplamasının kesiti (bkz. Şekil 17'deki tanım 4 ve 11)

5 - yüksek mukavemetli metal kablo;
6 - kablo kaplama kayışı;
7 - ara parça standı;
8 - yatay ara parça uzatması:
12 - yarı saydam kaplama elemanları;
13 - yarı saydam kaplamanın çerçeve yapısı.

Çok bantlı kablo sistemleri (4) (destekler (1 ve 2) arasındaki açıklıkla örtüşen), destekleyici binaların yüksekliklerindeki farklılık nedeniyle yapının dışına doğru eğimlidir ve bunların üzerine kayan yarı saydam bir kaplama yerleştirmenin temelini oluşturur (11), çerçeve yapılarından (13) ve yarı saydam elemanlardan (12) yapılmıştır.
Çoklu bant kablo sistemi, gergi halatları (10) ve diğer özel teknik çözümler, kablo kaplamasına gerekli sağlamlığı ve herkesin algılamasına karşı direnci sağlayacaktır. tasarım yükleri.
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 en basit, en güvenilir ve nispeten ucuz yarı saydam kaplama tasarımını sunabilecek ve aynı zamanda bugüne kadar inşa edilmiş tüm kapalı stadyumlardan daha iyi saha yalıtımı sağlayacaktır. .

Günümüzde uzun açıklıklı çok bantlı kablo bazlı yarı saydam kaplamaların inşası çok zor bir iş değildir, çünkü inşaat pratiğinde temelde aynı tekniği kullanan uzun açıklıklı kablo askılı kaplamaların kullanımında uzun yıllara dayanan deneyim vardır. çözümler, malzemeler, ürünler ve ekipmanlar ve aynı teknik uzmanlar.

Büyük ve güzel, kapalı ve konforlu, modern bir spor merkezi, gelişen her şehir için, yalnızca yıl boyunca uygun koşullarda spor müsabakaları düzenlemek için değil, aynı zamanda şehir nüfusunu aktif sporlara ve kişisel sağlıklarına geniş çapta dahil etmek için gereklidir. Bu amaçla, çok işlevli bir spor kompleksi, yalnızca yüksek kaliteli bir futbol sahasını, çok sayıda spor salonunu, yüzme havuzunu ve fitness merkezini değil, aynı zamanda çeşitli spor dallarında rekreasyonel ve eğitici eğitim için her türlü tesisi ve binanın yüksek binasını da içerebilir. spor kompleksi istenirse objenin profiline yakın otel ve ofis merkezlerini de kabul edebilir.

En iyi uzman inşaat şirketlerinin (örneğin Fransızların) yardımıyla Freyssinet Uluslararası ve Cie" veya Japonca "TOKYO HALAT MFG.CO, LTD." Kablolu yapıların tasarımında ve üretiminde dünya lideri olan şirket), önerilen uzun açıklıklı yarı saydam nesnelerin yapımına bugünden başlamak mümkün.


Şekil 20. Yarı saydam kaplamalı kubbe şeklindeki koruyucu yapı.


Uzun 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 barındırabilecek. Ancak gelecekte çoğu BSZ, atriyum alanlarına spor ve çocuk oyun alanları, çeşmeler ve şelaleler, egzotik hayvanlar ve pitoresk göletler içeren kapalı alanlar, açık yüzme havuzları ve kafeler içeren geniş ve rahat peyzajlı bahçeler yerleştirme fırsatını tercih edecek gibi görünüyor. çimenler. Sonuçta, bu tür yaprak dökmeyen çiçekli bahçelerin her biri, BSZS sakinlerine ve misafirlerine, hem en sıcak yaz aylarında hem de sonbaharın uzun yağmurlu günlerinde ve kışın karlı soğuk aylarında günlük olarak yaban hayatı ile iletişim kurma fırsatı sağlayacak.

Doğanın korunmasına yönelik savaşçılar, BSZS'nin inşası sırasında, insan yapımı devasa yarı saydam yapıların içine canlı doğanın nüfuz etme sürecinin yoğunlaşmasından hoşlanmalıdır. Doğa, BSZS'de kendisi için özel olarak hazırlanmış alanları işgal ederek ve içlerinde sürdürülebilir ekosistemler oluşturarak (insanların aktif yardımıyla), geleceğin mimari nesnelerini niteliksel olarak doldurarak onları daha işlevsel ve insanlar için daha çekici hale getirebilecek. Aynı zamanda, insanlar tarafından düzenlenen atriyum alanlarında, doğanın ve insanın en iyi BSZ'leri, karşılıklılığı (karşılıklı yararlı birlikte yaşama) şüphesiz meydana gelecektir.


Şekil 21-22. Ünlü Gaylord Hotels'in sahip olduğu Amerikan otellerinin avluları.

BSZS'nin inşaatı sırasında elde edilecek olumlu sonuçlar, modern şehir planlamasının ihtiyaçlarını tam olarak karşılamaktadır. Bu, yapıların ekonomik ve çevresel çekiciliğidir; doğal çevreyle yakından ilişkili olan ve insanlara yüksek yaşam kalitesi sağlayan yapay insan ortamının yoğun şekilde geliştirilmesi; yeni tip eko-kentlerin oluşturulması ve mevcut mega kentlerdeki çevresel durumun iyileştirilmesi; teknik ilerlemenin geliştirilmesi ve doğal kaynaklarda önemli tasarruflar için yeni popüler alanların ortaya çıkması.

Birçok kritere göre BSZS en iyi yol Yeşil Bina ilkelerine uygun olacak ve inşaat projelerinin kalitesinin artırılmasının yanı sıra çevrenin korunmasına da katkıda bulunacaktır.

BSZS'nin inşası yardımcı olacakkarar vermek“sürdürülebilir kalkınmanın” aşağıdaki önemli görevleri ve “yeşil” standartlar LEED, BREEAM, DGWB'nin gereklilikleri:
- binalar tarafından enerji ve malzeme kaynaklarının tüketim düzeyinin azaltılması;
- doğal ekosistemler üzerindeki olumsuz etkilerin azaltılması;
- insan ortamında garantili bir konfor seviyesi sağlamak;
- yeni enerji verimli ve enerji tasarruflu ürünlerin yaratılması, üretim ve bakım sektörlerinde yeni işlerin yaratılması;
- yenilenebilir enerji alanında yeni bilgi ve teknolojilere yönelik kamu talebinin oluşması.

Yarı saydam yapılardan oluşan avlular, yeni yaratılmış, pek çok açıdan büyüleyici, arabalardan arındırılmış ve insanlarla dolu bir kamusal alan olarak avlularımızı kesinlikle eski alaka ve alaka düzeyine döndürecektir. Güneş ışığı, rahatlık, rahatlık.

BSZS'nin tasarım özellikleri ve makul kullanımı, gelecekte bu tür yapıların inşaatının, yarı saydam bir kubbeyle kaplı bir bina kompleksi inşa etmenin aynı kompleksi inşa etmekten çok daha ucuz olacak şekilde optimize edilmesini mümkün kılacaktır. Aynı koşullardaki ancak koruyucu kubbesi olmayan binaların.
Dolayısıyla yarı saydam kaplama maliyetinin ve işletme maliyetlerinin (bu yönde doğru ve amaçlı hareketle) yapının hacmi arttıkça (mutlak olarak değil, 1 metrekare başına maliyetlere göre) azalacağı açıktır. kullanılabilir alan). Bu doğal sonuç sıradan mantık, sağduyu ve matematikle doğrulanır.
Ve BSZS'nin kapalı yapılarının alanında, iç binaların kapalı yapılarının alanlarının toplamına göre birkaç kat azalma, kaçınılmaz olarak BSZS kompleksinin ısıtılması için enerji tüketiminde bir azalmaya yol açacaktır ve yarı saydam bir kabuk tarafından korunmayan aynı hacimdeki sıradan binalara göre kliması için.
Aynı zamanda, BSZS'nin tüm iç binaları, dış duvarların basitleştirilmiş bir kaplamasına sahip olacak (pahalı kaplamalar ve yalıtım eksikliği olmadan) ve pencere açıklıklarının mutlaka çift camlı pencerelerle camlanması gerekmeyecek, bu da kaçınılmaz olarak maliyetini etkileyecektir. temeller. İç yapıların ana ısıtma ve iklimlendirme sistemleri, iç yaşamı kolaylaştıracak atrium boşluklarına taşınabilmektedir. ofis odaları daha basit, daha verimli vb.

Gelecekteki yeni eko-kentler, öyle görünüyor ki, çoğunlukla birbirine yakın ve mümkün olduğu kadar özerk konumlanmış BSZ'lerden oluşabilir. Bu tür yarı saydam yapılar yaban hayatı arasında inşa edilecek ve doğal manzaraya entegre edilecek, aynı zamanda birbirlerine ve diğer şehirlere en modern yüksek hızlı ulaşım iletişimleriyle bağlanacak. Bu muhtemelen geleceğin eko-kentlerinin birçok sakininin kişisel araçlarını işe yaramazlıkları nedeniyle tamamen terk etmesine yol açmakla kalmayacak, aynı zamanda insan akışının ve araba akışının tehlikeli olduğu yerleri kalıcı olarak ortadan kaldırabilecektir. kesişir.

Ancak eko-sürdürülebilir, uzun 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;
. Uzun açıklıklı asma köprü -
.

Kaynakça :
1. Marcus Vitruvius Pollio, de Architectura - Gwilt'in İngilizce çevirisinde Vitruvius'un eseri (1826);
2. L G. Dmitriev, A.V. Kasilov. "Kablo destekli kaplamalar". Kiev. 1974;
3.Zverev A.N. Kamu ve endüstriyel binalar için uzun açıklıklı çatı kaplama yapıları. St. Petersburg Devlet İnşaat Mühendisliği Üniversitesi - 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 zinciri "Gaylord Hotels"in avluları.

Çağdaş mühendislik ve inşaat teknolojileri benzersiz uzun açıklıklı yapıların ve yük taşıyan destekler arasındaki mesafeler 40 metreden fazla olan mekansal yapıların inşasına izin vererek onları güvenilir ve işlevsel hale getirir. Çoğu zaman bunlar fabrika makine yapımı ve gemi inşa atölyeleri, hangarlar, otoparklar, stadyumlar, istasyon binaları, tiyatrolar ve galerilerdir.

Uzun açıklıklı metal yapılar esnekliğe sahiptir ve etkileyici geometrik şekiller ve her karmaşıklıkta mimari çözümler oluşturmak için çeşitli arayüz türleri oluşturmanıza olanak tanır. Üstelik birçok stres yoğunlaştırıcı içerirler. Yapının doğal yerçekiminin etkisi ve yalpalama nedeniyle yüksek yük taşıyan yüklerin yapısal elemanlar arasında doğru ve düzgün dağılımı önemlidir. dış faktörler Tehlikeli hasar meydana gelebilir.

Uzun açıklıklı kirişlere dayanan yapılar, inşaat ve işletme sırasında daha sonra yıkıma yol açan deformasyon ve çatlaklar geliştirme riskiyle karşı karşıyadır. Bu nedenle, güvenlik koşullarını sağlamak için durumlarının sürekli olarak gerçek zamanlı izlenmesine ve izlenmesine ihtiyaç duyarlar.

Uzun açıklıklı binalarda sorunlara neden olan tipik nedenler:

  • kötü yürütülen jeofizik ve jeodezik araştırmalar, deneysel hesaplamaların modelleme ile değiştirilmesi;
  • tasarım hataları, geometrik merkezlerin yüklerinin ve konumlarının belirlenmesinde yanlış hesaplamalar, eksenlerin yer değiştirmesi, elemanların düzlük veya sağlamlık ilkelerinin ihlali;
  • imalat teknolojilerinin veya yapıların kurulumuna ilişkin kuralların ihlali, yanlış düğüm bağlantıları, uygun olmayan inşaat malzemelerinin kullanılması (örneğin, belirli koşullar için uygun olmayan bir çelik tipinin seçilmesi);
  • temellerin, destekleyici elemanların, tonozların ve tavanların stabilitesini ve bütünlüğünü etkileyen düzensiz tortul süreçler;
  • uygunsuz çalışma, anormal yükler ve acil durum etkileri;
  • geçici aşınma ve yıpranma;
  • olumsuz doğal faktörlerin etkisi (rüzgar basıncı, toprak katmanlarının yer değiştirmesi ve yeraltı suyunun hareketi, sismik süreçler, paslanmanın meydana geldiği sıcaklık ve nem koşulları) metal elemanlar yapılar, betonun tahrip edilmesi vb.);
  • trafik ve yakındaki inşaat çalışmalarının yarattığı titreşimler.

Bu faktörlerin ve nedenlerin etkisi sonucunda ana desteklerin deformasyonları ve taşıma kapasitelerinin kaybı, açıklık kirişlerinde sapmalar ve yer değiştirmeler ve ilerleyici tahribat meydana gelir. Bu, insan hayatı için tehlike oluşturur ve kazalardan kaynaklanan hasarların telafi edilmesi ve onarımların yapılması ihtiyacıyla bağlantılı olarak ekonomik kayıplara yol açar.

Nesne durumu izleme

Uzun açıklıklı binaların ve yapıların izlenmesi, fiziksel aşınma ve yıpranmayı ve yük taşıma kapasitesindeki azalmayı izlemenize olanak tanır mühendislik yapıları Olumsuz değişiklikleri, kusurların ve hasarların görünümünü tespit edin, tehlikeli gerilim-gerinim durumlarını tespit edin, proje tarafından sağlanan sınır değerlerinin aşılmasını izleyin, belirlenmiş güvenilirlik katsayılarını aşanları ve gözlemlenen parametrelerde izin verilen maksimum sapmaları zamanında bildirin.

İzleme, özel yüksek hassasiyetli ölçüm cihazları, kontrol cihazları, kayıt cihazları kullanılarak gerçekleştirilir. önemli parametreler Elektromanyetik ve ultrasonik titreşimleri yakalayan güvenilirlik göstergeleri, sensörler ve jeodezik işaretleyiciler, bilgisayarlı sevk konsolları, otomatik ekipman ve sinyalizasyon sistemleri uyarılar.
Uzun açıklıklı binalar, Acil Durumlar Bakanlığı'nın görev ve sevk hizmetleriyle bilgisel olarak bağlantılı olan mühendislik izleme ve kontrol sistemleriyle donatılmıştır. Bu tür sistemler, birçok vericiden aynı anda ve farklı parametrelere göre veri toplanmasına olanak sağlamaktadır. Bu bilgi tek bir merkeze akar, entegre edilir, belirli algoritmalar kullanılarak analiz edilir ve sonuçta incelenen yapının durumunu gösteren şematik ve görsel olarak sunulan bir sonuç üretilir.

Buna dayanarak, izleme uzmanları, mevcut kusurları ve istikrarsızlaştırıcı faktörleri ortadan kaldırmak, acil durum risklerini ve tehditlerini en aza indirmek, bunlardan kaçınmak ve hasarı önlemek için nesnelerin makul teşhisi, öneriler ve etkili önlem programları ile sonuçlar, tahminler ve raporlar hazırlayabilir. Acil durumlarda ve acil durumlarda kurtarma ekiplerine anında bilgi verilir.

Mühendislik ve inşaat izleme uzmanları

SMIS Expert şirketi gelişiyor sistem çözümleri uzun açıklıklı yapılarda güvenlik açığı değerlendirmeleri yapmak ve sorunları teşhis etmek, çeşitli amaçlarla binaların inşası ve işletilmesine yönelik desteğin izlenmesi. Kapsamlı deneyime ve yüksek nitelikli uzmanlarımıza sahibiz. Modern bilimsel bilgiyi ve yenilikçi teknolojileri kullanıyoruz. Güvenilirlik, güvenlik ve dayanıklılık derecelerini belirlemek için her türlü nesnenin profesyonel jeodezik izlemesini ve araştırmasını sağlıyoruz. Yüksek hassasiyetli ölçüm ekipmanları ve aletleri satıyoruz.

Uzun açıklıklı kaplamalar düz, mekansal ve pnömatiktir. Bu kaplamalar kamu ve endüstriyel binalarda kullanılmaktadır.

Düz yapılar lamine ahşap, haddelenmiş çelik, monolitik ve prefabrik betonarme betondan yapılmış kirişlerden, makaslardan, çerçevelerden, kemerlerden yapılmıştır.

24 m'ye kadar açıklıkları kapatmak için betonarme kirişler kullanılır, T ve U şeklindeki kesitlerde kirişler kullanılır.

Ahşap, çelik ve betonarme kafes kirişler ve çerçeveler (menteşeli ve menteşeli) 60 m'ye kadar açıklıklara sahiptir.

Menteşesiz çerçeveler temele sağlam bir şekilde yerleştirilmiştir. Düzensiz yağışlara karşı çok hassastırlar. Bu nedenle sağlam ve homojen topraklarda kullanılırlar. Menteşeli çerçeveler düzensiz zemin oturmalarına karşı daha az hassastır. Bir, iki ve üç menteşeli çerçeveler vardır. Tek menteşeli - menteşe açıklığın ortasındadır. Çift menteşeli - desteklerdeki menteşeler.

Kemerler - verimli tasarımlar geniş açıklıkları kapatmak için, çünkü ana hatları basınç eğrisine yaklaştırılabilir ve böylece malzeme en iyi şekilde kullanılabilir. Kemerli yapılarda ortaya çıkan yatay kuvvetler (itme), kemerin dış hatlarının yarıçapı arttıkça azalır. Aynı zamanda kemerin kaldırma bomu ve dolayısıyla binanın inşaat hacmi de artar. Bu, ısıtma maliyetlerinde artışa ve maliyetlerin eşitlenmesine yol açar. Geniş açıklıklı spor binalarının kaplamalarında kemerler yaygındır.

Mekansal yapılar - çapraz kaplamalar, kubbeler, kabuklar, asılı kaplamalar.

Çapraz kaplamalar katlanabilir veya fileli olabilir.

Büyük açıklıkların kapatılması için betonarme (50 m'ye kadar) ve betonarme (60 m'ye kadar) katlanmış kaplamalar kullanılır. Açıklık boyunca düz kesişen elemanlardan oluşurlar. Kıvrımlar şunlardır: dikdörtgen ve silindirik; testere dişi; üçgen düzlemler şeklinde; prizmatik tip; trapez profil vb.

Betonarme hasır kaplamalar 50 m'ye kadar açıklıklar ve 100 m'ye kadar çelik elemanlar için tasarlanmıştır.Bu kaplamalarda betonarme ve çelik üçgenler kesişir. Elemanlar iki yönde çalışır, dolayısıyla yükseklikleri kirişlerden daha azdır; bu da binanın hacmini azaltır.

Düz makaslı ve çerçeveli çapraz yapılar ve sistemler iç mekana açık hale getirilmiştir. Çoğunlukla kirişlerin tabanına kadar güçlendirilmiş asma tavanlar yaparlar.

Kubbe en eski yapıdır. Kullanıldı çünkü kemer elemanlarında herhangi bir çekme kuvveti oluşmayacak şekilde şekiller seçmek mümkündür. Geniş hava alanı yaratılması istenen (marketler, spor salonları) ve mevcut ısıtma maliyetlerinin yüksek olmadığı salonlarda, monolitik veya prefabrik betonarmeden yapılmış çeşitli tiplerde kubbe yapıları, 3 mm kalınlığında çelik sacdan yapılmış membran kubbeler. Altına yapıştırılmış izolasyon kullanılmaktadır. Geçici sergi salonları yapıştırılmış plastik yapılardan yapılmıştır.

Asma kaplamalar 100 m'ye kadar açıklıkları kapsar.Bu kaplamaların ana elemanları gerilim altında çalışır ve yükleri kaplamadan ankrajlara aktarır. Eğrisel hatları vardır ve esnek veya sert iplikler, membranlar veya asılı kirişlerdir. İle Tasarım özellikleri Asılı kaplamalar var: tek kayış; iki kayış; hiparalar (hiperbolik paraboloidler) ve kablolu olanlar.

Asma kaplamalarda taşıyıcı elemanlar çelik halatlardır. Bazı destekleyici yapılardan gerilir ve gergi telleriyle güçlendirilirler. Askılı yapıların avantajları, kiriş ve çerçeve yapılarına göre metal tasarrufu ve taşıyıcı elemanların daha verimli kullanılmasıdır. kablolar gerilim altında çalışır. Dezavantajları: Asma çatı kaplamalarının sertliği düşüktür, bu nedenle çatı kaplaması sıklıkla deforme olur; atmosferik nemin uzaklaştırılmasını sağlamak zordur.

Tek bantlı kaplamalar diğerlerinden daha sık kullanılır çünkü Üretimi teknolojik olarak gelişmiştir ve kurulumu kolaydır. Yapıya çeşitli şekiller verebilirler. Tek kuşaklı kaplamalar, yatay kuvvetleri rijit çerçevelere, raf çerçevelerine veya kapalı döngü bağlantı kirişlerine ileten radyal veya kesişen desteklerden oluşan bir sistemden oluşur. Adam tellerine plakalar asılır ve bu yük altında adam telleri gerilir. Bu sırada levhalar arasındaki dikişler çimentolanır ve bağlantılar kaynaklanır. İpliklerin elastik deformasyonları nedeniyle plakalar sıkıştırılır ve yapı monolitik bir kabuk olarak çalışmaya başlar. Silindirik kaplamalarda, ipliklerin eksenlerine dik yönde kaplamada hafif bir eğrilik oluşturulur. Bu yağmur suyunu boşaltmak için yapılır. Ters kubbe şeklindeki parabolik sistemlerden su, kaplamanın merkezine doğru akar ve uzaklaştırılır. iç drenaj. Yükselticiler salonun çevresine monte edilmiştir ve yatay dağıtım boru hatları asma tavana gizlenmiştir. Suyu tahliye etmenin en kolay yolu çadır örtüleridir.

Çift bantlı kaplamalarda gerilmiş ipliklerle birbirine bağlanan iki içbükey kayış kullanılır. Tasarım açısından en yaygın olanı dairesel olanlardır. Çevre boyunca dişler dış halkaya ve merkezdeki iç halkaya tutturulur. Yüksekliğe bağlı olarak merkezi halka sistem içbükey veya dışbükey yapılabilir. Dışbükey sistem, kaplamanın orta kısmını kaldırmanıza ve böylece olukların yatay yönlendirmesine başvurmadan suyu dış duvarlara yönlendirmenize ve katlanmış bir kaplama sistemi kullanmanıza olanak tanır.

Hyparalar (hiperbolik paraboloitler) eyer şeklinde asılı kaplamalardır. İki tip filament tarafından kafes zarları halinde oluşturulurlar. Bazı iplikler yük taşıyor ve ikincisi geriliyor. Çevre boyunca iplikler kapalı bir döngüye yerleştirilmiştir. Dişler boyunca plakalar veya diskler döşenir. Önce balast yüklenerek veya destek kabloları krikolarla gerilerek monolitik hale getirilirler. Bundan sonra gergi iplikleri en büyük gerilimi alır ve bu dişlere dik olan plakaların birleşim yerleri açılır. Genişleyen çimento harcı ile kapatılmıştır. Sonuç olarak yapı sert bir kabuğa dönüştürülür. Hyparas, dairesel plan taslağına sahip yapıları kapsar.

Kablo destekli kaplamalar gerilmiş elemanlardan oluşur - kablolar; sıkıştırmayla çalışan yapılar - dikmeler ve bükme - kirişler, kafes kirişler, döşemeler ve kabuklar. Bu kaplamalar sadece mekansal bir tasarıma değil aynı zamanda düz bir tasarıma da sahip olabilir. Düz çubuklar - kablolar kullanırlar. Bu nedenle kablolu askılı yapılar daha rijittir ve elemanlarının kinematik hareketleri diğer asma kaplamalara göre daha azdır.

Kabuklar - tek ve çift eğrilik. Tek eğrilik - silindirik veya konik yüzeyler. Çift eğrilik - kubbe veya elipsoid şeklinde yapılmıştır. Kabuğun yapısına göre pürüzsüz, nervürlü, dalgalı, ağ, yekpare ve prefabrik bulunmaktadır.

Pnömatik tavanlar ayrıca 30 m'ye kadar açıklıkları kapatmak için kullanılır ve geçici yapılar için kullanılır. Üç türü vardır: hava destekli mermiler; pnömatik çerçeveler; pnömatik lensler. Hava destekli kabuklar kauçuklu veya sentetik kumaşlardan yapılmış silindirlerdir. İçlerinde aşırı hava basıncı oluşur. Spor tesisleri ve sergiler için kullanılır. Pnömatik çerçeveler, aşırı hava basıncına sahip ayrı kemerler şeklinde uzatılmış silindirlerdir. Kemerler 3-4 m'lik bir adımla sürekli bir kemere bağlanır Pnömatik lensler, sert bir yüzeyden asılan, havayla şişirilmiş büyük yastıklardır. çerçeve yapıları. Yazlık sirkler ve tiyatrolar kurmak için kullanılırdı.