11040

Рисунок 2 – Наброски Уильяма Ле Барона Дженни, опубликованные в газете. Целью Дженни было минимизировать размер каменных опор на офисных этажах,

чтобы максимально использовать дневное освещение внутренних офисных помещений. По- этому он вставил секцию из чугуна, представляющую собой полые прямоугольные колонны высотой в этаж, которые поддерживали балки перекрытия. Железные колонны были установ- лены поверх гранитных опор на третьем этаже и были закреплены одна на другой, чтобы под- держивать верхние семь этажей и крышу. [2]

ц

Рисунок 3 – «Скелет» здания.

Колонны были отлиты с выступающими кронштейнами для поддержки соответствую- щих горизонтальных элементов каркаса, которыми служили тридцатисантиметровые желез- ные балки. Для лучшего скрепления он соединил их хомутом, состоящим из кованого желез- ного стержня диаметром один дюйм, который был согнут с одного конца и помещен в вырез в верхнем фланце обеих балок. На другом конце хомута была резьба, что позволило соединить

170

его с колонной с помощью гайки, помещенной внутрь колонны, тем самым притягивая балки к торцу колонны, после чего она заполнялась бетоном. [2] Для того, чтобы эффективно под- держивать окна и каменную кладку Дженни решил не использовать железные балки на каж- дом этаже, а разработать пустотелые чугунные перемычки глубиной десять сантиметров, так же заполненные бетоном. Это была не сплошная конструкция: она состояла из двух половин, каждая из которых была от кронштейна до перемычки. При этом последние не были соеди- нены с опорами. Именно это обеспечило податливость при кручении в их соединении, в ре- зультате чего сводило к минимуму образование трещин.

Благодаря всем решениям Уильяма Ле Барона Дженни здание было возведено в кратчайшие сроки, для строительства потребовалось гораздо меньше материала, а вес здания составлял всего одну треть такого же здания из кирпича. Этот новый метод был оценен пред- принимателями и дал огромный толчок в сфере строительства высотных зданий, после кото- рого были построены еще десятки таких же сооружений. В конечном итоге, Home Insurance Building был подвергнут сносу для постройки Field Building, но, несмотря на это, десятиэтаж- ное здание навсегда оставило свой след в строительстве и дало ему новый виток для дальней- шего развития.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. elib.osu.ru [Электронный ресурс] [URL:] – http://elib.osu.ru/bitstream/123456789/8299/1/2168_20110902.pdf (дата обращения 27.03.2023) [1].

2. en.wikiarquitectura.com [Электронный ресурс] [URL:] – https://en.wikiarquitectura.com/building/home-insurance-building/ (дата обращения 27.03.2023) [2].

3.knowhow.pp.ua [Электронный ресурс] [URL:] – https://knowhow.pp.ua/home-insurance- building-first-skyscraper/ (дата обращения 28.03.2023)

4.chicagology.com/ [Электронный ресурс] [URL:] –

https://chicagology.com/goldenage/goldenage076/ (дата обращения 27.03.2023)

171

УДК 725.8

ПРИМЕНЕНИЕ КУПОЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В СОВРЕМЕННОМ СТРОИТЕЛЬ- СТВЕ

Долбунова Д.С.1, Агеева Е.Ю.1

1Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: keito_yelli@mail.ru; ag-eu11@yandex.ru

Из истории развития купольных форм можно заметить, что изначально их первостепенной задачей явля- лось перекрытие больших пространственных частей здания, но со временем они приобрели значение не только большепролетной конструкции перекрытия, но и эстетического украшения городской застройки. Развитие куполов, как и всех строительных конструкций, обусловлено влиянием на архитектуру и, в це- лом, на культурную жизнь общества в условиях научно-технического прогресса. Купола издревле исполь- зовались в культовых зданиях и сооружениях, хорошо сохранившиеся примеры этого архитектурного ре- шения доказывают рентабельность применения купольных форм в строительстве. Купольные конструк- ции развивались и совершенствовались все время с момента их появления, новые материалы и варианты комбинации конструктивных элементов в полной мере раскрыли потенциал куполов и купольных форм. Может показаться, что купола являются пережитком прошлого и выглядят несовременно, так как у мно- гих это ассоциируется с храмовыми постройками, однако купольные конструкции не только стали более эргономичными и эффективными, но приобрели уникальный внешний облик. Значимость зданий этого типа обусловливает тщательный поиск архитектурного образа объектов исходя из их социальной значи- мости и акцентной градостроительной роли.

Ключевые слова: КУПОЛ, КУПОЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ОБОЛОЧКИ, КУПОЛЬНЫЕ ФОРМЫ, СОВРЕ- МЕННЫЕ РЕШЕНИЯ

THE USE OF DOME STRUCTURES IN MODERN

Dolbunova D.S.1, Ageeva E.U.1

1Nizhny Novgorod state University of architecture and construction, Nizhny Novgorod, e-mail: keito_yelli @mail.ru; ag-eu11@yandex.ru

From the history of the development of dome forms, it can be seen that initially their primary task was to overlap large spatial parts of the building, but over time they acquired the importance not only of a largespan overlap structure, but also of aesthetic decoration of urban development. The development of domes, like all building structures, is due to the influence on architecture and, in general, on the cultural life of society in the conditions of scientific and technological progress. Domes have been used in religious buildings and structures since ancient times, well-preserved examples of this architectural solution prove the profitability of using dome forms in construction. Dome structures have been developing and improving all the time since their appearance, new materials and combinations of structural elements have fully revealed the potential of domes and dome forms. It may seem that the domes are a relic of the past and look out of date, as many associate it with temple buildings.

Keywords: DOME, DOME STRUCTURES, SHELLS, DOME SHAPES, MODERN SOLUTIONS

Применение купольных конструкций в современном строительстве очень актуально в функциональном и композиционном отношении.

Существует большое разнообразие объемно-пространственных конструкций купо- лов, позволяющие индивидуализировать архитектурный облик здания и создать неповтори- мый, уникальный внешний вид. Уникальность купольных конструкций определяется не- сколькими признаками. Купола и купольные конструкции вызывают интерес у современных проектировщиков, открывая большие возможности для реализации новых архитектурных

172

идей, которые должны по-новому раскрыть облик здания, соответствовать его назначению и функциональным особенностям.

Таким образом появилась необходимость в теоретическом обобщении, комплексном анализе в выявлении предпосылок возникновения купольных конструкций их формирова- ния и типологических особенностях.

Купольные конструкции из-за своего большого разнообразия могут применяться в объектах гражданского, промышленного, сельскохозяйственного строительства, в зонах пе- ременного климата, как мягкого, умеренного, так и резко-континентального. Существует достаточно много классификаций купольных конструкций по разным признакам, однако можно выделить несколько основных:

1)по конструкции: гладкие, ребристые, ребристо-кольцевые, сетчатые, пластинчатые, волнистые и складчатые;

2)по форме: сферические, эллиптические, стрельчатые, зонтичные и другой формы;

3)по стреле подъема: подъемистые (высокие) купола, при высоте подъема 1/2 -1/5 диа- метра и пологие, при высоте подъема менее 1/5 диаметра;

4)по условиям работы: с элементами предварительного напряжения, ненапрягаемые;

5)по материалам: металлические (сталь, алюминиевые сплавы), железобетонные, бе- тонные, из каменных материалов, дерево, пластмасс, тканевых материалов (воздухоопор- ные);

6)по технологии возведения: монолитные, сборно-монолитные, сборные.[1] Конструктивные схемы купольных конструкций очень многообразны в чем-то

схожи, но в чем-то имеют принципиальные отличия, которые важно учитывать при выборе необходимого для строительства данного объекта архитектурного решения. Так по кон- струкции выделяются следующие варианты куполов:

Гладкие купола называются в соответствии с гладкой внутренней и внешней поверх- ностями, проектируемой из железобетонных монолитных конструкций.

Ребристые купола состоят из отдельных плоских ребер, поставленных в радиальном направлении таким образом, что верхние пояса ребер образуют поверхность купола. Между ребрами устанавливаются прогоны и связевые элементы, обеспечивающие пространствен- ную жесткость конструкции.

Ребристо-кольцевые купола также состоят из отдельных плоских ребер, но в отличие от ребристых куполов имеют соединенные с ними горизонтальные кольца, придающие про- странственную жесткость конструкции и воспринимающие усилия распора.

В ребристых и ребристо-кольцевых куполах возможно применение светопрозрачных ограждений между ребрами и кольцами в виде остекления.

173

Формообразование ребристых и ребристо-кольцевых куполов сводится к определе- нию формы и координат плоской арки, образованной из двух диаметральных ребер. Форма арки определяется на этапе архитектурного проектирования, расчет координат ведется по известным формулам аналитической геометрии.

Со временем развития купольных систем в них увеличивалось количество связей и конструктивных элементов, таким образом совершенствование конструкции позволило рав- номерно распределить материал между ребрами купола, равномерно распределяя нагрузку по конструкции. В конце XIX века с развитием металлургии стали появляться металличе- ские купола создающиеся на основе радиально-кольцевой системы, но со связями в каждой ячейке, ограниченной соседними ребрами и кольцами, так появился новый тип куполов – сетчатые. Для уменьшения деформаций стержневая сетка должна максимально соответство- вать форме криволинейной поверхности купола, что достигается изменением размеров эле- ментов сетки, начиная от опорного кольца до вершины купола. Развитие сетчатых куполов происходило путем разработки разнообразных способов членения поверхностей, прежде всего сферической, на конструктивные элементы (стержни или панели) для формирования несущего каркаса купола.

Купола, собираемые из металлических пластин (панелей), имеющих выштампован- ные ребра жесткости и соединенные между собой сваркой или узловыми соединениями называются пластинчатыми.

Другой вид купольных конструкций – волнистые и складчатые формы, состоящие из оболочек двоякой кривизны (коноидальных, синусоидальных, параболоидных) или склад- чатых оболочек выпуклой или вогнутой формы, выполняемых из монолитных или сборно- монолитных из сопряженных сегментов оболочек-волн (размер волны выбирается в зависи- мости от диаметра купола и архитектурного решения). Волнистая или складчатая конструк- ция куполов обладает рядом преимуществ: открытые наружные торцы волн обеспечивают полноценное верхнебоковое естественное освещение внутренних пространств, а вырази- тельная объемная форма конструкции обогащает композицию фасада и интерьер здания.[2]

Первой и очень ответственной стадией проектирования является выбор и расчет гео- метрической схемы купола, который определяет в дальнейшем долговечность и эффектив- ность здания. Приведенные основные конструктивные формы куполов нельзя противопо- ставлять друг другу, каждому из них присущи свои достоинства и недостатки, для каждого характерны свои области применения в зависимости от функционального назначения зда- ния и технологических процессов, протекающих в них.

174

Помимо правильно подобранной конструкции на долговечность здания влияют вы- бранные материалы, которые с развитием современных технологий стали очень многооб- разны.

Конечно, деревянные конструкции выглядят менее долговечными, но Центр La Seine Musicale в Париже, выполненный архитектором Шигеру Бан, Жан де Гастином в 2017 году доказывает обратное. Филармония построена на острове Сеген посреди Сены, на месте быв- шего завода "Рено". В наследство от предприятия ей достался протяженный постамент для сферы купола, состоящей из деревянной узорчатой сетки и нависающего паруса из солнеч- ных батарей. “В первую очередь мы должны были выполнить главную задачу заказчика – создать мощный символ для этой отдаленной части Парижа. Также нам необходимо было встроить наш дизайн в градостроительный план острова, созданный Жаном Нувелем”, – рас- сказывают архитекторы.[3]

За счет деревянных конструкций из которых состоит здание, получилось сделать его полностью проходным, таким образом внутри здания получилась улица, по которой можно обойти здание вокруг или пройти сквозь. На крыше этой улицы разбит сад и установлен парус, накрывающий зал. Так как он состоит из солнечных панелей, то его направление ре- гулируется автоматически, в зависимости от положения солнца. Парус перемещается по специальным рельсам, улавливая солнечные лучи. Шигеру Бан остался верен традициям ис- пользования дерева в своих постройках, а применение солнечных батарей и обширного озе- ленения добавили концертному комплексу еще большей экологичности. Данное зрелищное купольное здание показывает неограниченные возможности используемых с древности ма- териалов и конструкций.

Рисунок 1. Центр La Seine Musicale в Париже. Разрез.

175

Рисунок2. Центр La Seine Musicale в Париже.

С помощью современных технологий расчётов и проектирования удается возводить уникальные конструкции и реализовывать любые необычные архитектурные решения, та- ким образом формируя образ нового мира.

Список литературы

1.Вeселова Е.А., Семерикова М.Л.// Купольные покрытия: архитектурно-кон- структивные решения.//Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Россия. [Электронный ресурс]. URL: УДК 72 rusnauka.com

2.Купольные конструкции как способ реализации новых архитектурных идей

–тема научной статьи по строительству и архитектуре читайте бесплатно текст научно- исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка. [Электронный ре-

сурс].URL: cyberleninka.ru

3. Японская архитектура в Париже от Сигэру Бану// AD Magazine . [Электронный ресурс].URL: https://www.admagazine.ru/architecture/muzykalnaya-arena-v-parizhe-po-proektu- sigeru-bana

4. Гохарь-Хармандарян И.Г. «Большепролетные купольные здания.» :Стройи-

здат, 1972. 150 с. [Электронный ресурс]. URL: https://vk.com/album24227491_278873144?ysclid=l1tf93exjo

5. Гохарь-Хармандарян И.Г. «Оболочки двоякой кривизны с прямолиней- ными образующими» // Архитектура СССР. 1960. № 9 с. 40 – 44. [Электронный ресурс]. URL: https://studfile.net/preview/2549509/page:4/

176

УДК 725.4.03:628.134

ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ К КЛАССИФИКАЦИИ ВОДОНАПОРНЫХ БАШЕН

Дубов А.Л.1, Агеева Е.Ю.2

1Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: dubovandrej075@gmail.com

2Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: ageu11@yandex.ru

Наиболее интенсивно индустриализация общества на территории Российской Федерации проходила в пе- риод с конца XIX века до середины XX века. Многие промышленные здания и сооружения, построенный в указанный период, уже не эксплуатируются либо из-за своего возраста, либо из-за утраты своей техни- ческой значимости в связи с ростом научного прогресса. К таковым можно отнести и водонапорные башни. Неэксплуатируемые промышленные объекты занимают полезную площадь и ухудшают экономи- ческое положение района, в котором они расположены, что особенно актуально для крупных городов нашей страны. В связи с этим, встает вопрос о необходимости редевелопмента водонапорных башен - ре- конструкции промышленных объектов с целью изменения их первоначальной функции. За последние годы в России все чаще появляются проекты по ревалоризации водонапорных башен. Однако, для более эффективной реновации необходимо четко различать архитектурные и конструктивные особенности раз- ных типов водонапорных башен. Именно эта необходимость и определяет актуальность этой статьи. Це- лью данного исследования является создание современной классификации водонапорных башен по архи- тектурным, конструктивным и объёмно-планировочным решениям. Для решения поставленной задачи были изучены материалы по водонапорным башням, проанализированы архитектурно-конструктивные решения, принятые при проектировании, полученная информация по выбранной теме была систематизи- рована и представлена в виде сводной таблицы.

Ключевые слова: водонапорные башни, классификация, промышленные сооружения, гидротехнические соору- жения, инженерные сооружения башенного типа.

BASIC APPROACHES TO THE CLASSIFICATION OF WATER TOWERS

Dubov A.L.1, Ageeva E.Yu.2

1Nizhny Novgorod state University of architecture and construction, Nizhny Novgorod, e-mail: dubovandrej075@gmail.com

2Nizhny Novgorod state University of architecture and construction, Nizhny Novgorod, e-mail: ag-eu11@yandex.ru

The most intensive industrialization of society on the territory of the Russian Federation took place in the period from the end of the 19th century to the middle of the 20th century. Many industrial buildings and structures built during this period are no longer in use, either because of their age or because of the loss of their technical significance due to the growth of scientific progress. These include water towers. Unexploited industrial facilities occupy a usable area and worsen the economic situation of the area in which they are located, which is especially important for large cities of our country. In this regard, the question arises of the need for redevelopment of water towers - the reconstruction of industrial facilities in order to change their original function. In recent years, projects for the revalorization of water towers have increasingly appeared in Russia. However, for a more efficient renovation, it is necessary to clearly distinguish between the architectural and design features of different types of water towers. It is this need that determines the relevance of this article. The purpose of this study is to create a modern classification of water towers according to architectural, structural and space-planning solutions. To solve the problem, materials on water towers were studied, architectural and structural solutions adopted during the design were analyzed, the information received on the chosen topic was systematized and presented in the form of a table.

Keywords: water towers, classification, industrial structures, hydraulic structures, tower-type engineering structures.

В Российской Федерации расположено большое количество промышленных объектов, построенных в период наиболее интенсивной индустриализации общества с конца XIX до се- редины XX века. Многие постройки, возведенные в тот период, уже не эксплуатируются либо

177

из-за своего возраста, либо из-за утраты своей технической значимости в связи с ростом науч- ного прогресса. К таковым можно отнести и водонапорные башни. Неэксплуатируемые про- мышленные объекты занимают полезную площадь и ухудшают экономическое положение района, в котором они расположены. В связи с этим, встает вопрос о необходимости редеве- лопмента водонапорных башен - реконструкции промышленных объектов с целью изменения их первоначальной функции. Однако, для более эффективной реновации необходимо четко различать архитектурные и конструктивные особенности разных типов водонапорных башен. Именно эта необходимость и определяет актуальность этой статьи.

Целью данного исследования является создание современной классификации водона- порных башен по архитектурным, конструктивным и объёмно-планировочным решениям.

Достижение названной цели предполагает выполнение следующих задач:

-Изучить доступные материалы по водонапорным башням;

-Проанализировать возможные архитектурно-конструктивные решения, принимаемые при проектировании;

-Систематизировать полученную информацию и создать классификацию водонапор- ных башен по нескольким признакам.

Исследование опирается на общедоступные методы анализа, обобщения и системати- зации теоретических и проектных работ и существующих объектов по данной теме.

Конструктивно водонапорную башню можно разделить на три части: резервуар (бак), опору (ствол) и фундамент.

Резервуар чаще всего изготавливается из металла, за рубежом для этих целей широко применяется железобетон. Объём бака может достигать 2000 м3 и более, эта характеристика зависит от назначения объекта, условий эксплуатации и т.д. Самый распространенный вариант формы стенок резервуара водонапорной башни – цилиндрический, однако существует также конический, гиперболический и другие. Днище бака выполняется с уклоном минимум 5% к подающе-отводящей трубе. Оно может иметь различную форму: плоскую, коническую, сфе- рическую, или более сложную [1, с. 7-8].

Для подъёма к баку и на его покрытие для осмотра и обслуживания водонапорные башни оснащаются металлическими лестницами и площадками. Внутри круглых в плане ре- зервуаров иногда делают вертикальную цилиндрическую стенку. В днище также проделывают отверстие и таким образом создают шахту длинной 1.5-1.8 м, которая обеспечивает вход в бак

[1, с. 8].

Резервуары могут быть открытыми, в этом случае над ними устраивается шатёр. Могут быть закрытыми и иметь собственное покрытие — плоское или пространственное: кониче- ское, сферическое, висячее.

178

Для защиты резервуара от температурных и механических воздействий устанавлива- ется ограждение с утеплителем. Различают несколько видов ограждений (Рисунок 1). Бак мо- жет просто покрываться утеплителем; кроме утеплителя, над ним может устанавливаться ша- тёр; вместо шатра может устраиваться галерея, называемая также полушатром [1, с. 6].

Каждые 3-5 лет резервуар нуждается в обслуживании, заключающемся в удалении ржавчины, обеззараживании, покраске и других мероприятиях [2, с. 30].

Рисунок 1 – Виды ограждений резервуаров водонапорных башен

а - со слоем утеплителя; б – шатёр; в – галерея (полушатёр).

Опоры водонапорных башен чаще всего изготавливаются из кирпича, железобетона или металла. В зависимости от вида конструкции опоры можно разделить на три типа: сплош- ные, сквозные и комбинированные опоры.

Выбор вида опоры зависит от многих факторов: высоты опоры, объёма и диаметра ре- зервуара и т.д. При высоте опоры >25 м чаще всего применяются сплошные опоры; при мень- шей высоте и при диаметре резервуара >10 м предпочтение отдаётся сквозным или комбини- рованным опорам [1 с. 12-13].

Форма опор водонапорных башен бывает различна (Рисунок 2): чаще всего применя- ется форма цилиндра, довольно редко - форма усеченного конуса с расширением или с суже- нием к основанию или форма гиперболоида.

Внутри опор располагают лестницы, металлические или железобетонные площадки. Пространство внутри опоры использовалось для размещения служебных, конторских, техни- ческих, производственных и других помещений [1, с. 6].

Рисунок 2– Виды опор водонапорных башен по форме

а– цилиндрическая форма; б – форма усеченного конуса с расширением к основанию;

в– форма усеченного конуса с сужением к основанию; д – форма гиперболоида.

179