Кривошапко С.Н., Мамиева И.А. Аналитические ПОВЕРХНОСТИ В АРХИТЕКТУРЕ зданий, КОНСТРУКЦИЙ И ИЗДЕЛИЙ Изд. стереотип.

Оглавление

Введение

Тонкостенные конструкции оболочечного типа нашли широкое применение в современном строительстве и архитектуре. Об этом говорится во многих научно-технических и научно-популярных публикациях российских и иностранных авторов. Интересные факты из истории строительства и проектирования тонкостенных пространственных конструкций и взгляды на будущее оболочек были изложены в сообщении Р. Брэдшау (R. Bradshaw), Д. Кампбелла (D. Campbell), М. Гаргари (M.Gargari), А. Мирмирана (A.Mirmiran) и П. Трипени (P.Tripeny) "Специальные конструкции. Прошлое, настоящее и будущее" в юбилейном выпуске журнала "Journal of Structural Engineering", посвященном 150-летию Американского общества инженеров гражданского строительства (American Society of Civil Engineers). В их статье [1] отмечается, что, начиная со времени строительства купола Джоржия в Атланте (the Georgia Dome in Atlanta), павильона Ливстока в Ралли (the Livestock Pavilion in Raleigh), Мэдисон Сквер Гарден в Нью-Йорке (Madison Square Garden) и, заканчивая выдающимися сооружениями современности, такими как Олимпийский стадион в Мюнхене, здание оперы в Сиднее и Хай терминал в Саудовской Аравии (Hajj terminal), тонкостенные специальные сооружения являются вехами и свидетельствами достижений строительной механики. Мнение вышеуказанных авторов о выдающихся пространственных сооружениях второй половины 20-го века, показанных на рис.1, является их личным мнением, с ним можно соглашаться или нет. Просмотрев материалы, представленные в настоящей книге, некоторые могут прийти и к другим выводам.

Каждое знаменитое пространственное сооружение является уникальным и их строительство нельзя поставить на поток. Те же авторы отмечают, что в последнее время большепролетные оболочки потеряли свою популярность по сравнению с пиком их строительства в 1950–1960 годах, когда архитекторы страстно пропагандировали их в качестве нового средства для выражения своего времени. Однако, сейчас появляется новая генерация молодых архитекторов и инженеров, которые также проявляют интерес к проектированию большепролетных пространственных покрытий. Этот процесс усиливается появлением новых материалов, таких как фибробетон и волокнистые армированные полимерные композиты, которые могут быть использованы в оболочках. Сейчас эти материалы – очень дороги для применения их в оболочках, но со временем это может измениться.

Второй причиной возвращения интереса к оболочкам является появление новых форм в архитектуре пространственных конструкций, предлагаемых для внедрения в практику. Однако реальное применение нашли чуть более 5% существующих форм. Знаменитый архитектор и инженер Э. Торроха говорит: "Лучшим сооружением является то, надежность которого обеспечивается главным образом за счет его формы, а не за счет прочности его материала. Последнее достигается просто, тогда как первое, наоборот, с большим трудом. В этом заключается прелесть поисков и удовлетворение от открытий". У Э. Торрохи - много последователей. Например, на кафедре прочности материалов и конструкций Российского университета дружбы народов (РУДН, г. Москва) создана энциклопедия аналитических поверхностей, которая насчитывает более 500 наименований. Большинство поверхностей, представленных в энциклопедии [2], вполне могут быть приняты за архитектурную основу при проектировании тонкостенных пространственных сооружений и конструкций. Учитывая возрастающий интерес к применению сооружений оболочечного типа, на инженерном факультете РУДН на специальностях "Строительство" и "Архитектура" в магистратуре введены новые учебные дисциплины "Строительная механика пластин и оболочек", "Формообразование оболочек в архитектуре" и "История архитектуры и проблемы прочности".

Взяв в качестве исходного материала по геометрии поверхностей энциклопедию [2], авторы изучили материалы, опубликованные в научно – технических журналах, сборниках научных трудов, монографиях, просмотрели доклады научных конференций, информацию, содержащуюся в Интернете, и сгруппировали полученные сведения по классам поверхностей. Как известно, имеется несколько классификаций тонкостенных пространственных форм и оболочек. Например, большепролетные общественные здания по назначению предлагается подразделять на 8 групп, кроме того существует классификация по виду работы покрытия (жесткие и мембранные оболочки), по используемому материалу (железобетонные, стальные, композитные и др.), по способу монтажа (сборные и монолитные), по конструктивным признакам (составные тонкостенные оболочки и оболочки, очерченные по единой поверхности), по форме (купол, свод, крестовые оболочки и т.д.). Встречаются и другие классификации тонкостенных пространственных форм и оболочек. В данной работе рассматриваются только оболочки и изделия, очерченные по аналитическим поверхностям. За основу взята классификация оболочек по типу их срединных поверхностей, что, по-видимому, сделано впервые. Учитывая ограничения по объему книги, авторы остановились на рассмотрении оболочек, конструкций и изделий, очерченных по четырем из 38 классов аналитических поверхностей.

В основу учебного пособия положены обзоры [4–9], написанные С.Н. Кривошапко. В настоящем издании эти материалы переработаны и дополнены в связи с задачами, стоящими перед учебным пособием.

В учебном пособии используются следующая нумерация использованной литературы: если литература в главе обозначена как [4], то это означает, что ее нужно смотреть под номером 4 в конце той же главы; если литература в главе обозначена как [3.4], то это означает, что ее нужно смотреть под номером 4 в главе 3. Аналогичное правило распространяется на нумерацию формул, схем и рисунков.

Об авторах

Кривошапко Сергей Николаевич

Окончил Волгоградский строительный техникум, а также Университет дружбы народов им. П. Лумумбы и аспирантуру по кафедре сопротивления материалов. По распределению был направлен в Проектный институт МО СССР, где проработал до 1984 г. В 1981 г. защитил кандидатскую диссертацию. С 1984 г. доцент кафедры сопротивления материалов УДН. В 1995 г. защитил докторскую диссертацию; с 1996 г. — профессор, с 2002 г. — заведующий кафедрой прочности материалов и конструкций Российского университета дружбы народов.

Область научных интересов — геометрия и расчет на прочность оболочек неканонической формы. Наиболее значительные научные результаты получены при исследовании геометрии и напряженно-деформированного состояния торсовых оболочек. Почетный работник высшего профессионального образования России, член МОО «Пространственные конструкции», главный редактор центрального журнала «Строительная механика инженерных конструкций и сооружений».

С. Н. Кривошапко — автор 15 книг, в том числе 5 монографий, 3 справочников и 7 учебных пособий (6 с грифом Минобрнауки), а также множества научных статей, опубликованных в российских и зарубежных журналах.

Мамиева Ираида Ахсарбеговна

Окончила в 1984 г. историко-филологический факультет Югоосетинского государственного педагогического института. После окончания института работала учителем в средней школе. С 2003 г. по настоящее время работает ассистентом на кафедре прочности материалов и конструкций Российского университета дружбы народов. Область научных интересов — архитектура тонкостенных пространственных конструкций, возведенных в Кавказском регионе. По этой теме опубликовала несколько научных статей. Исполнительный редактор центрального научно-технического журнала «Строительная механика инженерных конструкций и сооружений».