Гиперболические параболоиды, гиперболоиды и коноиды

 

параболоиды, гиперболоиды, коноиды, гиперболические параболоиды

Возвращение к формам купола и свода — традиционным формам каменных сооружений, было, естественно, первым шагом в проектировании железобетонных оболочек.

Экономичность бетонных сооружений в большой степени определяется стоимостью опалубочных работ. Каменные купола выкладывались из блоков камня, обтесанных до требуемой формы; и стоимость тески блоков с непараллельными гранями до появления механических пил не отличалась существенно от тески прямоугольных блоков.

Известно, что Брунеллески построил купол Флорентийского собора без лесов. Каменные своды строились так же. Бетон должен быть уложен в опалубку, которая определяет форму конструкции. Опалубка изготовляется из прямых элементов из дерева или стали.

Геометрия купола была преимуществом Брунеллески, так как кольца из каменных блоков были устойчивы, пока угол наклона швов не становился слишком большим, чтобы силы трения не могли удержать блоки. С другой стороны, геометрия купола неудобна для исполнения в бетонных конструкциях, так как невозможно образовать форму купола из прямых линий, и поэтому не существует простого способа для изготовления опалубки из прямых деревянных элементов. Стоимость опалубки снижала привлекательность формы купола для оболочек с малыми и средними размерами пролетов. При больших пролетах прямолинейность деревянных элементов опалубки меньше влияет на стоимость проектного решения.  Только два типа кривых поверхностей могут быть построены из элементов с прямыми образующими. Один из них — гиперболоид, который образуется вращением прямой, наклоненной к вертикали, вокруг этой вертикали. При этом образуется форма, знакомая нам по градирням.

Кристофер Рен опубликовал свое открытие гиперболоида в Философских трудах Королевского общества в 1669 г.

Другой вид поверхности, получивший название гиперболического параболоида, или коротко гипара, образуется одной прямой линией, движущейся по двум прямым линиям, которые наклонены под углом одна к другой.

В связи с простотой уравнения теория мембран для гипаров имеет простое решение. Оно было получено в начале 30-х годов XX в. Ф. Аймондом, инженером французской государственной железной дороги; который построил несколько "паровозных депо в новых формах.

Архитектурные возможности гипаров были открыты испанским архитектором Феликсом Канделой. Он продемонстрировал их на различных сооружениях от промышленных зданий, отличавшихся своей экономичностью и изяществом, до впечатляющих зданий церквей, архитектура которых напоминала готическую.

Плоская часть коноида не может быть использована для форм конструкций, так как она весьма подвержена потере устойчивости. Практически коноид ограничивается двумя параболами, которые обычно ориентируются на север и на юг, чтобы дать максимальный доступ отраженного солнечного света. Бетонные оболочки в форме коноида начали применяться в Восточной Европе в начале 50-х годов и в 1958 г. была опубликована теория расчета этих оболочек.

Кандела пренебрегал Использованием сложного математического аппарата при проектировании своих оболочек и проектировал их, основываясь главным образом на изучении мембранных усилий и условий равновесия на краях оболочек. Большинство из его оболочек имело средние по величине пролеты.

С конца 50-х годов оболочки типа гипара использовались и другими проектировщиками, особенно в США. Вначале это были небольшие по размерам оболочки из-за недостаточной разработки теории изгиба, но после появления метода конечных разностей начали строиться гипары с большими пролетами, например, в перекрытии зала в Пуэрто-Рико на 10 тыс. мест с консольными участками пролетом 42 м.

Коноид, родственный гипару тип оболочки, образуется поворотом прямой линии по прямой и кривой направляющим линиям.

Источник материала: grensi.com

Категория: Архитектура
 
 
Нравится  
 
 
 
 
 
 
Комментариев нет
 
 
Оставьте комментарий
Имя*:      
Ваш e-mail*:     (не отображается)
Адрес веб-сайта:      
 
 
Имя:  
Цитата:  
    Закрыть
 
 
 
 
* - обязательные поля
 
 
Сайт продается, присылайте
свои предложения на
cloudinfo@ya.ru