Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Архитектурно-строительные конструкции

Формообразование структур

Для создания выразительных архитектурных форм необходима свобода структурной организации пространства. Если используются стержни одинаковой длины, то возможности формообразования ограничиваются структурой, ячейками которой служат правильные многогранники. В основном в описанных выше системах Белла и Фуллера это тетраэдры и полуоктаэдры. Углы наклона граней такой структуры к горизонту постоянны. Для изменения углов наклона и при переходе от одной системы к другой требуется использование доборных элементов. В 1980-е и 1990-е гг. инженером и ученым В. Г. Никифоровым (МАрхИ) были выполнены исследования формообразования структур на основе законов кристаллографической симметрии (рис. 10.5). В результате были созданы системы, включающие стержни дополнительных размеров и позволяющие получать разнообразные формы при высокой жесткости структуры. Использование дополнительных направлений позволяет переходить от одной системы к другой, не теряя регулярности структуры и ее жесткости.

Элементы и узловые соединения структурных конструкций

Основным материалом структурных конструкций является металл, однако в них могут быть использованы и другие материалы – дерево, железобетон, пластики. Например, весьма выгодными являются металлодеревянные структурные конструкции, стержневые элементы которых выполняются из деревянных брусьев, а узлы

Построение структурных конструкций по законам кристаллографической симметрии

Рис. 10.5. Построение структурных конструкций по законам кристаллографической симметрии:

а – с квадратными ячейками; б – с треугольными ячейками; в – с прямоугольными ячейками; цифры 2,3, 4 обозначают порядок осей кубической симметрии (2 – оси симметрии куба второго порядка; 3 – третьего; 4 – четвертого)

и крепежные детали – из металла. Существуют комбинированные системы, в которых нижние поясные элементы и раскосы выполняются из металла, а верхний пояс заменен ребристой железобетонной плитой. Металлические стержни структурных конструкций выполняют из труб, уголков, швеллеров или двутавров.

Конструкции узловых элементов чрезвычайно разнообразны и зависят от геометрии стержневой системы и типа ее стержневых элементов. Узловые соединения могут выполняться на сварке или на болтах. Рассмотрим несколько основополагающих типов узлов, которые послужили прототипами для большинства применяемых в настоящее время узловых соединений структурных конструкций.

Сварные узлы

Рис. 10.6. Сварные узлы:

а – ЦНИИСК (СССР); б – "Октаплатт" (ФРГ)

Узел "Меро&quot

Рис. 10.7. Узел "Меро"

Сварные соединения обладают повышенной жесткостью, малой деформагивностью, однако они требуют высокой точности изготовления элементов и больших трудозатрат при сварке на монтаже. Узел ЦНИИСК имеет высокую прочность и наименьший расход материала – всего лишь до 3% веса стержневых элементов (рис. 10.6, а). Узел "Октаплатт", хотя и обладает большой универсальностью, весьма трудоемок, так как имеет большую длину сварных швов (рис. 10.6, 6).

Болтовые соединения с болтами, располагающимися по оси элемента, имеют минимальную трудоемкость при монтаже. Болты в них работают па осевые усилия, что позволяет наиболее полно использовать их прочность. Узел "Меро" (рис. 10.7), разработанный для одноименной системы, отличается универсальностью и быстротой сборки, однако он металлоемок (до 20% веса стержней) и дорог. Этот узел послужил основой целого ряда усовершенствованных конструкций узлов.

Узел системы "Ниппон Стил" (рис. 10.8), разработанный в Японии, представляет собой усеченный полый шар, к которому крепятся трубчатые элементы при помощи болтов, ввинчиваемых изнутри узла в наконечники стержней при помощи специального инструмента. Узел "Ниппон Стил" универсален, так как может принимать стержни под самыми разными углами. Отверстия в нем просверливаются при помощи высокоточных роботов.

Узел "Октант" (рис. 10.9), разработанный в МАрхИ, объединяет в себе достоинства узлов "Меро" и "Ниппон Стил". Он может принимать стержни восемнадцати направлений, что дает богатые

Узел

Рис. 10.8. Узел "Ниппон Стил"

Узел

Рис. 10.9. Узел "Октант"

возможности формообразования. При этом он обладает малой материалоемкостью, так как изготавливается из штампованных фасонок на сварке. Стержневые элементы прикрепляются к узлу на болтах, ввинчиваемых в наконечник стержня со стороны узла.

Для соединения стержней из открытых профилей (легкие гнутые швеллеры) применяются узлы, прототипом которых является узел "Юпистрат" (США, рис. 10.10). Узел представляет собой штампованную фасонку, к которой на болтах внахлестку крепятся стержни. Болты при этом работают на срез.

Интересны безболтовые соединения структурных конструкций, позволяющие значительно сократить трудоемкость и сроки монтажа.

Наиболее известна система "Триодетик" с узлом, изготовленным из прессованых алюминиевых профилей (рис. 10.11). Стержни, выполненные из алюминиевых труб, могут устанавливаться под любым углом. Для этого концы стержней обжимаются на автоматических станках. Система "Триодетик" используется в структурных плитах.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы