Распорная система. Общие свойства каменных сводчатых конструкций

Санкт-Петербургский Государственный Университет Петра Великого Институт Металлургии, Машиностроение и Транспорта Кафедра Инженерной Графики и Дизайна

Курсовая работа

По дисциплине: Архитектоника конструкций

На тему: “Распорная система”

Выполнили:

Студенты группы 23305/5

Проверил:

Санкт-Петербург

2017

Оглавление

Введение. 3

1.  Описание системы.. 4

1.1. Понятие. 4

1.2. Виды.. 4

2. История. 7

3. Принципы работы системы.. 9

3.1. Общие свойства каменных сводчатых конструкций. 10

4. Работа элементов системы.. 15

4.1. Статические и конструктивные схемы арок. 15

5. Предпочтительные материалы и их особенности. 17

Заключение. 19

Список используемых источников. 20

Введение

Пространство, освобожденное от опор, перекрытое большепролетной конструкцией, придает зданию эмоциональную и пластическую выразительность.

Распорные конструкции (распоры) используются людьми уже многие столетия. Применяются для перекрывания как больших, так и малых пролётов без промежуточных опор.

Одним из ярких примеров старинных построек служит купол собора Святого Петра в Риме, построенный по проекту архитектора Микеланджело в 1400 году. Его верхняя точка возвышается на 136,57м над уровнем пола, внутренний диаметр составляет 41,47м. Несмотря на недостаток знаний в области математики и строительной механике, купол был успешно построен и сохранился до наших дней.

Купол собора Святого Петра в Риме

Современным примером распорных конструкций служит ботанический сад — «Эдем», имеющий форму ряда куполов, построенный в 2002 году в Великобритании, в окрестностях Корнуэлла- купол «Клима-трон», построенный в Сент-Луисе в 1960 году, диаметром 53 метра. Он выполнен из алюминиевых несущих рам и служит для создания микроклимата в оранжерее.

Купол “Клима-трон” ботанического сада “Эдем”, Великобритания

Ботанический сад “Эдем”, Великобритания

Сейчас подробно изучены статическая работа распоров, основные принципы работы распорных конструкций. Проводится анализ рациональных очертаний (форм) и появляются методики по расчёту, в том числе и в программных комплексах, что позволяет сконструировать равнопрочную конструкцию.

Цель курсовой работы:

·  Изучение распорной системы в архитектуре

Задачи:

·  Изучить литературу по данной теме

·  Раскрыть понятия «Распор» и «Распорная система»

·  Выяснить преимущества и недостатки использования распорной системы

·  Понять принципы работы распорной системы

1.  Описание системы

1.1.  Понятие

Распор – это горизонтальная сила, действующая в опорных узлах арочных, сводчатых и рамных конструкций. Давление, действующее в горизонтальном направлении под влиянием сил, приложенных вертикально.

В строительной механике – система, в которой возникающие от внешней нагрузки опорные реакции имеют не только вертикальные, но и горизонтальные (распорные) составляющие.

1.2.  Виды

       Распорные системы могут быть плоскими (например, арки) и пространственными (купола), сплошными (например, арка, тонкостенный купол) и сквозными (решетчатая арка, ребристо кольцевой, сетчатый купол).

Распорные конструкции – это конструкции, имеющие несменяемые опоры. За счет этого при деформации конструкции под действием нагрузки возникает распор, который создает в конструкции продольные усилия. Жесткие распорные конструкции (арки, рамы, оболочки) отличаются пониженной деформативностью по сравнению с безраспорными, что позволяет уменьшать размеры сечений их элементов. В железобетонных и каменных конструкциях распор помогает предотвратить появление растягивающих усилий, которым эти материалы сопротивляются чрезвычайно плохо. Гибкие нити тоже являются распорными конструкциями, но в них, в отличие от жестких конструкций, от распора возникают растягивающие усилия. 

Сплошные конструкции весьма разнообразны и могут быть как плоскими (стойки, балки, арки, рамы, стены), так и пространственными (оболочки, мембраны, мягкие оболочки). 

Применение сплошных и сквозных (решетчатых, сетчатых) конструкций тесно связано с материалом, из которого они изготавливаются. Деревянные и металлические конструкции часто проектируются сквозными, так как базовым несущим элементом для них является стержень, например, деревянный брус или прокатный стальной профиль. Особенности железобетона, напротив, делают его весьма удобным материалом для возведения тонкостенных сплошных пространственных конструкций.