Технологии использования оболочек-скорлуп в архитектурной бионике.
В современной архитектурной бионике нашло достаточно большое применение различных купольных конструций, при проектировании и строительстве которых, у живой природы было "подсмотрено" использование в живых организмах различных оболочек-скорлуп, изучение которых и помогает архитекторам использовать различные бионические технологии.
Известный советский архитектор Ю.С.Лебедев в своей книге "Архитектура и бионика" также не смог пройти мимо этой темы. И вот, что там можно об этом прочесть: "В облочках-скорлупах в природе проявляется, а в архитектуре используется принцип равномерного распределения напряжений по всему сечению.
К оболочкам предъявляются особые требования. Прежде всего они должны быть из жесткого материала, форма их должна быть пространственно-изогнутая, толщина крайне незначительная по отношению к пролетам и в сечении по всей поверхности одинакова, и лишь в краевых элементах в местах передачи усилий на фундаменты или другие опоры они могут утолчаться. В этой связи и усилия распределяются в них особым образом: в сечении оболочек, например, совершенно исключаются изгибающие и крутящие моменты из-за небольшой их толщины, а усилия направляются по касательной к их поверхности, равномерно в продольном и поперечном направлениях. Малейшие изменения толщины в сжатой части могут вызвать появление изгибающих моментов. Рабочее состояние оболочек - это состояние напряженной мембраны. При симметричной нагрузке в них отсутствуют также и сдвигающие силы.
Надо сказать, что и ребристые криволинейные системы могут содержать в себе элементы оболочек и состоять также из ряда оболочек, отсюда разбираемый принцип их работы может быть отнесен как в целом к сооружению, так и к его элементам. Принцип механической работы оболочек прямо противоположен работе традиционного, массивного, выполненного из камня или из кирпича свода, в котором за увеличением пролета следует увеличение сечения свода. При больших пролетах, каковые применяются в современной архитектуре, зачастую невозможно идти по традиционному пути, так как сечения сводов возросли бы до таких размеров, что, пожалуй, они не смогли бы выдержать своего собственного веса. И, что совершенно очевидно, сооружение таких сводов было бы связано с большой затратой материала.
Следовательно, чтобы выполнять те задачи, которые стоят перед современной архитектурой, в области большепролетного строительства (промышленные цеха, крытые стадионы, ринги, города под куполами в северных районах и т.д.) разумно пользоваться оболочками. В живой природе конструкция типа оболочек широко распространена: это - скорлупа яйца, гладкие, не ребристые лепестки цветов, панцири животных, гладкие раковины, элементы листьев и т.д. Правда, если проникнуть в их микроскопическую структуру, то мы обнаружим решетчатость ее построения, следующего определенным законам конструирования.
Но при этом все же в оболочках-скорлупах особое значение имеет принцип, как назвал его известный итальянский инженер П.Л.Нерви, "работы по форме". Для достижения необходимых технических качеств оболочек этот принцип без преувеличения является одним из решающих. Тонкостенные структуры типа оболочек создают условия для "лепки" различных пластичных форм. Изменяя пластику оболочковых форм, можно получать лучшие соотношения механических способностей и веса конструкций, т.е. экономить строительный материал и создавать более легкие конструкции при прочих равных конструктивных (прочностных) свойствах..."
Таким образом, использование в современной архитектуре бионических технологий применяемых природой в строении оболочек-скорлуп является одним из наиболее перспективных направлений архитектурной бионики, позволяющим экономить строительные материалы и удешевлять стоимость строительных работ, не снижая качества самой конструкции. К тому же бионические формы архитектурных сооружений гармонизируют окружающее пространство и позитивно влияют на здоровье и состояние людей и других биологических организмов.
michael101063 ©