Статистика:

Search

  • 16Дек

    Автор:    Шадрин Александр Алексеевич

    В статье анализируются ордерные элементы из металлических конструкций в проектах британского архитектора Николаса Гримшоу.Термин «ордер » авторы статьи понимают как порядок сочетания несущих и несомых частей стоечнобалочных конструкций во взаимодействии основных конструктивных частей и разнообразных деталей, созданных и примененных в полном соответствии с их ролью в ордерной системе. Еще во времена античной Греции древние зодчие осознавали зависимость облика сооружения от соотношения его частей, взаимосвязь абсолютных размеров ордера и его пропорций.

     

    Более двух тысячелетий ордерная система не подвергалась существенным изменениям, что определялось доминированием камня как строительного материала. Его технические характеристики ограничивали диапазон возможных форм и пропорций стоечно-балочных систем. Во второй половине XX века появились здания в стиле хай-тек с несущей конструкцией из металла. Формы металлических конструкций отражают тяготение к тектонической ясности и демонстрируют стремление к максимальному раскрытию свойств этого материала.

    В отличие от других материалов металл лучше работает на изгиб и растяжение, поэтому в новейшей архитектуре активно применяются инженерные решения, обеспечивающие подобную схему нагружения, что влияет на ордерные элементы, определяющие облик и форму конструкции.

    Н. Гримшоу — один из крупнейших архитекторов направления хай-тек.

    В настоящей статье анализируются ордерные элементы его проектов из металлических конструкций;

    —    исполнение отдельных элементов несущих конструкций;

    —    сочленение отдельных элементов в несущие конструкции;

    —    ордер при формировании облика сооружения в целом.

    Исполнение отдельных элементов несущих конструкций

    Выполненные из металла несущие конструкции практически всех зданий Гримшоу собирались на месте строительства из отдельных элементов, изготавливаемых на заводах. Конкретное конструктивное исполнение таких элементов зависело от многих факторов, в том числе: необходимость обеспечения несущей способности структуры здания и его образной выразительности, ограничения по срокам и затратам строительства и так далее.

    Прежде всего необходимо отметить, что в несущих конструкциях использовались традиционные монолитные стойки и балки, имеющие трубчатое, двутавровое или иное сечение (рис. 1). Стойки изготавливались как отдельный несущий элемент или собирались из составных частей и часто имели индивидуальное фундаментное основание. Балки определяли несущую основу перекрытия зданий и, в общем случае, подразделялись на главные балки, опирающиеся на стойки и обеспечивающие силовой пояс периметра перекрытия, и балки, входящие в структуру перекрытия, опирающиеся на главные балки (рис. 2).

    Большее применение в зданиях хай-тек нашли стойки и балки ферменных и рамных конструкций (рис. 3, 4).

    В случае надобности реализовывались их нелинейные конфигурации. Это определялось в первую очередь необходимостью обеспечения оптимальной несущей способности каркасных конструкций с большими пролетами в масштабных сооружениях, экономии материалов, а также решения художественно-эстетических задач при работе над образом сооружения.

    Инженерное обеспечение конструирования ферменных стоек и балок сопровождалось заимствованием у машиностроительных отраслей промышленности таких наукоемких дисциплин, как теория машин и механизмов, строительная механика тонкостенных оболочек и стержневых конструкций, многомерные методы расчета нагруженного состояния и несущей способности отдельных элементов сложных конструкций. Практическое решение этих проблем опиралось на возможности современных методов численной математики и производительность быстродействующих электронно-вычислительных средств.

    В архитектуре и структуре зданий Н. Гримшоу нашли широкое применение вантовые конструкции (рис. 5). Анализ имеющихся проектов позволяет выделить три варианта выполнения таких конструкций — затяжка колонны, разгрузка (или подвешивание) балки и перекрытия с одновременной затяжкой колонны к фундаменту, разгрузка (или подвешивание) балки и перекрытия без затяжки колонны к фундаменту.

    Все элементы вантовой конструкции имеют, как правило, шарнирные соединения. При этом несущая колонна (стойка) не испытывает воздействия поперечных сил или изгибающих моментов и работает только на сжатие.

    Н. Гримшоу дал современной архитектуре лукообразную опору, связанную конструктивно с горизонтальными балками кровли. В опорах силовая стойка изогнута (лук) и зафиксирована в состоянии предварительного напряжения тросами (тетива) через штыри (стрелы) с одной или двух сторон. Благодаря напряжению и «стремлению распрямиться» такие стойки не только с легкостью воспринимают нагрузку от веса кровли, но и растягивают горизонтальные пролеты, усиливая сопротивляемость прогибу. Работа всех растянутых и сжатых элементов этой изящной, почти невесомой системы открыта для восприятия. Также экспрессивно каннелюры ствола колонны и выпуклость дорической капители выявляют напряжения каменных форм античного храма. Более того, инженерные системы здания — солнечные батареи, элементы вентиляции и освещения не прикрывались, но становились наряду с конструкциями художествен-
    ными деталями современного стального ордера.

    Применение таких инженерных решений имело в первую очередь функциональное назначение — создание помещений с большими свободными площадями без использования внутренних несущих стоек. Вместе с тем вантовые конструкции значительно расширили возможности решения художественно-эстетических проблем образной выразительности зданий.

    Сочленение отдельных элементов в несущие конструкции

    В структуре зданий Н. Гримшоу использовались уже известные в архитектуре принципы создания инженерных конструкций (рис. 6). При этом часто применялась собственно стоечнобалочная структура каркаса строения.

    Несущая схема таких структур была классической. Новаторский образ зданий создавался с помощью нетрадиционных форм стоек или балок. Стены домов часто не были несущими, не имели фундаментной основы и крепились непосредственно к каркасу. Облик сооружения при этом становился аналогом ордера с вынесением колонн за пределы стены (рис. 1).

    Н. Гримшоу широко использовал и различные варианты вантовых конструкций. Применение таких инженерных решений началось с затяжки колонн к фундаментным точкам крепления при помощи тросовых и стержневых систем (рис. 7).

    Другим вариантом использования вантовых конструкций в проектах Грим-шоу была подвеска балки с перекрытием к несущим колоннам с одновременной затяжкой колонн к фундаменту (рис. 8). При этом вантовая система представляла собой замкнутую конструкцию, закрепленную (через вершину колонны) с одной стороны к фундаментным элементам снаружи здания, а с другой — к балке.

    Использование вантовых конструкций с подвеской балки привело к необходимости применения несущих колонн (мачт) с размерами, в несколько раз превышающими высоту здания. Подобная особенность ордерных соотношений создавала возможность использования аллегорий морской или авиационной тематики при формировании архитектурного образа дома.

    Отдельный интерес представляют ордерные разработки Гримшоу, использованные в вантовой конструкции проекта Национальной библиотеки Франции в Париже (1989 год). Несущая конструкция ее портика выполнена в виде изогнутых стоек-колонн, на которых закреплена ломаная балка (рис. 9). Меньшая консоль балки является основой козырька с внешней стороны экрана, большая — структурной основой перекрытия между экраном и зданием книгохранилища. Каждая колонна заневолена с выпуклой стороны стержневой конструкцией, работающей на сжатие. Перекрытие порти-
    ка обезвешивается с помощью растяжек, идущих от длинной консоли балки через вершину стойки (колонны) к концу короткой консоли и далее вниз — к анкерному креплению в фундаменте. Применение вантовых растяжек позволило избежать громоздких конструкций стоек, балок с перекрытиями и создать на огромном пространстве образ изящной изогнутой стены-экрана.

    В следующем варианте вантовых конструкций Гримшоу, типа «коромысло», подвеска балок реализована без затяжки колонны к фундаменту. Такие конструкции применяются для симметричных компоновок несущих каркасов (рис. 5).

    Ордер при формировании облика сооружения в целом

    Рассмотрим общие и отличительные черты ордера зданий Н. Гримшоу и сооружений предшествующих эпох.

    Общих черт немного. Во-первых, это сам факт широкого применения в проектах Гримшоу стоечно-балочной системы на фоне широкого спектра имеющихся возможностей формирования инженерных сооружений без использования стойки и балки как элементов конструкции. Современные материалы и технологии способствовали появлению разнообразных вариантов исполнения конструкций стиля хай-тек, но сам принцип стоечно-балочной системы при этом не был дезавуирован.

    К общим чертам можно отнести также сочетание в одном здании различных ордерных стилей. Так, в проекте Британского павильона на выставке «Экспо-1992» в Севилье Гримшоу объединил стоечно-балочные элементы конструкции каркаса с вантовой конструкцией в виде затянутой колонны (рис. 5). Внешний каркас представлял собой стоечно-балочную систему. Подобная структура создала несущую схему внешнего каркаса, аналогичную стоечно-балочной системе античного ордера. Внешний контур формирует образ здания подобно внешней колоннаде античного храма и организует пространство («целлу») для внутренней структуры павильона. Северная и южная стороны строения оформлены в виде наполненных ветром парусов. Это другой ордерный стиль — вантовая конструкция, решенная в виде колонны с затяжкой, имитирующей форму паруса. Здесь отдана дань образам новейшей архитектуры из металлоконструкций.

    Смешивание ордеров как художественный метод использовалось со времен возведения античных храмов и всегда с целью достижения художественной выразительности и завершенности архитектурного образа в конкретных условиях строительства.

    Отличительной особенностью ордера архитектуры Гримшоу следует признать его нерегулярность. Разнохарактерные и неповторяющиеся образы его сооружений невозможно было бы создать с помощью канонизированных и типовых ордерных структур и ордерных соотношений.

    Так, конструкция туннеля железнодорожного терминала в Ватерлоо (рис. 10) представляет собой длинное (400 м) изгибающееся сооружение, размеры сечения которого по длине не одинаковы. Эта нерегулярность определялась необходимостью реализации проекта на территории густо застроенного участка самой занятой железнодорожной станции Европы. Туннель был построен без разрушения (или сноса) близлежащих строений.

    Нерегулярность несущей конструкции магазина «Все для дома» (Брентфорд, 1987 год) определялась стремлением заказчика придать зданию, расположенному на трассе к аэропорту «Хитроу», облик флагманского воздушного судна. Поэтому в структуре каркаса магазина акцентированно присутствуют доминирующие неповторяющиеся элементы, ставшие центром архитектурной композиции, — внушительных размеров ферменная балка и колонна, стянутые вантовой конструкцией. Относительно них компонуются второстепенные элементы стоечнобалочных систем, завершающие формирование облика здания.

    Posted by admin @ 4:43 пп

Comments are closed.