Купольные конструкции: Купольные конструкции: глэмпинг, шатер, павильон, беседка — ЭНКИСТРОЙ

Опубликовано 12.08.202004.05.2021 Автор: alexxlab Категории: Разное

Содержание

Купольные конструкции как способ реализации новых архитектурных идей Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 72.036; 624.074.2

Н . А. Ку з я е в а В. С. Горбунова

Купольные конструкции как способ реализации новых архитектурных идей

В данной статье речь пойдет о развитии купольных конструкций в мире. Появившись как вариант завершения здания религиозного культа, в современной архитектуре они уже перекрывают здания общественного назначения. В статье показано их совершенствование и приобретение ими новых функциональных назначений на примерах выдающихся памятников архитектуры.

Ключевые слова: архитектура, архитектурный стиль, строительство, купольные конструкции, перекрытие-оболочка, сетчатая оболочка, геодезический купол, купольный дом.

N. A. Kuziaeva V. S. Gorbunova

Dome construction as a w-ay of realization of new architectural ideas

In this article we will focus on the development of domed structures in the world. Appearing as a variant of the completion of the building of a religious cult, in modern architecture they already cover public buildings. The article shows their improvement and acquisition of new functionalities to outstanding examples of architectural monuments.

Keywords: architecture, architectural style, construction, dome structures, thin-shell structures, gridshell, geodesic dome, dome house.

истории строительства купольные конструкции довольно часто являлись завершениями зданий; и в этой статье речь пойдет о развитии купольных решений в мире, начиная с древности и заканчивая применением их в современной архитектуре.

Купол не был известен египтянам и редко использовался греками, но стал важным элементом в римской архитектуре. Попытки создания криволинейных крыш, в том числе и куполов, предпринимались еще в Древнем Риме. До V столетия купола сооружались только над круглыми в плане сооружениями. Таковым является самый древний купол из ныне существующих. Он расположен в римском Пантеоне, возведенном примерно в 128 году нашей эры. Отметим, что первыми материалами были камень и дерево, но из-за сложности обработки и эксплуатации камень перестали использовать. Купол Пантеона был построен впервые с применением более совершенного материала — бетона, в котором скрыт скелет из кирпичных арок. Распор купола и его тяжесть воспринимаются массивными стенами толщиной 6 метров. Для облег-

чения стен и придания им зрительной легкости в них было установлено 8 внутренних больших ниш и столько же наружных пустот. Он представляет собой большое инженерное достижение античности и вплоть до XIX в. он был обладателем купола самого большого диаметра. Несколько столетий спустя (в 537 году) был построен еще один огромный купол, возведенный уже над квадратным в плане сооружением. Это Собор Святой Софии в Константинополе. Поддерживаемые столбами арки, своды, полукупо-ла и купола стали ведущими конструктивными элементами. Дальнейшее развитие структур и форм самого купола сдерживалось «кирпичной» технологией его строительства.

Далее продолжается использование куполов в строительстве памятников архитектуры, но оно использовало принципы возведения купола Пантеона, тщательно изучая его конструкции. Новую жизнь купольной конструкции подарили мастера эпохи возрождения. Это, например, Брунеллески, спроектировавший и построивший купол Санта-Марии-дель-Фьоре во Флоренции. Стоит отметить, что Брунеллески принадлежит

новаторское инженерное решение по расчленению несущих и ограждающих конструкций — идея постройки двухслойного каркаса, укрепленного ребрами. Это был один из первых шагов перехода от архитектуры Средневековья к архитектуре Ренессанса.

Одно из выдающихся творений архитектора конца XVII начала XVIII века Кристофера Рена — Собор Святого Павла — причудливым образом сочетает элементы готики, классицизма и барокко и является примером дальнейшего развития и совершенствования купольных конструкций. Его рассмотрим более подробно.

Рен не хотел возводить собор в существующем прежде готическом стиле, и поэтому, в процессе проектирования ему пришлось трижды полностью менять проект. Первые два были отвергнуты комиссией, а третий предполагал большой храм с куполом и двумя башнями-звонницами. Рен создает тройной купол, подобных которому не было еще в архитектуре. Его купол — трехслойный. Он состоит из внутреннего, играющего роль потолка, и внешнего, видимого только снаружи, который поддерживает деревянный каркас, покрытый свинцовыми листами.

Купол сам по себе интересен по форме. В геометрическом смысле он повторяют изгиб подвешенной цепи без груза (она называется цепная линия). Все звенья такой цепи сдавлены силой тяжести и, если ее перевернуть, получается отличная устойчивая структура. К такой форме архитектора подтолкнул Роберт Гук, известный своими работами в области химии и физики. Но основную нагрузку на себе несет купол, полностью скрытый от глаз зрителя, расположенный между внутренним и внешним куполами и имеющий форму конуса. Он сделан из кирпича и служит опорой для фонаря весом в 800 тонн.

В процессе строительства Рену приходилось решать еще много проблем. Было обращено внимание на то, что при столь большом размере купола и его массивности, внутри храма отсутствовали колонны, поддерживающие свод. Рен приводил собственные точно выверенные расчеты, пытаясь убедить комиссию, что колонны не нужны и купол не рухнет на головы прихожан. Однако ученому не поверили и распорядились установить колонны, подпирающие купол и своды собора. Рен выполнил это требование, но лишь частично: возведенные по его проекту колонны не достигают потолка собора, между капителями и самим потолком остается свободное пространство, однако, осматривая собор снизу, увидеть это практически невозможно. Будучи гениальным ученым, он решал и другие возникающие проблемы, например, создал ложный второй этаж, чтобы замаскировать массивные контрфорсы, которые поддерживают стены нефа и купол.

На этом купольные решения не остановились. На протяжении веков они совершенствовались

в зависимости от применяемого строительного материала. Так, конец XVIII века открыл новую эпоху в строительстве куполов — существенно стали расти пролеты, уменьшаться толщина оболочки. Все это вкупе с прочным материалом позволяло создавать проекты сооружений с куполами до 100 метров в диаметре. Появившаяся в начале XIX века сетчатая конструктивная схема только упрочнила положение металла. Конструкция купола стала куда прочнее, более легка при монтаже, экономичней и выглядела куда изящней по сравнению с куполами из дерева и железобетона, а главное она позволила возводить сооружения до 250 метров в диаметре, что, естественно, не является ее пределом. Постепенно, от своей первостепенной задачи — перекрытие больших пространственных частей здания — они перешли к выполнению и некоторых других. Например, эстетическое украшение городской застройки, создание яркого, запоминающегося образа здания.

И если раньше купольные конструкции применялись в архитектуре общественных зданий, преимущественно в храмовых сооружениях, то уже позже купольные конструкции стали использоваться в зданиях другого функционального назначения. Еще в XIX веке купола используются редко в строительстве домов, но постепенно — в строительстве больших оранжерей, в планетариях, в аудиториях, складах, ангарах. С развитием технологии строительства и появлением новых материалов, в том числе полимерных, архитекторы стали проектировать ещн более разнообразные формы купольных перекрытий.

Уже в конце века — 1896 году российский инженер и архитектор В.Г.Шухов запатентовал свою конструкцию перекрытий зданий и сооружений, получившую название перекрытие-оболочка, которая включает в себя выпуклые, висячие, сетчатые и мембранные оболочки. Примером дальнейшего совершенствования архитектурной формы и несущей сетчатой оболочки является геодезический купол.

На рисунке 1 представлена купольная конструкция, созданная архитектором Ричардом Фуллером (бывший Павильон США на Экспо-67)

Эти купола обладают большой несущей способностью; простые сооружения создаются очень быстро из достаточно легких элементов силами небольшой строительной группы; купола также обладают идеальной аэродинамической формой, благодаря чему их можно возводить в ветреных и ураганных районах.

На рисунке 2 показан самый большой в мире купол, выполненный в виде однослойной структуры по схеме lattice.

Патент на конструирование геодезических куполов получил Ричард Фуллер. Он считается родоначальником строительства купольных домов. Это еще одна революционная идея, свя-

Рис. 1. Монреальская Биосфера

Рис. 2. Спортивный комплекс Нагоя (Япония)

Перспективы Науки и Образования, 2014, №1

занная с применением купольных конструкций. Купольный дом обладает рядом колоссальных преимуществ: имеет необычный внешний вид, свободную планировку внутренних помещений из-за отсутствия внутренних опорных стен и колонн, возможность установки в сейсмически неблагополучных районах, минимальные требования к фундаменту. Его отличает относительная дешевизна постройки и эзотерическая составляющая. Однако, этот дом не получил массового распространения.

Имеются еще два варианта выдающихся сооружений с применением купольных конструкций. Это стадион «Астродром», построенный в 1965 году в Хьюстоне (США) и являющийся родоначальником крытых стадионов с куполоо-

бразной крышей. Среди подобных зданий можно выделить крупнейшее сферическое сооружение в мире — Глобен-Арена, построенное в 1989 году в Стокголме (Швеция).

Благодаря огромному опыту мирового строительства и архитектуры сейчас новаторские идеи сменяют одна другую с большой скоростью. Вот уже и в индивидуальных домах применяются купольные решения. Ознакомившись с их историей, как один из вариантов реконструкции Пензенского планетария (г. Пенза, Россия), можно предложить купольную конструкцию, которая либо будет возрождать идеи прошлого — напоминать купол реновского Собора, либо отвечать требованиям современности — использовать элементы оболочки-перекрытия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ю. В. Алексеев, В. П. Казачинский, В. В. Бондарь «История Архитектуры, градостроительства и дизайна». Курс лекций. — М. Издательство АСВ, 2004, — 448с.

2. Википедия — свободная энциклопедия [сайт]. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page (дата обращения: 06.12.13)

3. Википедия — свободная энциклопедия [сайт]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki (дата обращения: 09.12.13)

4. Никонова Е.Р. Социальное проектирование в подготовке архитекторов к профессиональной деятельности. Анализ мотивационной составляющей. [Электронный ресурс]/ Перспективы науки и образования, 2013. — №6. Режим доступа: http://pnojournal.files.wordpress.com/2013/10/pdf_130519.pdf (дата обращения: 5.12.2014).

REFERENCES

1. U. V. Alekseev, V. P. Kazachinskii, V. R. Bondar’ «Istoriya arhitekturi, gradostroitel’stva I dizaina» [«The history of architecture, city construction and design». Course of Lectures]. Moscow, Print house ASV, 2004, 448 p.

2. Wikipedia — the free encyclopedia [site]. Available at: http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page (accessed 5 February 2014).

3. Wikipedia — the free encyclopedia [site]. Available at: http://ru.wikipedia.org/wiki (accessed 5 February 2014).

4. Nikonova E.R. Social engineering in the training of architects to professional activity. The analysis of motivational component. Perspektivy nauki i obrazovaniia — Perspectives of science and education, 2013. no.6. Available at: http://pnojournal.files.wordpress. com/2013/10/pdf_130519.pdf (accessed 5 February 2014).

Информация об авторах Кузяева Наталия Андреевна

(Россия, Пенза)

Студентка архитектурного факультета. Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.

E-Mail: [email protected]

Горбунова Валентина Сергеевна

(Россия, Пенза)

Доцент, кандидат филологических наук, доцент кафедры «Иностранные языки». Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.

E-Mail: [email protected]

Information about the authors Kuziaeva Nataliia Andreevna

(Russia, Penza)

Student of Architectural faculty.

Penza State University of Architecture and Construction.

E-Mail: Kusyaev@hotmail. com

Gorbunova Valentina Sergeevna

(Russia, Penza)

Associate Professor, PhD in Philology, Associate Professor of the Department «Foreign languages». Penza State University of Architecture and Construction.

E-Mail: [email protected]

Шатровые купола, пальоны из тентовой ткани, купольные конструкции

Каркасно-тентовые конструкции, изготовленные по принципу «Геодезический купол» Geodesic Dome

Мягкие окна, защитные шторы для беседок, веранд, кафе, террас, балконов. Производство, продажа, монтаж в Екатеринбурге

Изготавливаем и монтируем глэмпинги по всей России

Тентовые конструкции и прочие изделия

Наша компания производит каркасно-тентовые конструкции разных видов и назначения. У нас можно купить шатровый купол, арочный павильон, навес, глэмпинг-шатер и другие быстровозводимые сооружения. Все наши шатры и тенты — разборные. Их легко перевозить, выполнять сборку, монтаж и демонтаж. Для установки не требуется специальный фундамент: смонтировать изделие можно на любой ровной площадке, включая асфальт, газон или грунт.

Прочные материалы, надежность купольных конструкций

Для конструкций в виде купола мы используем металлические профили, из которых формируется сетчатый самонесущий каркас. Сферическая форма не только придает сооружению оригинальный, привлекающий внимание вид, но и способствует устойчивости к сейсмическим колебаниям и механическим нагрузкам. Сверху каркас обтягивается влагостойким, негорючим ПВХ-полотном. Геокупол или павильон из тентовой ткани можно эксплуатировать круглый год. Для зимы мы предлагаем утепленные варианты, в которых можно с комфортом проводить время даже в мороз.

Собственное производство позволяет нам контролировать качество на каждом этапе. У нас вы можете по выгодной цене купить быстровозводимые тентовые сооружения, которые обладают следующими преимуществами:

износостойкость и долговечность;
привлекательный дизайн;
прочные материалы и надежные швы;
безопасность для экологии и здоровья человека.

При необходимости на ткани можно выполнить цветную печать любой сложности. Возможна полная запечатка тента или оформление отдельных секторов.

Как заказать купольные сооружения

Чтобы купить или арендовать купольный шатер или другую продукцию, оставьте заявку на обратный звонок. Мы проконсультируем вас по всем вопросам, поможем выбрать оптимальную конструкцию для ваших целей, сделаем выгодное ценовое предложение.

купольные и оболочечные конструкции, купола и оболочки, проектирование

Пространственным развитием арок являются купольные и оболочечные конструкции, которые позволяют реализовать эффективные и привлекательные решения для концертных залов, больших помещений общественного спортивного и иного назначения. Купола и оболочки, являясь преимущественно выпуклыми конструкциями, всегда являются акцентами среды застройки и органично вписываются в природный рельеф. Кроме того, положительная кривизна позволяет максимизировать внутренний объем при минимальной внешней поверхности, что сокращает расходы на ограждение и подчеркивает компактность здания.

Классификация куполов и оболочек

Формы, которые образовывают купольные конструкции, представляют собой криволинейные или разбитые на плоскости пространственные поверхности положительной кривизны.

Различают в основном сферические, эллиптические и стрельчатые купола. Также иногда вычленяют конические, зонтичные и некоторые другие формы. Как правило, купола организовываются на круглом или овальном плане как поверхности вращения, но также применимы и трех-, четырех-, многоугольные планы и другие конфигурации, повышающие конструктивную и архитектурную сложность. По конструктивной системе выделяют в основном ребристые, ребристо-кольцевые и сетчатые купола. Ребристый купол представляет собой конструкцию, образованную из радиально расположенных арок. В верхней точке арочные ребра замыкаются на кольцо, работающее на сжатие. В нижней части купол должен иметь опорный контур или фундамент, воспринимающий радиальный распор и заземляющий вертикальное усилие.

Ребристо-кольцевые купола имеют горизонтальные меридиональные кольцевые элементы, которые образуют с ребрами единую пространственную систему, а также выполняют роль прогонов покрытия.

Сетчатые купола могут не иметь ребер, в них стержни расположены в определенном порядке, основанном на регулярной системе ячейки либо блока. Наибольшее распространение получили треугольные системы геометрии ячеек сетчатых куполов, а также геодезические, стержни которых являются ребрами элементов многогранников, вписываемых в сферическую поверхность купола.

Конструкции покрытий из сетчатых куполов, имеют существенные преимущества перед другими пространственными покрытиями:

Экономичная форма и выразительный архитектурный внешний вид.

Технологичность монтажа, однотипность и легкость монтируемых элементов.

Свободная внутренняя планировка.

Оболочки являются конструкциями, которые сопредельны с куполами по своему формообразованию. Они могут образовывать своды, складки и цилиндрические поверхности. По конструктивной схеме различают континуальные оболочки, которые образуют сплошные поверхности, и дискретные, которые формируют из отдельных элементов. Континуальные оболочки формируются из тонко- или толстолистовой сплошной либо профилированной стали, и использоваться как ограждающие и как самостоятельные несущие конструкции. Дискретные оболочки образуют из отдельных регулярно расположенных стержней. Они могут быть также классифицированы как пространственные стержневые конструкции, описанные выше, и иногда как сетчатые купола, являясь синтезом различных принципов взаимодействия несущей системы с внешним силовым потоком.

Особенности проектирования куполов и оболочек

Купола и оболочки являются конструкциями, которые активизируют свою поверхность для рассредоточения внешнего силового потока. Ребристые и ребристо- кольцевые купола рассчитывают и проверяют почти также, как и арочные конструкции. При проверке первого предельного состояния сетчатых куполов и оболочек контролируют прочность и устойчивость отдельных стержней, а также местную и общую устойчивость стержневой системы. Континуальные оболочки требуют особого внимания, листы, из которых они состоят, работают в сложном напряженно-деформированном состоянии и подвержены местной потере устойчивости. Прогибы пологих куполов и оболочек также являются фактором, влияющим на их формообразование и размеры сечений.

Из-за сложных поверхностей купола и оболочки требуют тщательного внимания при сборе ветровых и снеговых нагрузок. Для большепролетных и сложных по форме конструкций могут потребоваться специальные аэродинамические исследования. Также большие поверхности листовых оболочек чувствительны к температуре, которая может действовать неравномерно. Диаметральный размер ребристых и ребристо-кольцевых куполов принимают в границах 24-100 м, а подъем высоты 1/5-1/8. Высота ребер принимается в пределах 1/60-1/100 пролета, а шаг ребер в уровне нижнего опорного кольца – 6-12 м. Однослойные сетчатые купола позволяют перекрывать наибольшие пролеты для купольных конструкций – до 150 м, а двухслойные – до 400 м при строительной высоте сечения 1/100-1/150 пролета. Диапазон применимости однослойных сетчатых оболочек 30-60 м. При более значительных пролетах рекомендуется применять двухслойную сетчатую структуру с отношением строительной высоты к перекрываемому пролету 1/50-1/100.

Купола и оболочки как конструктивный инструмент архитектурной формы

Поскольку округлые формы оказывают психологически позитивное воздействие, соответствуя нашему внутреннему архетипу целостности, купольные строения создают комфортную и гармоничную архитектурную среду. Благодаря значительному внутреннему пространству и большепролетности купола и оболочки нашли широкое применение как покрытия спортивных комплексов, концертных залов, выставочных павильонов и т. д. Современные технологии моделирования быстровозводимых зданий и производства стальных конструкций дают возможность континуальным и дискретным оболочкам формировать нестандартные и смелые решения, обладающие высокой архитектурной выразительностью. Хотя тонкостенность континуальных листовых оболочек визуально не различима, их основное преимущество-это, как и у мембран, совмещение несущих и ограждающих конструкций. Дискретные оболочки, напротив, могут быть оставлены максимально открытыми во внутреннем и внешнем пространстве. Кроме того, максимально открытые выпуклые конструкции могут быть использованы для дополнительного расширения функциональных возможностей. Например, на них могут быть размещены солнечные батареи, обеспечивающие быстровозводимому зданию нулевой энергетический баланс, как это сделано в решении стадиона Kaohsiung.

Конструкция купольного дома способна кардинально изменить жизненную философию его жильцов: стратодезический купольный дом

13.

01.2016

Когда люди размышляют о строительстве дома, то, как правило, обсуждают материал, например, кирпич или дерево, количество этажей, общую площадь, наличие гаража, подвала, мансарды, камина и бани, размер окон, материл кровли и утеплителя, но практически никто не задумывается о том, чтобы изменить принципиальный подход к самому дому, то есть изменить его геометрию с прямоугольной на… сферическую, купольную. Ведь преимущество налицо — сферическая форма, по сравнению с прямоугольной, охватывает максимальный объем, используя при этом минимальную площадь поверхности.

Когда речь заходит про купол, то все, естественно, вспоминают самые популярные архитектурные объекты, например, Исаакиевский собор в С.-Петербурге, Большой Цирк на Проспекте Вернадского в Москве, планетарий и проч. При этом никто не допускает мысли, что конструкция купольного дома может использоваться гораздо шире, а не только в монументальных сооружениях. Купольное решение может быть реализовано при строительстве школы, магазина, больницы, павильона в парке отдыха. Поэтому нет ничего зазорного в том, чтобы построить купольный дом.

Купол в архитектуре появился давно. Иглу эскимосов, вигвамы индейцев, шатры африканских племен; один из ключевых элементов соборов и капелл. Вообще в куполе воплощается гармония с окружающим миром. Природа не знает прямых линий прямых углов. Все, что она создает, обладает скругленными формами. В этом отношении купол является очень естественным для природы (буквально — натуральным) решением в архитектуре.

Основные этапы строительства купольного дома, которое вела компания Timberline Geodesics. Узнать больше: www.domehome.com. Современное куполостроение связано непосредственно с именем американского инженера и архитектора Ричарда Фуллера/Richard Fuller (1895-1983), который искал пути для обеспечения людей доступным жильем. Он стал ориентироваться на природные решения и в конце 40-х годов прошлого века принялся экспериментировать со сферической геометрией. В результате в 1951 году Ричард Фуллер запатентовал геодезический купол, который представляет собой полусферу, собранную из тетраэдров, и является несущей оболочкой.

Таким образом, форма купола представляет собой многогранник, близкий по форме к сфере. Так появился купольный дом, дом-купол или дом-сфера.

К настоящему времени разработаны и другие технологии для возведения купольных домов: стратодезические, полистирольные, пневмокаркасные, набивные, тентовые. Используются различные материалы: дерево и его производные, металл, глина, пластик, стекло, бетон, фибробетон, проч. Купольные решения применяют при строительстве жилых домов, гаражей, теплиц, производственных помещений, складов, отелей и ресторанов.

Поскольку наш интерес находится преимущественно в области деревянных домов, отметим стратодезический купольный дом. Подобное строение возводится из гнутоклееных деревянных балок, которые по факту являются несущей конструкцией и элементом оформления интерьера. Снаружи и внутри основание дополняется отделочными материалами.

Стратодезический купольный дом. Возводится из гнутоклееных деревянных балок, которые по факту являются несущей конструкцией и элементом оформления интерьера. Преимущества купольных домов начинаются уже с фундамента. Проведем простые подсчеты. Для традиционного прямоугольного (квадратный) дома площадью 100 кв. м нужно уложить 40 м ленты фундамента. В случае использования купольной конструкции, купол покрывает те же 100 квадратов, но длина ленты под фундамент составляет уже 35,5 м, то есть на 11 процентов меньше. Как говорится, мелочь, а приятно. Вообще эксперты утверждают, что купольная конструкция позволяет в целом экономить до 20-30 процентов строительных материалов при одинаковой площади основания.

Теперь проанализируем энергоэффективность, о которой думает каждый адекватный заказчик. Поскольку в купольном доме меньше площадь стен, то он, в отличие от традиционного прямоугольного, быстрее прогревается и дольше сохраняет тепло. Соответственно, меньшая площадь стен определяет меньшую потерю тепла. Отсутствие прямых углов на стыках между стенами и потолком увеличивает прохождение нагреваемого воздуха и скорость его нагрева. В результате экономия энергии на обогрев помещения (а летом, кстати, на кондиционирование) может достигать 25-35 процентов.

Внутри купольного помещения происходит естественная циркуляция воздуха, которая позволяет сократить расходы на вентиляцию. Присутствует отличная акустика одновременно с уменьшением внешних шумов на 30 процентов. Не ощущается давление потолка. Можно размещать окна почти любого размера, вплоть до создания панорамного остекления. Как следствие, уменьшаются расходы на освещение. Добавим сюда еще экологичность, простоту в обслуживании, непритязательность к фундаменту и необычный внешний вид купольного дома.

Многие описывают его как футуристичный, хотя он скорее тяготеет к сказочной стилистике. Кроме того, при разумном подходе в конечном архитектурном решении можно сочетать купольные решения и традиционные прямоугольные. Выглядит действительно красиво. В конце концов, не стоит строить купольный дом только ради купола. Вы можете сочетать самые разные формы и технологии. Главное, чтобы нравилось и было комфортно.

В купольном доме можно устанавливать окна почти любого размера. Но наиболее эффектно выглядит панорамное остекление. Как будто ты сидишь под сводом неба. Ну, и, наконец, некий нематериальный момент. Купольная конструкция является отражением стилистики природы, которая создает все без прямых углов. Иными словами, жить в куполе представляется наиболее естественным для человека. Также утверждается, что находясь под куполом, человек получает заряд положительной энергии. В этой связи вспомним купола храмов — неспроста же их строили!

Отдельно остановимся на сейсмоустойчивости купольного дома. В его конструкции отсутствует отдельная крыша, отдельные стропила и перекрытия. Эти особенности и определяет высокую сейсмоустойчивость. Даже если произойдет разрушение 30 процентов конструкции, весь дом не обрушится.

Купольные дома способны выдерживать снеговую нагрузку до 700 (!) кг на квадратный метр и порывы ветра до 250 км/ч. Для понимания: во время типичного урагана скорость ветра достигает 120 км/ч, и только при урагане «Патрисия» (октябрь 2015 года) порывы ветра достигали 400 км/ч — но это исключение. Здесь, естественно играют роль аэродинамические свойства купола — ветер встречает меньшее сопротивление. А вот в прямоугольном доме любая стена превращается в хороший парус, который сильный ветер старается свалить. Тепло не выветривается, опять же — повышается энергоэффективность.

Возведение купольного дома происходит в кратчайшие сроки. Например, на строение общей площадью 50 квадратных метров потребуется 1-2 недели, причем уже с отделкой. Конечно, на сложные решения придется потратить месяц-два-три.

Простота сборки и легкие материалы сделали купольные дома оптимальным решением в труднодоступных местах. Вспомним, например, высокогорный отель «Тарелка» на курорте Домбай. Он действительно имеет форму летающей тарелки, которая как будто приземлилась на склоне горы Мусса-Ачитара на высоте более 2 тыс. метров над уровнем моря. Кстати, отель был построен еще в… 1979 году.

Внутри сфера выглядит больше, чем снаружи. Несущие конструкции отсутствуют (несущей является оболочка), остается только пространство, которое дизайнеры интерьера могут преобразовывать самыми различными способами. Купольная стилистика придает жилищу торжественность, возвышенность и необычный уют.

Несмотря на скепсис некоторых экспертов, в купольном доме можно без проблем размещать традиционную прямоугольную мебель. Критики купольных домов говорят о том, что в «круглую комнату» сложно вписать традиционную мебель с прямыми углами. С ними сложно не согласиться. Правда, нужно понимать, что купольное решение предполагает другое восприятие мира или, по крайней мере, стремление к этому. Нельзя подходить к этому объему с т. н. прямоугольными мерками. Купол не догма, а руководство. В конце концов, большую сферу можно разгородить стенами, к которым поставить шкаф, кровать и прочие прямоугольные предметы. Другое дело, что купольная философия может сподвигнуть вас к иным формам предметов повседневного обихода, о чем вы сейчас даже не можете догадываться. А для этого нужно всего лишь… решиться на строительство купольного дома. Поэтому главный вопрос — а насколько вы готовы к этому?

Купольные конструкции зенитных фонарей — заказать изготовление и монтаж в Москве

Поликарбонат, как материал заполнения каркасного изделия, передает снеговую, ветровую и другие нагрузки на обрешетку несущей купольной конструкции. Несущая конструкция обычно выполнена из алюминиевого профиля. Шаг обрешетки несущей конструкции зависит от толщины применяемого поликарбоната и выбирается по специальным таблицам, учитывающим марку материала, способ крепления, радиус изгиба, размер изделия и другие факторы. Наиболее рациональным можно считать шаг несущих конструкций (прямых или дугообразных), равный половине ширины листа, плюс зазор на терморасширение (5,0 мм на 1 м).

В особо нагруженных случаях, к примеру, при возможном образовании снеговых «шапок» на поверхности кровли, шаг несущих конструкций может понадобиться 1/3 или даже 1/4 от ширины листа. Шаг установки горизонтальных прогонов (ригелей) должен обеспечить размер ячеек, удовлетворяющий требованиям нагрузочных таблиц (чем меньше толщина материала, тем меньше ячейка).

Основной фактор, который надо учитывать при проектировании и возведении купольных конструкций с поликарбонатными листовыми материалами – относительно большой температурный коэффициент линейного расширения. Именно поэтому точечное крепление поликарбоната к несущим конструкциям гвоздями, шурупами, саморезами или болтами, как вариант крепления, не рассматривается. Взаимные перемещения краев поликарбонатных листов при российских погодных условиях приведут к разрушению или нарушению целостности кровельного покрытия. Точечное крепление поликарбонатных листов с помощью специальных термошайб оправданно при небольших габаритах листа кровельного покрытия (до 3,0 м).

При больших длинах листов (6,0 м и более) значения линейных температурных деформаций материала достигают нескольких см, и термошайбы не справляются с таким явлением – может произойти коробление и механическое повреждение листового материала в плоть до разрушения в точках крепления. Но данные проблемы решаемы путем применения листов поликарбоната горячего формования с ребрами жесткости, которые являются компенсатором расширения помимо своих основных функций. Подобное решение обычно применимо для самонесущих – т.е. без каркасных изделий.

В большинстве случаев каркас несущей конструкции находится внутри теплого контура. Прижим осуществляется с наружной стороны несущих конструкций. Самым надежным элементом крепления купольной конструкций из поликарбоната являются – алюминиевые прижимные профили с резиновыми (силиконовыми) уплотнителями.

Надо учитывать, что, в отличие от алюминия, на стальные и деревянные прижимные элементы оказывается воздействие агрессивной окружающей среды, возможно ухудшение внешнего вида изделия (потеки ржавчины) и даже разрушение крепежных элементов. Поликарбонат – относительно нежесткий материал, и при наличии снеговой нагрузки, особенно в местах присутствия снеговых «шапок», возможно наличие видимых прогибов листов поликарбоната в ячейках несущей обрешетки, достигающих от нескольких мм до нескольких см. Это вполне нормально для каркасных конструкций.

Геодезический купол (купольный шатер)

Геодезический купол — сооружение необычной формы, предназначенное для постройки дачных домов, теплиц и оранжерей, шатров, кафе с оригинальным дизайном. Конструкция имеет каркас в виде сферы, площадь которых разбита на треугольники. Их стороны располагаются строго по геодезическим линиям.

Купол устойчив и выдерживает значительные ветровые нагрузки. Дома в форме геодезического купола относятся к быстровозводимым каркасным конструкциям. Строительство не требует больших финансовых затрат, но трудоёмко из-за сложных математических расчётов. Купольные здания можно построить самостоятельно из доступных материалов. Сооружения могут возводиться с малозаглубленным фундаментом или без фундамента. Внутри строения поддерживаются оптимальные параметры микроклимата.

Они не имеют недостатков и просты в эксплуатации. Сложность заключается в стыковке большого количества структурных элементов при строительстве. Необходимо обеспечить полную герметичность и теплоизоляцию стыков.

Строительство геодезического купола начинается с расчетов. Основным параметром строения является радиус. На его основе получают такие значения, как высоту и площадь здания, площадь сферической поверхности, параметры межреберных узлов и вид коннекторов.

Коннекторы скрепляют собой стропила и являются главным элементом конструкции. Они должны быть изготовлены только из качественных материалов. Эти детали имеют разную конфигурацию, от 4 до 6 лепестков. Для крепежа ребер при строительстве дома необходимо применять металлические коннекторы. Для мелких конструкций вполне подойдет безконнекторный способ.

Купольные постройки небольшого размера можно собрать самостоятельно, без привлечения бригад и специальной техники. Отсутствие фундамента сокращает срок постройки купольных сооружений и стоимость работ.

Необычная конструкция дачного дома в форме купола обойдется дешевле традиционного каркасного варианта. Здание можно возвести за двухмесячный срок, но для постройки потребуется фундамент. Снаружи и внутри конструкция обшивается фанерными листами, между которыми укладывается утеплитель.

Купольные сооружения экономичны не только при строительстве, но и в процессе эксплуатации. В таких зданиях энергозатраты существенно ниже, поскольку отсутствие углов и стен обеспечивает низкую теплоотдачу. Геометрическая конструкция купола, обладающая особыми аэродинамическими свойствами, защищает сооружение от сквозняков. Для купольных домов характерны оптимальные значения температуры и влажности воздуха. К геодезическому куполу можно сделать пристройку, не нарушив конструктивные элементы.

В качестве временной постройки в последнее время приобретает популярность купольный шатёр. Легкая и прочная конструкция, изготовленная из ПВХ, может представляет собой трансформер, по необходимости меняющий размеры. Купол легко разбирается и монтируется в течение 5-7 часов и занимает немного место в сложенном виде. Внутреннее пространство купола позволяет сделать желаемую планировку, а высокий потолок визуально расширяет его.

Купольные здания благодаря конструкции выдерживают сильный ветер, значительную снеговую нагрузку и безопасны при сейсмической активности. Эти каркасно-тентовые строения используются для возведения павильонов, выставочных залов, баз отдыха, кафе, танцплощадок и т.д.

Интегрированные купольные конструкции Schuco (Шуко)

В наше время разнообразные купольные конструкции получили большую популярность. Эти конструкции применяются в коммерческих зданиях таких как торговые и бизнес-центры, а также в частном строительстве.

Купольная система может быть, как встроенной в структуру здания, так и пристроенной к нему. Применение у таких конструкций может быть самое разнообразное. Встроенная купольная система из алюминиевого профиля Шуко будет прекрасно смотреться в виде крыши для закрытого бассейна, ещё одним вариантом крыши для бассейна является пристроенный купол.

Другим вариантом применения пристроенного купола с теплым стеклопакетом может быть открытая гостиная, трапеза в которой принесёт большое удовольствие независимо от погодных условий и времени года. Кроме того, встроенный купол может быть в гостиной или спальне, что сделает дизайн дома неповторимым. Не менее интересным вариантом применения пристроенной купольной системы является комната отдыха или галерея с цветами. Таким образом применение встроенной или пристроенной купольной системы может быть самым разнообразным и зависит только от Вашей фантазии.

Компания MODUS Group предлагает для реализации в виде интегрированных купольных конструкций фасады Schuco (Шуко) FW 50+ и FW 50+ Si. Данные фасадные системы уже упоминались в предыдущих статьях, главной их особенностью является высокая теплоизоляция и совместимость со многими системами Schüco. Отличаются данные системы также возможностью простой реализации разнообразных светопрозрачных крыш со сложной геометрией.

Благодаря непревзойдённому немецкому качеству фасадов Schuco (Шуко) FW 50+ и FW 50+ Si Ваши купольные системы, независимо от их назначения, будут обладать максимальной надёжностью и комфортом.

Более подробную информацию Вы можете получить по телефону: +38 067 670-67-22

Хотите нас найти в сети? —
У Вас получится легко!
Наш позывной — всегда один:
Schuco, Schüco, Schueco и Шуко!

Конструкция и дизайн купола

| Прецизионная структурная инженерия

Адель — менеджер проекта в PSE, который начал работать в отрасли в 1997 году и имеет опыт в различных аспектах инженерного анализа, проектирования и управления строительными работами. В дополнение к сильной технической базе и природному интересу к структуре, он имеет большой практический опыт, который дает ему уникальное понимание всего цикла проекта и его потребностей. Он начал посещать аспирантуру Университета Северной Флориды в январе 2011 года.В августе 2012 года он также учился в аспирантуре Университета Алабамы в Бирмингеме. В декабре 2014 года он получил докторскую степень в области проектирования конструкций.

Присоединившись к PSE в 2015 году, г-н Эльфаюми работал над разнообразными проектами, включая коммерческие, жилые, мосты, кабельные конструкции, мембранные конструкции и бамбуковые дома. Его многолетний профессиональный опыт привил ему страсть и способность решать уникальные задачи и сотрудничать с коллегами и клиентами.

В дополнение к сильной технической базе и природному интересу к структуре, он имеет большой практический опыт, который дает ему уникальное понимание всего цикла проекта и его потребностей. Адель увлечен структурным проектированием и созданием инновационных решений, которые работают для всех: структурно, архитектурно, конструктивно, экономично и, в конечном итоге, для владельца и конечного пользователя.

Его академическое образование и опыт проектирования конструкций подготовили его к тому, чтобы стать эффективным ключевым лицом в PSE.

Проектов:

Steele Residence, Санта-Роза, Калифорния (июль — сентябрь 2018 г.).

Одноэтажный дом площадью 11 246 кв. Футов. Он включает здание с изолированными бетонными формами (ICF). Крыша представляет собой легкий бетонный пол с балками на расстоянии 24 дюйма друг от друга. Внутренняя перегородка — легкая каркасная стена. Внутренний дворик был покрыт настилом из легкого металла, поддерживаемым секциями из красного железа HSS.

Admani Residence, Корнелиус, Северная Каролина (август — октябрь 2019 г.)

Данный проект представляет собой 3-х этажное жилое здание площадью 30 685 кв.ft.
Проект в основном состоит из стропильных ферм LGS 16 дюймов, а также стропильных ферм LGS на расстоянии 24 дюйма друг от друга. Колонны варьируются от коробчатых колонн LGS и профилей из красного чугуна (горячекатаные).

Garrard Bradley, Меридейл, Нью-Йорк (март — апрель 2018 г.)

Одноэтажное здание площадью 1620 кв. Футов.

Одноэтажное здание с деревянными каркасными стенами, внешними и внутренними стенами и крышей из сборных деревянных конструкций (другие).

4- Johnson Controls, город Чарлстон, Южная Каролина (апрель — июнь 2018 г.)

Это навес для бассейна площадью 17 239 кв.футов. Бассейн (86х187 футов) и вход (24х55 футов). Основной задачей проекта является покрытие общественного бассейна алюминиевой рамной фермой 86 на 6 дюймов и другим комплектом алюминиевой фермы 55 на 6 дюймов для входа.

5–120-футовый стальной купол, Временное мероприятие, Лас-Вегас, Невада (2019)
Я разработал МКЭ с использованием RISA3D для моделирования стоек стального купола, туннеля с двумя вестибюлями и одним входом.

Опыт включает, но не ограничивается следующим:

Бассейн
Шмитс, 1500 кв.yd Leslie бассейн (пейзажный бассейн) — Кайлуа-Кона, Гавайи (2019),
Legacy Pool (обычный бассейн), Grants Pass, OR, 1200 кв. Ярдов
Металлоконструкции
Eide Industries, Натяжные конструкции — тканевые конструкции, навесы и вантовые конструкции, по всей стране, площадью от 25 до 2200 кв. Ярдов. (2016-2018)
American Garden Perlite — Система поддержки открывания крыши площадью 432 кв. Фута — Кламат-Фолс, штат Орегон (2017)
Более 10 номеров деревянных геодезических куполов, более 1300 кв.ft Nathionwide. (2016-2019)
Алюминий
Hall Aluminium Products Inc. Ненесущая стена исследовательского парка Purdue 1564 кв. Фута, Лафайет, Индиана (2016-2017)
Уникальных построек:
Bamboo Living — Более 20 жилых домов / домов из бамбука, HI (2016-2019)
b. Морской контейнерный дом и доступный дом — по всей стране (2018-2019).
Несколько стальных и деревянных куполов по всей стране.
Бамбуковые домики
Домики на дереве
Мосты
Мост со стальными балками Чайна-Крик длиной 60 футов и шириной 12 футов, Коквиль, Иллинойс,

(2015)

Типы куполов — Designing Buildings Wiki

Купол имеет долгую историю в искусственной среде и был конструктивным элементом многих архитектурных сооружений по всему миру. Купола являются характерными чертами персидского, римского, византийского, исламского и итальянского стиля Возрождения.

Купол в простейшем виде представляет собой полый полусферический конструктивный элемент. Однако существует множество вариаций этой базовой формы, и «Справочник по строительству зданий» описывает купола как: «Оболочки двойной кривизны, которые могут быть вращательно образованы любой изогнутой геометрической плоской фигурой, вращающейся вокруг центральной вертикальной оси».

Купола произошли от арок, изначально приспособленных только для небольших зданий, таких как хижины и гробницы; однако по мере развития методов строительства и проектирования они стали более популярными как средства демонстрации величественных сооружений, таких как соборы, законодательные здания и, в последнее время, здания для отдыха, такие как спортивные стадионы.

В терминах семиологии, усиливая центральность и сингулярность, форма купола явно выражает примат круга пространства, расположенного непосредственно под ним.

С исторической точки зрения, репрезентативная эффективность купола сделала его популярным среди тех, кто стремится укрепить понятие централизованной и единственной системы власти, будь то абсолютная монархия, монотеизм, гегемонистская диктатура, фашизм и так далее.

Некоторые термины, которые часто ассоциируются с куполами, включают:

Вершина: Самая верхняя точка купола (также известная как «корона»).
Купол: Небольшой купол, расположенный на крыше или башне.
Extrados: Внешний изгиб купола.
Окорок: Часть арки, которая находится примерно на полпути между основанием и верхом.
Intrados: Внутренний изгиб купола.
Пружина: точка, из которой поднимается купол.

Купола могут быть построены из различных материалов, от традиционной каменной кладки и бетона до чугуна, дерева и стали. В последнее время легкие материалы, такие как архитектурные ткани и кабельные конструкции, также использовались для создания «куполов»; по большей части это не настоящие купола, поскольку их компоненты имеют антикластическую форму, однако надутые тканевые конструкции могут иметь форму купола.

Традиционные купола могут быть высокоэффективными конструкциями, подобными аркам. Они являются самонесущими, стабилизируются силой тяжести, действующей на их вес, чтобы удерживать их в сжатии. Они могут охватывать большие площади и не требуют промежуточных столбцов, создавая свободное пространство внизу.

Однако вес традиционных куполов вызывает толчки вниз и наружу. Нисходящая тяга должна передаваться на фундамент, в то время как толчок наружу должен выдерживаться, чтобы предотвратить обрушение купола.Это сопротивление может быть обеспечено массой опорных стен, контрфорсами или натяжным элементом, например кольцом по периметру, тросом или цепью.

[править] Купол Corbel

Возведенный в эпоху палеолита, это одна из самых ранних купольных форм, также известная как «купол улья». Это не купола в строгом смысле слова, так как они образованы горизонтальными слоями кладки, которые слегка консольны до встречи в центре.

[править] Хранилище монастыря

Монастырские своды, также известные как купольные своды, имеют многоугольную форму в горизонтальном поперечном сечении. Они выгнуты к центру от постоянной точки пружины вдоль стены.

[править] Купол перекрестно-арочный

Это один из самых ранних типов ребристых сводов, в которых ребра вместо того, чтобы встречаться в центре купола, переплетаются, образуя многоугольники, оставляя пустое пространство в центре. Самый ранний известный пример — Великая мечеть Кордовы в Испании, датируемая 10 веком.

[править] Геодезический купол

Геодезические купола представляют собой сферические конструкции, состоящие из сети треугольников, которые обеспечивают самоуравновешивающийся структурный каркас при использовании минимального количества материалов.Их разработал американский инженер и архитектор Бакминстер Фуллер в конце 1940-х годов.

Для получения дополнительной информации см. Геодезический купол.

[править] Монолитный купол

Это купольная конструкция, отлитая как одно целое.

[править] Луковый купол

Эти купола отличаются тем, что они выпирают за пределы диаметра основания и плавно сужаются в форме овала (S-образная кривая). Их высота обычно превышает ширину, часто они позолочены или ярко раскрашены.Они традиционно связаны с русской архитектурой, в частности с их многоглавыми церквями. Для получения дополнительной информации см. Собор Василия Блаженного.

[править] Овальный купол

Овальный купол можно определить как купол, план или профиль (или оба) которого имеют овальную форму. Геометрия определяется как использование комбинаций дуг окружности, переходящих в касательные точки.

[править] Вращающийся купол

Также известные как «полусферические купола», они представляют собой половину сферы, построенную на круглой кольцевой балке.

[править] Блюдце купол

С точки зрения площади это часто одни из самых больших куполов, и их профиль меньше, чем у куполов других форм.

[править] Купол зонта

Также известен как «ребристый», «парашютный» или «зубчатый» купол. Они разделены на изогнутые сегменты, которые повторяют кривую отметки. Радиальные линии структуры, которые действуют как «ребра» купола, проходят вниз по пружине от вершины.

[править] Купол кабельной сетки

Хотя купола не являются традиционными в том смысле, что они не являются конструкциями сжатия, а являются конструкциями натяжения, конструкции кабельной сети могут принимать общую куполообразную форму, хотя отдельные секции, как правило, имеют плоскую или антикластическую форму (а не синкластическую форму куполов сжатия).Купол тысячелетия в Лондоне представляет собой купол из кабельной сети и диаметром 320 м является одним из крупнейших куполов в мире.

[править] Надутые купола

Надутые конструкции образуются путем сжатия объема воздуха, заключенного в легкую тканевую мембрану. Надувные конструкции могут принимать куполообразную форму и обычно используются для пространств, требующих большого ограждения, не прерываемого колоннами, таких как обтекатели, склады, спортивные сооружения, стадионы и так далее.