Реферат арки в строительстве

Обновлено: 05.07.2024

Сухая штукатурка применяется для отделки внутренних поверхностей помещений, имеющих относительную влажность не более 60%, а также для устройства перегородок.

В помещениях с относительной влажностью воздуха свыше 60% может быть применена сухая гипсовая штукатурка при условии последующего покрытия ее масляной краской. В зимнее время работы по отделке сухой штукатуркой разрешается вести при температуре не ниже + 4°С.

Отделка помещений сухой штукатуркой допускается только после отделки штукатурным раствором мест, не подлежащих облицовке сухой штукатуркой — ниш для приборов центрального отопления, поверхностей кирпичных отопительных печей и их разделок, санузлов.

Применяются следующие способы крепления сухой штукатурки:

приклеивание специальной мастикой непосредственно к поверхностям; приклеивание специальной мастикой к наклеенной на стену решетке из полосок сухой гипсовой штукатурки;

Крепление листов штукатурки непосредственно на саморезы к каркасу.

Мокрый способ оштукатуривания имеет ряд существенных недостатков. Он трудоемок, малопроизводителен, требует для выполнения высококвалифицированных рабочих. В осенне-зимнее время поверхности, оштукатуренные мокрым способом, нуждаются в сушке. Прогрессивным способом оштукатуривания является облицовка поверхностей листами сухой штукатурки (отделка обшивочными листами). Применяя обшивочные листы, можно производить оштукатуривание в любое время года без какой бы то ни было сушки. Поверхности, облицованные листами сухой штукатурки, можно через сутки окрашивать и оклеивать обоями.

Чтобы высококачественно отделывать поверхности обшивочными листами, необходимо знать свойства штукатурки, технологическую последовательность производства этих работ, различные мастики для наклейки и способы их приготовления.

2.2 Инструменты и приспособления

Инструменты и приспособления.

Уровень строительный предназначен для выполнения разметки поверхности.

Уровень водный предназначен для выполнения разметки поверхности.

Нож малярный предназначен для резки гипсокартона.

Перфоратор предназначен для сверления отверстий при креплении профилей при установке каркаса.

Дрель аккумуляторная предназначена для крепления саморезов. На каркасе или не гипсокатроне.

Лазерный уровень предназначен для разметки поверхности.

Просекатель предназначен для крепления профилей каркасе между собой.

Рашпиль обдирочный предназначен для обработки кромок при креплении гипсокартона к каркасу.

Ножницы по металлу предназначены для обрезки профилей.

Рулетка предназначена для проведения замеров.

Леса строительные предназначены для проведения работ на высоте.

Стремянки строительные предназначены для проведения работ на небольшой высоте.

Рейсшина предназначена для разметки гипсокартона перед кроем.

Направляющий профиль. Выпускается методом холодного проката из оцинкованной металлической ленты толщиной 0,6 мм. Имеет П-образную форму и необходимы в качестве направляющих для стоечных профилей, а также для устройства перемычек между ними в каркасах перегородок и облицовок. Монтируются в паре с соответствующим по размеру стоечным профилем.

Единица измерения: шт.

Вес: 1 м - 0,72 кг.

Используется во всех категориях зданий - жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных. Монтируется в паре с соответствующим по размеру направляющим профилем ПН-2 50 х 40 х 0,6 .

Длина ПС-2 50 х 50 х 0.6: -3,0 м; -3,5 м; -4,0 м; по заказу до 6,0 м

Применяют для формирования каркасов, различных по конструкции и назначению, в том числе для сборных перегородок, облицовок и подвесных потолков. Каркасы - жесткое основание для крепления гипсокартонных листов и продукции на их основе.

Размер стенки ПС-профиля обеспечивает плотную стыковку с направляющим профилем.

Стоечные профили. Форма С-образная. Применимы в качестве вертикальных стоек каркасов для гипсокартонных перегородок и облицовок.

Устанавливается в паре с соответствующим по типоразмеру направляющим профилем.

Размер полки ПС-профиля (50 мм) очень облегчает работу установщика при креплении гипсокартонных (гипсоволокнистых) листов, особенно при обшивке в два слоя, так как возможность попадания шурупа мимо полки профиля практически исключена.

Преимущество ПС-профиля - продольные канавки на полке профиля. Они увеличивают жесткость. А еще центральная канавка является и ориентиром как при точной сборке каркаса, так и при установке гипсокартонных листов. В стенке, на каждом конце профиля есть по два отверстия диаметром 33 мм, которые позволяют произвести монтаж инженерных коммуникаций внутри перегородок и облицовок.

Направляющий профиль изготовлен из оцинкованной металлической ленты (холодный прокат, толщина ленты 0,6 мм).

Профили ПН обладают П-образной формой. Могут применяться как направляюще для стоечных профилей, а также для монтажа перемычек между ними в каркасах перегородок и облицовок. Устанавливаются в паре с соответствующим по размеру стоечным профилем.

Типоразмер профиля выбирается исходя из необходимой высоты и конструкции гипсокартонной перегородки и требованиям к звукоизоляции.

Полка шириной 40 мм сильно облегчает работу мастера по установке крепежных шурупов

Профиль ПН - направляющий профиль. Форма профиля П-образная. Служит в качестве направляющих для стоечных профилей. Кроме того, для устройства перемычек между ними в каркасах перегородок и облицовок.

Изготовлен методом холодного проката из оцинкованной металлической ленты толщиной 0,6 мм. Монтируются в паре с соответствующим по размеру стоечным профилем.

Типоразмера профиля принято выбирать согласно необходимой высоте и конструкции гипсокартонной перегородки и требованиям к звукоизоляции.

Ширина полки составляет 40 мм, это облегчает работу установщика при монтаже гипсокартонной конструкции.

Угловой профиль важен для защиты наружных углов гипсокартонных перегородок и облицовок от механических повреждений. Выпускается обычно в двух вариантах: из стали и пластика.

Сечение ПУ-профиля изготовлено в форме острого угла (85 г). Это обеспечивает плотное прилегание к поверхности угла перегородки.

Полки профиля имеют перфорацию в виде отверстий диаметром 5 мм. При монтаже ПУ-профиля в отверстия проникает шпаклевка, предварительно нанесенная на угол конструкции, что обеспечивает прочное сцепление профиля с сопрягаемой поверхностью гипсокартона.

Монтаж ПУ-профиля можно также произвести с помощью специального приспособления для крепления угловых профилей.

Профиль угловой перфорированный

Угол перфорированный к гипсокартона предназначен для защиты наружных углов гипсокартонных перегородок и облицовок от механических повреждений. Продается в двух вариантах: из стали и пластика.

Сечение ПУ-профиля обычно в форме острого угла (85 г), что обеспечивает при его монтаже плотное прилегание к поверхности угла перегородки.

Полки профиля перфорированы в виде отверстий диаметром 5 мм. При установке ПУ-профиля в отверстия проникает шпаклевка, предварительно нанесенная на угол конструкции, что позволяет обеспечить прочное сцепление профиля с сопрягаемой поверхностью гипсокартона.

Монтаж ПУ-профиля производят также с помощью специального приспособления для крепления угловых профилей.

Соединитель ПП-профиля двухуровневый

Важен для крепления несущих профилей к основным профилям в подвесном потолке.

Подвес прямой для ПП-профиля

Габаритные размеры: 60 х 30 х 125 мм.

Расчетная нагрузка подвеса - 40 кг.

Нужен для закрепления (подвески) потолочных профилей к несущим конструкциям. Закрепляется на основании анкерным элементом (ж/б потолок) или дюбелем (стена).

Потолочный профиль ПП 60/27 крепится к подвесу шурупами L

Подвес с зажимом для ПП-профиля (60*27)

Подвес с зажимом. Расчетная нагрузка составляет 25 кг.

Используется с тягой подвеса для крепления профилей ПП 60/27. При монтаже допускает регулировку положения профилей по высоте.

Удлинитель ПП-профиля (60*27)

Важен для наращивания потолочных профилей и используется с профилем ПП 60/27.

Тяга подвеса (50 см)

Длина тяги подвеса 500 мм при диаметре прутка 4 мм.

Находит применение для подвеса с зажимом. Закрепляется сквозь петлю на базовом перекрытии анкерным элементом.

Тяга подвеса (100 см)

Длина тяги подвеса 1000 мм при диаметре прутка 4 мм.

Нужна для подвеса с зажимом. Закрепляется через петлю на базовом железобетонном перекрытии анкерным элементом.

Саморезы (3,5*11) 1000 шт.

Необходимы для крепления металлических профилей или листовых деталей (толщина до 0,7 мм) друг с другом без дополнительного засверливания.

Саморезы (3,5*25) 1000 шт.

Крепежные изделия, по форме соответствующие определению шуруп. Реализуем шурупы с головкой особой формы. Прикрепляйте гипсокартонные листы к каркасу из металлопрофилей (толщина стенки до 0,7 мм) без предварительного засверливания.

Серпянка самоклеющаяся (5 см) 45 м

Необходима при внутренних работах и важна для предотвращения образования трещин, укрепления поверхностей стен и потолков. Сетка-серпяка самоклеющаяся обладает сетчатой структурой, что позволяет избегать попадания под ленту воздуха и образования вздутий и неровностей. Структура в виде сетки окутана равномерным слоем клея постоянной липкости, что позволяет быстро и качественно выполнять работы с ее использованием, даже неспециалистам.

Серпянка самоклеющаяся используется для:

• проклейки мест примыкания оконных и дверных коробок со стенами;

• проклейки стыков потолков и полов со стенами, для предотвращения трещин;

• проклейки трещин на потолках и стенах перед покраской и оклейкой обоев;

• проклейки стыков гипсокартона (ГКЛ), ДСП, ЦСП, ДВП (оргалита) и других листовых материалов.

Материал применим для строительных конструкций без нагрузки. Может использоваться в чердачных и междуэтажных перекрытиях, в конструкциях пола, в каркасных конструкциях стен внутри помещений. Или как звукоизолирующий слой в межкомнатных перегородках.

Гипсокартон – композитный материал, выпускаемый в виде листов, его основу составляет гипс, а наружные плоскости облицовываются картоном.

Преимущества гипсокартона перед другими видами строительных материалов определяются физическими свойствами его главного компонента – гипса. Гипс – совершенно безвредный и экологически чистый материал, его применяют даже в медицине, так как его кислотность соответствует нормальной кислотности кожи человека. Не имеет запаха и не выделяет никаких токсичных веществ. Гипс – негорючий материал (примерно на 20 процентов состоит из кристаллизованной жидкости), значит он может служить еще и как дополнительная защита помещения от пожара.

Гипсокартон – это энергосберегающий материал, при этом он обладает прекрасными звукоизоляционными свойствами.

Гипсокартонные листы достаточно легкие. 1 квадратный метр весит 25–50 кг. Но при этом листы достаточно прочны, отличаются 15 до 150 кг/м2. Для крепления грузов следует использовать пластиковые или металлические дюбели с шурупом, но ни в коем случае не гвозди.

Не указать на некоторые недостатки гипсокартона нельзя. Во-первых, это его хрупкость и способность впитывать в себя жидкость.

Соблюдайте осторожность при хранении, перевозке и монтаже листов. А перед непосредственно монтажом обязательно нужно дать листам несколько дней отлежаться в сухом месте или же тщательно просушить их тепловентиляторами.

Наиболее распространенные виды гипсокартона различаются по толщине – 9,5 и 12,5 мм и размерам – 1200х2000, 1200х2500, 1200х2600 и 1200х3000 мм. Но многие производители помимо стандартных листов наладили выпуск специальных типов гипсокартона, обладающих повышенными характеристиками огне- и влагостойкости.

Если стандартные гипсокартонные листы монтируются в помещениях, относительная влажность воздуха которых не превышает 70 процентов, то влагостойкие рассчитаны на постоянное воздействие воздуха с относительной влажностью 82 или даже 85 процентов, но при условии воздействия не более 10-и часов подряд. Влагостойкий Гипсокартон можно смело устанавливать в ванных комнатах и других помещениях с повышенной влажностью.

В их состав огневлагостойких гипсокартонных панелей входят специальные минеральные волокна и добавки, значительно повышающие и без того высокую сопротивляемость гипсокартона к возгоранию.

Чтобы рассчитать, сколько листов гипсокартона потребуется, необходимо сначала рассчитать площадь поверхности стен и потолков. Не вычитайте площадь дверей и окон. Про запас добавьте 10% к полученной цифре. Разделите общую площадь поверхности на 32, если собираетесь работать с листами гипсокартона формата 1,2x2,5 м (на 40 для листов 1,2x2,6 м; на 48 для листов 1,2x3,0 м). Округлите полученный размер так, чтобы пришлось покупать половинки листов.

2. 4 Технология выполнения

Сначала каркас перестенка, в котором будет наш проем с аркой, делаем разметку.

Уровень

Роль арок как основных несущих конструкций зданий различного назначения, их классификация по статической схеме и схеме опирания, по форме оси и конструкции. Порядок расчета арок: геометрический и статический расчеты, подбор сечений и проверка напряжений.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	лекция
Язык	русский
Дата добавления	10.03.2014
Размер файла	785,9 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Арки. Общая характеристика. Схемы арок, конструкция и расчет

Арки также как и рамные относятся к распорным конструкциям, т. е. для них характерно наличие горизонтальной составляющей опорной реакции (распора).

Арки используются в качестве основных несущих конструкций зданий различного назначения. Их применяют в покрытиях промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий пролетом от 12 до 70 м. В зарубежном строительстве с успехом применяют арки пролетом до 100 м и более.

По статической схеме арки разделяют на трехшарнирные и двухшарнирные без ключевого шарнира:

Рисунок 1 - Трехшарнирная и двухшарнирная арка

По схеме опирания их делят на арки с затяжками, воспринимающими распор и на арки без затяжек, распор которых передается на опоры.

Рисунок 2 - Арка без затяжки и с затяжкой

Затяжки изготовливают в большинстве случаев из арматуры или профильной стали. Возможно применение деревянных клееных затяжек, в условиях химически агрессивных сред, где металл будет корродировать.

По форме оси арки делят на:

- треугольные из прямых полуарок

Рисунок 3

- сегментные, оси полуарок располагаются на общей окружности

- стрельчатые, состоящие из полуарок, оси которых располагаются на двух окружностях, смыкающихся в ключе под углом.

По конструкции арки делятся на:

1) цельные (только треугольной формы);

Рисунок 5 - Арка из фермы (l=30…60 м, f=l/3…l/2)

3) арки из балок на пластинчатых нагелях (Деревягина)

4) кружальные арки, состоящие из двух или более рядов косяков, соединенных между собой нагелями

Рисунок 6 - Кружальная арка

5) арки с перекрестной дощатой стенкой на гвоздях

Рисунок 7 - Арка с перекрестной дощатой стенкой (l=20…40 м, f?l/6)

6) клееные арки (дощатоклееные и клеефанерные)

Из перечисленных видов арок наиболее широкое применение получили клееные арки заводского изготовления. Распоры и несущая способность таких арок могут отвечать требованиям сооружения покрытий самого различного назначения, в том числе уникальных по своим размерам.

Арки остальных видов являются арками построечного изготовления и сейчас почти не применяются. Дощатоклееные деревянные арки представляют собой пакет склеенных по пласте гнутых досок.

По форме оси дощатоклееные арки могут иметь любой из перечисленных выше видов, т.е. они могут быть треугольными (без затяжек - при высоте 1/2 l и с затяжками - при высоте 1/6 … 1/8 l в покрытиях до 24 м), пятиугольными с гнутыми участками в местах переломов осей, пологими сегментными двух- или трехшарнирными со стрелой подъема не менее 1/6 l (в редких случаях 1/7…1/8 l) и высокими трехшарнирными стрельчатыми из элементов кругового очертания со стрелой подъема 1/3…2/3 l. Последние два вида клееных арок (сегментные и стрельчатые) рекомендуются в качестве основных.

Поперечное сечение клееных арок рекомендуется принимать прямоугольным и постоянным по всей длине. Высота поперечного сечения назначается от 1/30…1/50 пролета. Толщина слоев для изготовления арок при радиусе кривизны до 15 м принимается не более 4 см.

Клееные арки имеют перспективы применения в легких покрытиях. Они, как правило, имеют треугольную форму и состоят из коробчатых клеефанерных полуарок. Такие арки имеют малую массу и позволяют получать существенную экономию древесины. Однако, они требуют расхода водостойкой фанеры, являются более трудоемкими при изготовлении, чем дощатоклееные и имеют меньший предел огнестойкости.

Самым распространенным и перспективным видом арок являются дощатоклееные арки.

Расчет арок производится по правилам строительной механики, причем распор пологих двухшарнирных арок при стреле подъема не более 1/4 пролета разрешается определять в предположении наличия шарнира в ключе.

Расчет арок после сбора нагрузок выполняется в следующем порядке:

1) геометрический расчет арки;

2) статический расчет;

3) подбор сечений и проверка напряжений;

4) расчет узлов арки.

Нагрузки, действующие на арку, могут быть распределенными и сосредоточенными. Постоянную равномерную нагрузку g от массы покрытия и самой арки определяют с учетом шага арок. Она обычно условно считается в запас прочности, равномерно распределенной по длине пролета, для чего ее фактическое значение умножают на отношение длины арки к ее пролету S/l.

Массой арки можно задаться предварительно с использованием коэффициентов собственной массы k_св=2…4, и определить его в зависимости от массы покрытия g_n, снега p и других нагрузок из выражения

Снеговую нагрузку р определяют по нормам нагрузок и воздействий, условно равномерно распределенную по длине пролета покрытия.

При расчете сегментных арок при f/l?1/8 нужно учитывать также распределение снеговой нагрузки по треугольным эпюрам при значении коэффициента перехода в ключе 0, близ опор - от 1.6 до 2.2 с одной стороны и от 0.8 до 1.1 - с другой.

Стрельчатые арки при определении снеговых нагрузок могут условно считаться треугольными.

Ветровую нагрузку q определяют по нормам нагрузок и воздействий с учетом шага арок и считают приложенной нормально к поверхности покрытия. При этом для упрощения расчета криволинейные эпюры этой нагрузки можно заменять прямолинейными нормальными к хордам полуарок.

При стрельчатых арках они условно могут считаться треугольными, и нагрузка распределится нормально к хордам полуарок.

Сосредоточенные, временные нагрузки Р включают в себя массу подвесного оборудования и временных нагрузок на нем.

Геометрический расчет арки заключается в определении всех размеров, углов и их тригонометрических функций полуарки, необходимых для дальнейших расчетов. Исходными данными при этом являются пролет l, высота f, а в стрельчатых арках также радиус полуарки r или ее высота f.

По этим данным в треугольных арках определяют длину S/2 и угол наклона полуарки б. В сегментных арках определяют радиус

центральный угол ц из условия и длину дуги полуарки и находят уравнение дуги в координатах с центром в левой опоре

Рисунок 8 - Геометрическая и расчетная схема арки

В стрельчатых арках определяют угол наклона б и длину l хорды, центральный угол ц и длину S/2 полуарки, координаты центра a и b, угол наклона опорного радиуса ц₀ и уравнение дуги левой полуарки . Затем половину пролета арки делят на четное число, но не менее шести равных частей и в этих сечениях определяют координаты х и у, углы наклона касательных б и их тригонометрические функции.

Опорные реакции трехшарнирной арки состоят из вертикальных и горизонтальных составляющих. Вертикальные реакции R_a и R_b определяют как в однопролетной свободно опертой балке из условия равенства нулю моментов в опорных шарнирах. Горизонтальные реакции (распор) H_a и H_b определяют из условия равенства нулю моментов в коньковом шарнире.

Определение реакций и усилий удобно производить в сечениях только одной левой полуарки в следующем порядке:

сначала усилия от единичной нагрузки справа и слева, затем от левостороннего, правостороннего снега, ветра слева, ветра справа и массы оборудования.

Изгибающие моменты следует определять во всех сечениях и иллюстрировать эпюрами.

Продольные и поперечные силы можно определять только в сечениях у шарниров, где они достигают максимальных величин и необходимы для расчетов узлов. Необходимо также определять продольную силу в месте действия максимального изгибающего момента при таком же сочетании нагрузок.

Усилия от двустороннего снега и собственной массы определяют путем суммирования усилий от односторонних нагрузок.

Полученные результаты сводят в таблицу усилий, по которой затем определяют максимальные расчетные усилия при основных наиболее не выгодных сочетаниях нагрузок.

В число таких сечений должны входить:

1) собственная масса и снег;

2) собственная масса, снег и масса оборудования;

3) все действующие нагрузки, включая ветровую с коэффициентом 0.9, вводимого в усилия от временных нагрузок.

Арки идеально подходят для создания отдельных конструкций, или используются как элемент сооружения, но существуют примеры зданий, в которых арочный принцип взят за основу.
Одним из самых известных и будоражащих воображение памятников архитектуры являются сады Семирамиды

Содержание работы

Введение 3
Общая характеристика 7
Расчет деревянных арок 12
Расчет железобетонных аркок 23
Расчет металлических арок 26
Список литературы 30

Файлы: 1 файл

Арки. Общая характеристика. Схемы арок, конструкция и расчет. Реферат.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Выполнил: студент группы ЗФ-532

Проверил: Иващенко Ю.А.

Введение

Арки идеально подходят для создания отдельных конструкций, или используются как элемент сооружения, но существуют примеры зданий, в которых арочный принцип взят за основу.

Одним из самых известных и будоражащих воображение памятников архитектуры являются сады Семирамиды. Огромный четырехуровневый сад был устроен в форме пирамиды длиной около сорока метров. Вся конструкция висела на 25-метровых колоннах. В основании каждого яруса лежали каменные плиты, покрытые слоем камышей, а затем асфальтом и свинцовыми пластинами. Подобная система прослоек позволяла сажать разнообразные растения без ущерба зданию. Для дополнительной гидроизоляции прокладывали двухслойную кирпичную кладку. Поверх этой системы слоев насыпалась земля, в которую и сажали сотни разных растений. Висячие сады Семирамиды можно считать первым в истории ботаническим садом. Вода подавалась на верхний уровень с помощью насоса, а оттуда ручейкам и водопадам стекала на нижние этажи. Огромное сооружение, состоящее из аркад, погубил природный катаклизм – наводнение. При постройке предполагалось, что высокие колонны смогут защитить сад от воды, но она размыла основания колонн и сооружение рухнуло.

Другое и не менее известное сооружение, состоящее из аркад, это Колизей, крупнейший и наиболее знаменитый из римских амфитеатров. Колизей был заложен императором Веспасианом в 75 и торжественно открыт его сыном Титом в 80. Перестройки и ремонты, необходимость в которых возникала из-за пожаров или землетрясений, продолжались здесь до начала 6 в. К 523 относится последнее упоминание о проведенной травле диких зверей, а гладиаторские игры были запрещены еще в 404. Несмотря на то, что в последующие эпохи Колизей многого лишился из-за плохого присмотра, землетрясений и, главное, строителей, растаскивавших здание на камни, более трети внешних аркад уцелели до наших дней. Сейчас насчитывается до 80 арок. Колизей имеет в плане эллиптическую форму, длина его большой оси 188 м, малой – 155,5 м. Наружная конструкция, имеющая высоту 48,5 м, образована тремя ярусами аркад, поверх которых находится еще один сплошной, прорезанный небольшими прямоугольными окнами. В каждой из аркад некогда было по 80 арок. Многочисленные входы вели через нижнюю аркаду внутрь Колизея. Внешняя стена, равно как и внутренний каркас, вплоть до третьего яруса, были сооружены из крупных блоков травертина, скрепленных бронзовыми связями. Прочие элементы были возведены из более мягкого камня, бетона и кирпича.

Таким образом, арочные конструкции позволяют сооружать масштабные здания, делая их устойчивыми к ветрам, землетрясениям, повышая долговечность строения.

Влияние арок на архитектурные стили

В Европе применение арочных конструкций начинается с развитием Римской империи. Римляне во многом унаследовали архитектурные традиции этрусков, в том числе и циркульную арку. Именно этот элемент позволил создавать множество общественных сооружений, административно-бытовых комплексов. Вплоть до середины 2 в. до н.э. активно строятся акведуки, каналы и базилики. Арочная конструкция позволила не беспокоиться о весе здания, что повлияло на выбор материала. Теперь здания стали строить не только из вулканических пород, – пиперина и травертина, – но и из более массивного мрамора. Арки попадают в светскую архитектуру, так появляется здание городского архива – Табулариум. Оно построено в 78 до н.э. и имеет фасад, образованный двумя аркадами. Так же римляне подарили миру такое архитектурное сооружение, как триумфальную арку.

Арки индустриального периода

В 19–20 веках арки часто присутствуют как элементы зданий, но не являются чем-то новым или грандиозным. Хотя во многом включения арок поддерживают каноны стилей и эстетически незаменимы, они уже не впечатляют обывателя. Грандиозность и масштабность арки проявилась в таких сооружениях, как мосты или зданий индустриального времени, типа фабрик, заводов, добывающих предприятий. Теперь появилась возможность сооружать арки из кирпича, на основе стального каркаса или из железобетона, что позволило значительно увеличить их размеры пролета и высоты конструкции.

В странах с крупными горными системами в связи с развитием транспортных сетей встала проблема обхождения естественных преград. Стали появляться тоннели, дороги через породу, чуть ли не напрямик соединяющие пункты назначения. В сечении тоннель не что иное, как арка, поэтому по сути это еще одна форма арочной конструкции. Самая развитая страна того времени, столкнувшаяся с этой проблемой, была Англия, где в 1830 тоннель проложили на участке Ливерпуль — Манчестер, протяженностью 1190 м. Вскоре в 1838 был построен тоннель Килсби длиной 2218 м.

Во Франции, Бельгии и Германии также начинают строиться железнодорожные тоннели. В 1845 итальянское правительство приступило к строительству тоннеля у перевала Мон-Сени в Альпах под руководством бельгийского инженера Мозу и геолога Зизмонди. Мон-Сенийский тоннель длиной 12 849 м в те годы являлся крупнейшим тоннелем Европы. Первые четыре года работы вели вручную, и в сутки удавалось проходить в среднем 0,63 м породы. С 1861 работы пошли быстрее благодаря использованию в строительстве бурильных пневматических машин ударного действия. С их помощью бурили шпуры, в которые закладывали пороховые заряды. Но по мере прохождения вглубь работали все дальше от входа, из-за чего сокращался приток свежего воздуха. Для решения этой проблемы инженерами были сконструированы мощнейшие по тому времени всасывающие аппараты. Их установили с обоих концов тоннеля, а приводили в действие энергией горных рек. 21 декабря 1870 французские и итальянские рабочие соединили участки своих тоннелей. Тоннель был проложен с высокой точностью. Оба его участка совпали с отклонением всего лишь в 2 см. После пятнадцатилетнего строительства 17 сентября 1871 двухпутный Мон-Сенийский тоннель открыли для движения поездов между Парижем и Турином. Но уже в 1881 по проекту инженера Фавра был построен Сен-Готардский тоннель, протяженность которого 14 984 м.

Длина тоннелей и скорость их строительства росли, так что до Первой мировой войны было проложено 26 тоннелей длиной более 5 км каждый. В Лондоне в 1863 развитие получил метрополитен, который первоначально имел протяженность 3,7 км. Огромное значение для развития метрополитена имел переход в 90-х годах с паровой тяги на электрическую, прекратившую загрязнение тоннелей дымом и копотью. Это привело к быстрому появлению подземных железных дорог во многих крупных городах. А начало сооружения подводных тоннелей относится к 1843, когда завершилось строительство под Темзой в Лондоне тоннеля для движения экипажей и пешеходов инженером М.И.Брюнелем. Тоннель длиной 360 м состоит из двух отдельных проездов шириной каждый по 4,2 м. Они разделены между собой столбами, перекрытыми арками. Строительство этого тоннеля стало возможным благодаря разработанному Брюнелем способу ведения тоннельных работ с использованием проходческого щита. А для железнодорожного движения в 1868 началось сооружение нового тоннеля под Темзой длиной 411 м. Крупнейшим сооружением времени стал подводный тоннель под рекой Гудзон в Нью-Йорке между Мангатаном и Джерслей-Сити длиной 1700 м. Его строительство затянулось на 26 лет в связи с техническими трудностями и окончилось в 1905. Таким образом можно отметить колоссальный прорыв в тоннелестроении в конце 19 в.

Таким образом, арка является во многом незаменимой конструкцией. Она имеет богатую историю и культурную ценность. Этот элемент зодчества проник во многие сферы строительства, зачастую делая возможными немыслимые проекты. Порой арка просто приятна человеческому взору. Но еще она дает возможность отлично распределять силы и нагрузки, порой формируя новые архитектурные стили. Арки можно встретить повсюду, на любом континенте, у любого народа, и даже у самой природы. Так что за этой простотой скрывается удивительный мир возможностей и множество поразительных историй.

Общая характеристика

По статической схеме арки разделяют на трехшарнирные и двухшарнирные без ключевого шарнира:

Рисунок 1 – Трехшарнирная и двухшарнирная арка

Рисунок 2 - Арка без затяжки и с затяжкой

По форме оси арки делят на:

- треугольные из прямых полуарок

- сегментные, оси полуарок располагаются на общей окружности

По конструкции арки делятся на:

1) цельные (только треугольной формы);

Рисунок 5 – Арка из фермы (l=30…60 м, f=l/3…l/2)

3) арки из балок на пластинчатых нагелях (Деревягина)

4) кружальные арки, состоящие из двух или более рядов косяков, соединенных между собой нагелями

Рисунок 6 – Кружальная арка

5) арки с перекрестной дощатой стенкой на гвоздях

Рисунок 7 – Арка с перекрестной дощатой стенкой (l=20…40 м, f≥l/6)

6) клееные арки (дощатоклееные и клеефанерные)

По форме оси дощатоклееные арки могут иметь любой из перечисленных выше видов, т.е. они могут быть треугольными (без затяжек – при высоте 1/2 l и с затяжками – при высоте 1/6 … 1/8 l в покрытиях до 24 м), пятиугольными с гнутыми участками в местах переломов осей, пологими сегментными двух- или трехшарнирными со стрелой подъема не менее 1/6 l (в редких случаях 1/7…1/8 l) и высокими трехшарнирными стрельчатыми из элементов кругового очертания со стрелой подъема 1/3…2/3 l. Последние два вида клееных арок (сегментные и стрельчатые) рекомендуются в качестве основных.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Введение.

Желание ответить на эти вопросы подтолкнуло к написанию данной работы.

Цель работы: иметь представление о геометрических особенностях

построения арок на примерах зданий города Новосибирска.

Для достижения цели решались следующие задачи:

рассмотреть особенности становления и развития арочного искусства;

определить способы построения основных видов арок (геометрические

соотнести виды арок с элементами архитектуры зданий города Новосибирск.

Сейчас, когда у людей появилась возможность проектировать свою квартиру самому, каждый ознакомившийся с данной работой, может самостоятельно выбрать тот тип арки, который соответствует его замыслу. Знакомство с настоящей работой позволит улучшить навыки работы с чертежными инструментами. А также увидеть красоту архитектурных сооружений города с точки зрения математики.

Арки как архитектурный элемент

А́рка (см рис.1) — архитектурный элемент, используемый для перекрытия сквозного или глухого проёма в стене или пролёта между двумя опорами (колоннами, устоями моста), представляющий собой брус, создающий боковой распор. Как правило этот брус в проекции на вертикальную плоскость имеет криволинейную конфигурацию произвольной, но симметричной относительно вертикальной линии, проходящей через его центр, формы.

Городской торговый корпус

В большинстве случаев арки предназначаются для создания проёма в стене для окон, дверей и т.п. Однако встречаются и слепые арки, заполненные материалом. Одной из целей этого является увеличение прочности стены, что позволяет разгрузить ниже лежащие слои материала от тяжести выше лежащих. Такой конструктивный приём был известен ещё в древности, когда архитекторы не владели методами расчёта строительной конструкции с учётом прочности материала. Это имело место, например, когда перекрытие проёма в стене было выполнено в виде плоской арки, для разгрузки которой над нею делалась слепая арка.

Новосибирский государственный театр оперы и балета.

Элементы арок

Арка впервые встречается в архитектуре древнейшей Месопотамии.

Названия частей арки

Замковый камень — поперечное сечение около вершины

Внешняя поверхность свода (экстрадос)

Пятовый камень (импост) — поперечное сечение около опоры, пята арки

Внутренний свод (интрадос)

Стрела подъёма — расстояние центра замкового камня арки от линии, которая соединяет центры двух пятовых камней арки

По форме различают арки трёх основных типов:

Круглые арки – классические, получившие наибольшее распространение в европейской архитектуре. На сегодняшний день, такое оформление дверных проемов очень широко распространено и является, пожалуй, самым популярным. Сюда можно отнести и простые полуциркульные арки, и лучковые (коробовые), и арки с украшениями: венецианские, флорентийские, с трилистниками;

Основные приемы построения арок

Прежде чем арка возникнет в камне, дереве, металле, естественно, арка

появляется на листе бумаги. Рассмотрим основные приемы построения арок разных видов.

. Круглые арки

Полуциркульная арка .Строится из одного центра. Арка представляет собой половину окружности

. Пологая арка .Строится из одного центра, который находится ниже прямоугольной части окна.

Коробовая (лучковая) арка Строится из трех центров. Первый центр О находится гораздо ниже верхней части арки (прямоугольной части окна), остальные два центра 0 ₁ и 0 ₂ расположены ближе к самой верхней части арки. Чтобы вычертить такую арку, применяют изготовленный из плотного картона, ДВП или фанеры шаблон в соответствии с конфигурацией внешней части оконного проема. На шаблоне проводят три вертикальные оси - одну центральную и две боковых, определяющих ширину арки. Затем проводят две или три горизонтальных оси и по ним подбирают кривую. Сначала вычерчивают самую пологую часть, а затем к ней подбирают боковые закругленные части арки. Для построения такой арки также можно воспользоваться ниткой или шпагатом. Если в верхнюю горизонтальную ось вбить два гвоздя на одинаковом расстоянии от вертикальных боковых осей, а внизу на необходимом расстоянии от верха арки - один гвоздь с закрепленной на нём ниткой, натянуть её и вращать влево и вправо, то нитка, перегнувшись через точки О ₁ и О ₂ , вычертит требуемую кривую.

Стрельчатые арки

На Востоке полукруглая арка претерпела наиболее сильную трансформацию, превратившись в так называемую стрельчатую, или ломаную арку, дуги которой пересекаются под углом. Стрельчатая форма арок подчеркивала безудержное стремление ввысь - излюбленному мотиву развитого готического стиля.

Стрельчатая (готическая) арка - арка, образованная двумя выпуклыми полуарками, пересекающимися под углом в вершине и очерченными из двух и более центров дугами, радиусами более половины длины пролёта.

Стрельчатая простая арка (рис. 4) Строится из двух центров. Сначала проводят горизонтальную ось, а перпендикулярно ей - вертикальную, образуя при этом точку О. От этой точки (центра) отмеряют половину ширины арки и ставят точки 0 ₁ и 0 ₂ . Эти точки, в зависимости от ширины арок и кривизны стрелы, могут быть около стен арки или с отступом от неё. Во избежание вычерчивания стрел различной кривизны точки должны быть определены очень точно.
Рисунок 4 Простая стрельчатая арка: а - узкая; б - широкая

. Стрельчатая сложная арка (рис. 5) Строится из четырёх и более центров, в зависимости от формы арки, т.е. кривизны её очертаний. Сначала проводят горизонтальную ось, а перпендикулярно ей - вертикальную, образуя при этом точку О. Затем от вертикальной оси отмеряют по половине ширины арки и ставят точки О ₁ и 0 ₂ . Из точки О вычерчивают часть арки до определённой её высоты и ставят точки или проводят горизонтальную ось (пунктиром), ограничивая вычерченные арки до нужной высоты. Затем с наружной стороны арки подбирают точки 0 ₃ и 0 ₄ так, чтобы они дали возможность вытянуть кривые, которые бы сошлись с ранее вытянутыми нижними частями арки и в её вершине или в так называемом замке.
Рисунок 5 Сложная стрельчатая арка

Разной формы арки встречаются и в новом строительстве и в реставрационных работах. Их формы и размеры самые различные

1.3. Плоские арки

Прямоугольная плоская арка, которая есть в большинстве домов, - так выглядит оформление стандартных дверей, оконных проемов. Прямоугольный портал лаконичен, прост и надежен. Он призван выделить вход и подходит для любых проемов, визуально немного уменьшая их размеры.

Если смотреть с точки зрения строительства, бюджета, то плоская арка является самым простейшим, дешевым, примитивным архитектурным элементом. Не представляет она большого интереса и с точки зрения геометрии. Поэтому в данной работе об этом типе арки много рассказывать не имеет смысла.

Особенности арочной архитектуры города Новосибирск

Арка – достаточно распространенный мотив архитектуры Новосибирска. Многие из мостов имеют арочные пролеты, циркульное очертание имеет купол Новосибирского Государственного Академического Театра Оперы и Балета. Если обратить внимание на центральную часть герба города Новосибирск, можно увидеть на нем арку моста, соединяющую два берега.

Выбранное решение, таким образом, получает и символическое значение, тесно переплетенное с историей возникновения города.

Город разрастается и приобретает свои неповторимые черты. Этому способствуют ассиметричность композиций, наличие кривых линий, широкое применение лепных украшений, скульптуры, цветных витражей, мозаики

Естественно, невозможно представить облик этих замечательных зданий без такого важного архитектурного элемента как арки. Какие же типы арок чаще встречаются в нашем городе? Рассмотрим разные типы зданий

Собор Александра Невского

часовня во имя СвятителяНиколая Чудотворца

Мечеть , рынок Хилокский.

Театр оперы и балета

Новосибирск Областной театр кукол.

Дом купца Ф.Д. Маштакова

Красный проспект, 9

Красный проспект, 26 – здание Русско-Китайского банка

Заключение

Существует три основных типов арок: круглые, стрельчатые, плоские. Воплощение оригинальных архитектурных идей потребовало от зодчих решения целого ряда геометрических задач. Ведь прежде чем арка возникнет в камне, дереве, металле, естественно, она появляется на листе бумаги. С помощью циркуля и линейки можно построить арки на бумаге. В архитектуре строго уравновешены наука, техника, искусство. Гармоничное единство этих начал помогает создавать памятники архитектуры, совершенство которых не подвластно времени. Математика и архитектура неразделимы, в этом древнейшем союзе, изобретательности и таланте русских зодчих и заключается главный секрет красоты и гармонии архитектурных шедевров.

В работе было показано, как можно видоизменять арки, представлены

способы построения некоторых видов арок, соотнесены виды арок с элементами архитектуры зданий города Новосибирск. Было замечено, что в архитектуре нашего города преобладают в основном круглые типы арок . Во всех храмах города есть неизменный архитектурный элемент – арки как символ соединения неба и земли. Стрельчатые, подковообразные, полуциркульные и др. арки всегда гармонично дополнят любое сооружение, придадут загадочность и притягательность благодаря своей неповторимой форме, никого не оставят равнодушным.

Будущий строитель должен знать основные элементы архитектурных конструкций. Меня заинтересовал такой элемент как арка, гармонично сочетающий в себе функциональность и красоту.

Целью моей работы является исследование арочной конструкции.

изучение конструктивных особенностей арок;
наблюдение применения арочных конструкций в архитектуре моего родного города;
овладение технологией изготовления арочной конструкции.

Объект данного исследования - конструктивная особенность арок.

Предметом исследования является применение арочных конструкций в архитектуре и строительстве.

В работе представлены описания и фотографии различных арочных конструкций, а также технологическая карта изготовления кирпичной арки.

Арочные конструкции в архитектуре и строительстве.

1. Конструкция арки.

Арка (от лат. arcus — дуга, изгиб) в архитектуре, криволинейное перекрытие проёма в стене или пространства между двумя опорами — столбами, колоннами, пилонами и тому подобное. Арки впервые появились во II тысячелетии до нашей эры в архитектуре Древнего Востока , в частности в Древней Месопотамии , где строительство кирпичных сооружений достигло высокого уровня. Широкое распространение также получили арки в архитектуре Древнего Рима . Видоизменяясь в соответствии с системой конструкций сводчатого перекрытия и требованиями стиля, арка осталась важным элементом зодчества и в дальнейшем. В современном строительстве арки применяют в качестве несущих элементов покрытий зданий, пролётных строений мостов, путепроводов и тому подобное.

Арка — это криволинейный брус плавного абриса, несущая строительная конструкция. Сооружается из клиновидных или прямоугольных камней с клинообразными швами строительного раствора. Название частей арки (рис. 1): 1 - замковый камень (поперечное сечение около вершины); 2 – клинчатый камень; 3 – внешняя поверхность свода (экстрадос); 4 – пятовый камень, импост (поперечное сечение около опоры, пята арки); 5 – внутренний свод (интрадос); 6 – стрела подъёма (расстояние центра замкового камня арки от линии, которая соединяет центры двух пятовых камней арки); 7 – пролёт; 8 – опорная стена.

В отличие от балки, которая испытывает нормальное механическое напряжение , арка испытывает касательное механическое напряжение , из-за чего возникает горизонтальная опорная реакция (распор) (рис. 2). Под вертикальной нагрузкой арка работает в большей степени на сжатие и в меньшей степени на изгиб.

Рис.1 Арка из каменной кладки.

Рис. 2 Распределение нагрузки в арке.

При увеличении стрелы подъёма уменьшается распор арки. Крепость арки зависит от её формы. Ось арки подбирают так, чтобы сжатие на изгиб было минимальным; тогда арка будет наиболее крепкой и стойкой. Простейшие арки имеют форму полукруга, однако теоретически наиболее крепкими являются арки с формой параболы (рис. 3). Такие арки передают весь распор на опорную стену и не требуют дополнительных элементов.

Арки, перекрывающие несквозной проем, называются слепыми. Одной из целей этого является увеличение прочности стены при экономии материала. Известен прием, когда арка делается для облегчения, когда перекрытие проёма в стене выполнено в виде плоской балки, для разгрузки которой над нею делается слепая арка (рис. 4). Также слепая арка может быть использована для украшения фасада (рис. 5).

Читайте также: