Реферат на тему купола

Обновлено: 02.07.2024

Белгородский государственный технологический

университет имени В.Г.Шухова.

Выполнил студент: Можайцев.Д.Г

Актуальность проблемы. Различным областям народного хозяйства требуются здания с большими пролетами и высотами внутренних помещений. Такие сооружения необходимы для размещения ряда новых производств с частой сменой технологических схем и процессов, а также для сборочных цехоз и укрытий крупных технических объектов, таких как: океанские и морские суда, дирижабли, космические аппараты, генераторы импульсного напряжения, радиотелескопы и др. Большие пролеты необходимы также для многих общественных зданий - выставочных павильонов, крытых стадионов, залов собраний. В связи с освоением, • огромных пространств Сибири и Дальнего Востока в перспективе возникает еще одна важная область применения большепролетных конструкций - создание крытых населенных пунктов в районах с крайне суровыми климатическими условиями.

Использование традиционных плоскостных конструкций для покрытий проле- -том 60 - 100 м приводит к повышенному расходу материалов, большим трудозатратам при изготовлении и длительным срокам возведения. Пролеты более 100 м для рамно-балочных конструктивных схем практически недоступны.

Опыт проектирования и строительства показывает, что одной из наиболее рациональных конструктивных форм большепролетных покрытий, наряду с висячими конструкциями, являются металлические купола, особенно сетчатые купола-оболочки. Однако, применяемое конструкции сетчатых куполоз недостаточно технологичны в изготовлении и монтаже; кроме того, принципы их геометрического построения и используемые конструктивные решения позволяют создавать лишь простейшие формы поверхности - круговой цилиндр и сферу, что ограничивает возможности поиска оптимальных конструктивных и архитектурно-композиционных решений.

Потребность в большепролетных покрытиях непрерывно возрастает, поэ- . тому создание экономичных, технологичных в изготовлении и монтаже конструкций металлических куполов с различной формой поверхности и очертанием в плане является важной для народного хозяйства проблемой.

Целью работы является разработка новых принципов конструктивного формообразования и совершенствование методов расчета большепролетных купольных покрытий.

Для достижения этой цели:

• выполнен анализ современного состояния проектирования и строительства большепролетных куполов;

• проведено сравнение двух основных конструктивных схем ютюлов по показателю расхода стали; .

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Министерство образования и науки РФ

Казанский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Кафедра металлических конструкций и испытания сооружений. Реферат

на тему: Купола. Выполнила: Строкина А.А.

Приняла: Исаева Л.А. Казань, 2014 г.

История деревянных куполов

Определение. Виды куполов

Введение До середины прошлого века дерево было практически единственным универсальным материалом массового применения для перекрытия больших пролетов (мосты и стропила) и для возведения высоких сооружений (колокольни и шпили). Однако дерево постепенно стало уступать главенствующую роль железу (чугуну и стали) и к началу XX в. было почти полностью вытеснено им из сферы инженерных конструкций.

Достойны удивления построенные в 30-х годах 100-метровые тонкостенные и ребристые своды-оболочки и градирни на гвоздевых соединениях. Тогда же повсеместно строили кружально-сетчатые своды, своды Шухова-Брода, гиперболические шуховские башни, купола цирков (рис. 1.5) и железнодорожные мосты пролетом до 45 м. Из дерева проектировали такие сложные и сильно напряженные конструкции, как ворота судоходных шлюзов Беломорско-Балтийского канала.

К деревянным конструкциям неоднократно обращались снова в годы Великой Отечественной войны, когда огромные производственные площади эвакуированной на Восток промышленности нуждались в ограждениях и покрытиях.

В послевоенные годы дерево во второй раз за свою историю было вытеснено железобетоном и сталью. Оба эти материала удовлетворяли требованиям заводского домостроения, тогда как деревянные конструкции все еще оставались на уровне построечного способа изготовления. Поэтому в среде архитекторов и инженеров укоренилось отрицательное в целом отношение к древесине как конструкционному материалу. Отмечались его недостатки: непригодность для заводского изготовления, малая прочность, недолговечность, пожарная опасность.

Современные средства защиты древесины от гниения (антисептики), возгорания (антипирены), обработка которыми часто объединяется в едином технологическом цикле, позволяет гарантировать сохранность древесины от гниения до 30 лет и относить деревянные конструкции к категории огнестойких (рис. 1.6). Последнему качеству в значительной степени содействует монолитность клееных пакетов, где отношение площади поверхности, подверженной действию открытого пламени, к объему - минимальное

В основе современного строения куполов лежат традиции и символика русского христианского храма. Целью данной работы является выявление архитектурной символики куполов православных храмов района и города Балахны Нижегородской области. Для достижения этой цели решались следующие задачи:

изучение материалов об архитектурных особенностях куполов;
систематизация полученной информации о символике куполов;
классификация куполов церквей района и города Балахны по определённым признакам.

Вложение	Размер
nad_hramami_sverkayut_kupola.doc	153 КБ
nad_hramami_sverkayut_kupola_prilozheniya.ppsx	1.37 МБ
nad_hramami_sverkayut_kupola_prezentatsiya.ppsx	1.72 МБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Научное общество учащихся

(Символика куполов православных храмов

города Балахны и Балахнинского района)

Выполнила: Скорятина Анастасия,

учащаяся 6 класса.

учитель начальных классов,

Символика куполов в православии

История появления куполов

Форма купола. Их символика

Исследование храмов г.Балахны

Классификация. Форма куполов

Классификация. Количество куполов православных храмов

Классификация. Цвет куполов православных храмов

Над храмами сверкают купола,

Народу возвращаются иконы,

И мы идем и отдаем поклоны,

Под звон, что издают колокола

С ребятами и учителями нашей школы мы ездим в паломнические поездки по святым местам. Во время поездки мне нравится фотографировать. Однажды, фотографируя, в объектив моего фотоаппарата попали купола одной из церквей (Приложение №1). После этого я стала обращать внимание на храмовые здания и поняла, что они все абсолютно разные, неповторимые. Почему? Именно этот вопрос отправил меня к исследованию данной темы.

Россия возвращается к своим истокам и культурным традициям. Мы стараемся больше узнавать о нравственных и духовных ценностях, накопленных поколениями людей, об их взглядах на мир. В последнее время в Балахне и Балахнинском районе были построены и реконструированы православные храмы. Каждый храм особенный и ему трудно найти подобный. В своей неповторимости заключен определенный символ. Проблема символики христианской архитектуры является актуальной, потому что в христианской церкви все имеет две природы - духовную и материальную. Материальное непосредственно доступно нашему восприятию, на духовное указывает символика. Поэтому любому человеку необходимо иметь о ней представление, чтобы владеть историей и культурой своего народа.

Самой важной частью любого храма является купол, который несёт в себе разную символику. Поэтому цель моей работы - выявить архитектурную символику куполов православных храмов района и города Балахны.

Гипотеза – в основе современного строения куполов лежат традиции и символика русского христианского храма.

Для достижения этой цели необходимо решить з адачи работы:

изучить материал об архитектурных особенностях куполов;
систематизировать полученную информацию о символике куполов;
классифицировать купола района и города Балахны по определенным признакам.

Предметом исследования - стали купола различных храмов города.

Объект исследования – символика куполов.

изучение публицистической, краеведческой, научной литературы;
изучение фотоматериалов;
проведение натурных обследований храмовых сооружений;
анализ полученных материалов;
классификация храмов района и города Балахны;
сравнение и обобщение.

Глава 1. Символика куполов в православии.

Ты обойдешь, пожалуй, всю планету –

Куда б тебя судьба ни занесла –

Поймешь тогда, что сказочнее нету,

Чем православных храмов купола.

Купол (итал. Cupola – купола, свод, от лат. cupula, уменьшительное от cupa - бочка) – пространственная, несущая конструкция покрытия, по форме близкая к полусфере или другой поверхности вращения кривой.

Главное в храме – купола. К ним особое внимание и отношение. Купол может быть разной формы, цвета, и имеет разное количество глав. Все характеристики имеют свое символическое значение.

История куполов началась еще в доисторические времена. Купола стали строить во время римской архитектурной революции, когда их стали использовать при строительстве храмов и больших общественных сооружений. Считается, что самый древний купол, из ныне существующих, расположен в римском Пантеоне, возведенном примерно в 128 году нашей эры. Позже традиция куполостроения была перенята византийской религиозной и культовой архитектурой.

Византийская империя подарила Руси умение строить храмы и возводить купола. Русское искусство, начиная с Х в. и вплоть до конца ХV11 столетия неразрывно связано с Церковью и христианской верой. Первым городом на Руси, принявшим крещение, стал Киев. Богослужение в великом православном храме Византии – храме Святой Софии города Константинополя повлияло на послов князя Киевского Владимира, чьё 1000-летие преставления отмечается в этом году.

1.2. Форма купола. Их символика.

Известно, что купола, а точнее, главы над храмами бывают шлемовидными, луковичными, грушевидными и конусовидными.

Шлемовидными покрытиями чаще всего называют специфическую форму купольных покрытий, близкую к форме древнерусского шлема. Шлемовидная форма – символ воинства, духовной брани, которую ведет Церковь с силами зла и тьмы.

Русь училась у Византийской империи строить храмы. Но молодая христианская Русь отнюдь не чувствовала себя робкой ученицей. Русское зодчество, созданное русскими мастерами, привносило в строительную практику собственные находки, оригинальные идеи и стало новым воплощением христианского искусства. Проанализировав рисунки храмов, можно заметить, что меняется и форма купола. Уже в Х11 в. купола напоминают воинский шлем. (Приложение №2).

Русский философ, правовед, публицист, общественный деятель Евгений Николаевич Трубецкой писал: "Наша отечественная луковица воплощает в себе идею глубокого молитвенного горения к небесам, через которое наш земной мир становится причастным к потустороннему богатству. Это завершение русского храма – как бы огненный язык, увенчанный крестом и к кресту заостряющийся".

Именно эту идею пламенности, горения подчеркивает столь распространенное в России золочение куполов. (Приложение №3).

Овальные купола являются частью архитектуры барокко. Первый овальный купол барокко был построен Джакомо да Виньола для церкви Сант андреа-ин-Виа-Фламида в 1553 году. Самый большой овальный купол был построен в Викофорте архитектором Франческо Галло. (Приложение №4).

Купола-зонтики разделены на сегменты ребрами, расходящимися от центра к основанию купола. (Приложение №5).

Горизонтальные сечения полигональных куполов представляют собой многоугольники. Одним из самых известных примеров таких куполов является восьмиугольный купол собора Санта-Мария-дель-фьоре во Флоренции, возведенный Филиппо Брунеллески. (Приложение №6).

Шатер . Шатром в архитектуре называется завершение башен, храмов в виде четырехгранной или восьмигранной пирамиды. Новая страница в истории средневековой русской архитектуры Освобождение от ордынского ига стимулировало новый подъем в архитектуре. К этому времени сложился еще один национальный тип храма. Характерная для Византии купольная система преобразовалась в остроконечный верх башни. В этом чувствуется несомненное влияние оборонного зодчества, характерный пример которого дает Псков с его мощными башнями, лишенными каких-либо украшений и служившими защитой от нападений врагов. При особо очевидной мощи стен, кладки, узких бойниц, окон, гармоничность форм подчеркивает их стройность и изящество. Геометрическая форма восьмигранного шатра, в плане образующая подобие восьмиконечной Вифлеемской звезды, позволяет истолковывать такие храмы как образ Богоматери, Которой символически соответствуют числа 8 и 9. Постепенно шатровые покрытия запрещаются, но эта форма сохранилась в строительстве колоколен. И это не случайно. Шатер на колокольне сохраняется как символ благовеста и, разумеется, Благовещения Пресвятой Богородицы. Сооружались также колокольни ярусной конструкции (колокольня московского Новодевичьего монастыря). (Приложение №7).

Купол-блюдце ниже, чем другие виды куполов. Такой купол, оказывается, снаружи не виден, а внутри создает ощущение увеличенного пространства. Эти купола использовались при возведении византийский церквей и османских мечетей. (Приложение №8).

1. 3. Количество куполов.

По церковной символике, купол указывает христианам необходимость стремления от земного к небесному. Количество глав храма раскрывает в числовой символике иерархию устроения небесной церкви. Разное количество куполов, или глав, у храмового здания обусловливается тем, кому они посвящены.

Одноглавый храм купол знаменует собой единство Бога, совершенство творения. Одноглавые храмы строились чаще всего в домонгольскую эпоху и являлись символом Единого Бога и совершенства творения (церковь Покрова на Нерли, церковь Святого Духа в Троице-Сергиевской Лавре, Дмитриевский собор во Владимире, Казанская церковь). Иногда к ним пристраивались колокольни или приделы и два купола, тогда символизировали два естества Господа Иисуса Христа — Божественное и человеческое (Церковь Иоанна Лествичника в Московском Кремле).

Двуглавый храм два купола символизируют два естества Богочеловека Иисуса Христа, две области творения (ангельскую и человеческую).

Трехглавый храм три купола символизируют Пресвятую Троицу, не всегда могут быть Троицкими (например, Георгиевский собор Юрьевского монастыря в Великом Новгороде).

Четырехглавый храм. Четыре купола символизируют Четвероевангелие, четыре стороны света.

Пятиглавый храм пять куполов, один из которых возвышается над остальными, символизируют Христа, как Главу Церкви, и четырех евангелистов. Большое распространение на Руси получили пятикупольные храмы, причем строительство их велось как в древности, так и в наши дни. Один из куполов, как правило, возвышается над остальными, что символизирует собой Иисуса Христа и четырех евангелистов. Иногда изначально пятиглавый собор после перестройки мог превратиться в шестиглавый (Софийский собор в Новгороде), впрочем, как и появиться из трехглавого ранее собора. Причинами таких перестроек становились, как правило, обветшание и пожар. Пятикупольные храмы строятся и в последнее время, таким, например, стал храм Христа Спасителя, недавно возрожденный в Москве.

Семиглавый храм семь куполов символизируют семь Таинств церкви, семь Вселенских Соборов, семь добродетелей.

Девятиглавый храм девять куполов связаны с образом небесной Церкви, состоящей из девяти чинов ангелов и девяти чинов праведников.

Тринадцатиглавый храм - тринадцать куполов символизируют Иисуса Христа и двенадцать апостолов.

Двадцать пять глав могут быть знамением апокалиптического видения престола Святой Троицы и двадцати четырех старцев или обозначать похвалу Пресвятой Богородице, в зависимости от посвящения храма.

Тридцать три главы — число земных лет Спасителя. Количество глав храмов связано с посвящением главного престола храма, а также часто и с количеством престолов, соединенных в одном объеме.

Цвет купола также важен в символике храма.

Золото - символ небесной славы. Золотые купола были у главных храмов и у храмов, посвященных Христу и двунадесятым праздникам.

Золочение куполов — чисто православная традиция, которая не встречается у других конфессий. В этой кажущейся расточительности есть своя нерушимая логика. Для православного человека золото в первую очередь является символом вечности, нетления, царственности и небесной славы. Недаром одним из даров, принесенных волхвами младенцу Иисусу, было именно золото. Золотом на Руси покрывали главы главных храмов, а также храмов, посвященных Спасителю.

Использование в отделке церквей золотой фольги началось во времена Византийской империи, которая не жалела драгоценного металла для благолепия храмов. Впоследствии традиция украшения была перенята и крестившейся Русью. Церковь Покрова Богородицы на реке Нерль стала одной из первых, чей купол по приказу святого князя Андрея Боголюбского был покрыт сусальным золотом.

Купола синие со звездами венчают храмы, посвященные Богородице, потому что звезда напоминает о рождении Христа от Девы Марии.

Троицкие храмы имели зеленые купола , потому что зеленый — цвет Святого Духа.

Храмы, посвященные святым, увенчаны также зелеными или серебряными куполами

В монастырях встречаются черные купола – это цвет монашества.

Глава 2. Исследование храмов г.Балахны

2.1. Храмы Балахны

Старинный русский город Балахна

Вдоль Волги не спеша расположился.

И древних православных храмов купола

Видны. Их яркий свет заворожил вся.

В дореволюционной России Балахна считалась богатым на храмы провинциальным поволжским городом. Увы, после революции 1917 года храмов в нашем городке практически не осталось. В советские времена действовала только одна церковь – Сретенская. В конце 20 века постепенно начали восстанавливаться закрытые храмы и строиться новые церкви. К настоящему времени в Балахне и Балахнинском районе действуют 15 церквей, две часовни-купальни, несколько храмов восстанавливают и строят новые храмы-часовни. (Приложение № 9-12).

Школьная научно-практическая конференция

Российская Федерация, Забайкальский край, город Чита,

Курохтина Анастасия Андреевна,

Пантюхина Татьяна Петровна

учитель математики, МОУ СОШ № 40

Городская научно-практическая конференция

Российская Федерация, Забайкальский край, город Чита,

Гармаева Ирина Алдаровна,

Краткая аннотация

Городская научно-практическая конференция

Российская Федерация, Забайкальский край, город Чита,

Гармаева Ирина Алдаровна,

Исследование элементов геометрии храма базируется не только на материале школьного курса, но и на использовании знаний внешкольной программы полученных на факультативе.

Целью работы является изучение геометрии мечетей.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

Изучить геометрию купола на примере мечети г. Читы

Изучить геометрическое описание внутренней части крестово-купольного храма на примере православного собора города Читы, понять закономерности построения.

В исследовании были использованы следующие методы: организационные методы, метод наблюдения и самонаблюдения, методы обработки данных.

В результате исследования можно сделать некоторые выводы:

1.Изучили труды по данной теме.

2. Появился дополнительный интерес к изучению геометрии, и убедились в её значимости.

3. Практическое применение геометрии.

В результате выполненной работы я пришла к следующему : при постройке православных храмов использовались геометрические способы построения эскизов и планов, свойства геометрических тел закладывались в основу постройки, что дало возможность строителям православных храмов, как современных, так и построенных в прошлые века, создать удивительно гармоничные и духовные произведения архитектуры.

Глава 1. Геометрия храма

1. Введение

Русская красота. Русская духовность. Когда мы слышим эти слова, перед глазами возникают образы куполов православного храма, слышится колокольный звон, призывающий к вере, единству, добру, жертвенности и стойкости. Созерцая храмы – эти творения русской души, соединяешься с ними в едином порыве к красоте и духовному свету.

Какой мерой оценить простоту и гармонию созданий русских мастеров?

Попытаемся приблизиться к возвышенному с помощью….. геометрии.

2. Геометрия храма

Геометрия купола

Самый простой эскиз купола строится по следующему алгоритму:

в квадрате ABCD отмечаются середины E, F и K его сторон AD, DC и CB соответственно.

Из точек A, B, C и D как из центров проводят дуги радиусом, величина которого составляет половину стороны квадрата.

Продолжение стороны AB квадрата ABCD пересекают две дуги в точках M и N (рис. 2).

Для построения более сложных эскизов вспомним о золотой пропорции . Допустим: AB : О₁С ≈ 1,6. Как построить отрезки AB и О₁С? Прежде всего, выберем единицу измерения – отрезок e на рисунке 3.

Затем выполним преобразования AB : О₁С = 1,6 = 16 : 10 = 8 : 5. Это значит, что AB = 8e, а О₁С = 5e. Представим себе, что нам необходимо построить равнобедренный треугольник ABC, у которого основание AB и высота О₁С составляют золотую пропорцию. Тогда мы строим отрезок AB = 8e, делим его пополам точкой О₁, на которой откладываем отрезок О₁С = 5e.

Треугольник ABC послужит основой для нового эскиза купола православной церкви (рис.4).

План построения:

Проведём перпендикуляр О₁К к стороне BC (рис. 3).

На высоте СО₁ отметим точку М так, чтобы СМ = О₁В, и через точку М проведём прямую, перпендикулярную прямой СО₁, которая пересекает отрезок О₁К в точке О₂.

Проведём окружность с центром в точке О₂ и радиусом О₂К.

Разделим отрезок О₁В точкой S и через неё проведём прямую SP, перпендикулярную AB. Она пересекает построенную окружность в точке L, через которую проведём прямую, параллельную AB. В пересечении с осью CO₁ получится точка Е.

На прямой СЕ от точки C отложим отрезок CG = 2e. От точки О₁ как из центра проведем окружность, радиусом O₁G, которая пересечёт предыдущую окружность в точке N, и окружность радиусом О₁К, пересекающую высоту СО₁ в точке F(рис. 4).

Через точки Е и N проведём прямую. Из точки C, как из центра, проведём окружность радиусом EF, которая пересечёт прямую EN в точке О₃.

Затем из О₃ проведём дугу радиусом О₃N до её пересечения с точкой С.

Линия, составленная из двух последних дуг LKN и NC, образует половину эскиза купола. Вторая половина получается при выполнении симметрии относительно оси СО₁ (рис. 5).

Аналогичная схема планировки купола, на мой взгляд, была использована при постройке храмов и часовен города Читы.

Фото Д. Пантюхин. Фото Д. Пантюхин.

От купола перейдём к самому зданию храма. Его сооружение так же требовало знаний геометрии, правил создания гармонических архитектурных пропорций и продуманной системы мер, в частности эталонов длины.

Геометрия храма

Начиная с XI в. в России распространяются так называемые крестово-купольные храмы. Основа такого храма – прямоугольный параллелепипед (его название – квадрат), расчлененный четырьмя столбами. Примыкающие к подкупольному пространству прямоугольные ячейки образуют архитектурный крест.

Появление крестово-купольных храмов было событием в истории мировой архитектуры. Их конструкция и композиция представляют завершенную структуру, не восприимчивую к изменениям. Та завершенность, конструктивная стабильность, сохранение полной гармоничности постройки при всех изменениях архитектурной формы предполагают, по мнению архитектора Е.Ф.Желоховцевой, существование какой-то общей системы построения этой формы, позволявшей зодчему охватывать основные закономерности пропорции храма и варьировать его параметры, не нарушая их общей гармонии и не выходя за пределы, гарантирующие прочность постройки.

Геометрическое описание крестово-купольного храма состоит из определенной последовательности (рис. 6 а,б)

Строим главный квадрат ABCD, из середин его сторон, как из центров, проводим окружности радиусом, равным половине стороны квадрата. Эти окружности в пересечении образуют четырехлепестковую розетку. Из центра O квадрата проводим окружность тем же радиусом, которая пересекает розетку в восьми точках: F, L, E, P, Q, R, S и T. На рисунке 6б эти точки выделены.

Квадрат А₁B₁С₁D₁, стороны которого содержат полученные точки (рис. 6б), моделирует внутренние границы плана. Внешние границы образует окружность, проведенная из центра квадрата. Через точки Q и E, S и P, F и Е, L и T проводим прямые. Пересекаясь, они образуют центральный квадрат.

Определим выступ центральной апсиды (место восточной части храма, где находится алтарь) (рис. 7). Для этого проведем окружности из точек А₁ и В₁, радиусы которых равны по величине диагонали А₁С₁ и впишем полуокружность с центром в точке О₁ и радиусом О₁Р.

Для нахождения западной стороны храма проведем из точек С₁ и D₁ дуги радиусом, равным диагонали А₁С₁, и продолжим отрезки АD и BC до пересечения с дугами в точках M и N.

Описанное выше построение можно варьировать для создания иных проектов. Например, на рис. 7 основание MN равнобедренного треугольника MO₁N лежит на западной границе плана. Но можно поместить его на восточной границе. Тогда вершина O₁ окажется в западной части плана (рис. 8).

Но нельзя просто поменять местами конструкции восточной и западной стен, поскольку центральная апсида всегда должна находиться в восточной части. Приходится находить новые варианты, которые вносят разнообразие в архитектуру храмов, оставляя незыблемыми основные принципы их построения.

Таким образом, построение плана расчленяется на несколько этапов, каждый из которых охватывает особое архитектурное звено. Эти построения создают непрерывную цепочку зависимостей между звеньями. А четырехлепестковая розетка, лежащая в основе построений, даёт возможность варьировать соотношения между длиной и шириной плана.

Крестово-купольная схема лежит в основе храма Покрова на Нерли. Для него характерно спокойное равновесие, основанное на симметрии. Храм кажется удивительно легким и устремлённым ввысь. В основе архитектурного плана этой церкви лежит прямоугольник со сторонами 1 и . Тогда его диагональ равна . В этих числах мы узнаем все составляющие, с помощью которых выражается золотая пропорция.

Проведя исследование Казанского кафедрального собора города Читы можно увидеть, что в основе его архитектуры лежит крестово-купольная схема.

Итак, при постройке храмов необходимы знания геометрии.

Приемы формообразования, установления оптимальных соотношений частей постройки вырабатывались в течение вековой строительной практики в результате повседневных измерительных и разбивочных операций. Эти приемы построения архитектурной формы основывались на знаниях прикладной геометрии и проверялись опытом многих поколений строителей.

Изучая литературу к данной работе, интересно было узнать, что знания прикладной геометрии использовались на практике не только древними строителями, а также иконописцами, и мозаичистами. На стройке строительную артель сменяли мозаичисты, расчерчивавшие на основании пола геометрическую схему будущего узора, и иконописцы, которые на стенах графили композицию фресок. Древние мастера пользовались геометрическими построениями, вычерчивали квадраты, делали кружалом окружности, делили линии на несколько частей, строили прямые углы, изображая узор орнамента или намечая контуры здания.

Во время подготовки материалов по теме, было приобретено много интересных знаний из истории архитектуры и геометрии, что еще раз убеждает в многогранности применения этой науки (геометрии) и необходимости ее изучения. Не вызывает сомнения важность применения закономерностей и законов геометрии: золотого сечения, симметрии, свойств квадрата, соотношения пропорциональности в зодчестве различных построек в Древней Руси.

Купол (итал. cupola – купол, свод, от лат. cupula, уменьшительное от cupa - бочка) – вид перекрытия (свода), близкий по форме к полусфере.

Формы купола образуются различными кривыми, выпуклыми наружу. В куполе обычно возникают горизонтальные усилия (распор), которые передаются на поддерживающую его конструкцию или воспринимаются нижним (опорным) кольцом самого купола. Каменные (кирпичные) купола могут опираться на цилиндрический постамент (барабан).

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

Если куполом завершается прямоугольная в плане ячейка здания, переход от квадрата к круглому (или эллиптическому) основанию купола решается с помощью спциальных сводов - парусов или тромпов.

Рис. 1 Пример пирамидального купола

Рис. 2 Пример ребристого купола

2. Историческая справка

Купол возник в странах Востока и имел, прежде всего, утилитарное назначение. При отсутствии дерева покрытием для жилищ служили глиняные и кирпичные купола. Но постепенно, благодаря своим исключительным эстетическим и тектоническим качествам, купол приобрел самостоятельное смысловое содержание как архитектурная форма. Развитие формы купола связано с постоянным изменением характера его геометрии. Купольные покрытия получили развитие в архитектуре Древнего Рима (в зданиях терми общественных зданий- базилик). Для римской архитектуры характерны купола полусферические купола с кессонированнойвнутренней поверхностью. Разнообразные по конструкции купола использовались главным образом в храмовой архитектуре. С осознанием роли купола во внешнем облике здания изменяются и его наружные очертания относительно внутренних; позже над ними появляются внешние оболочки (отличные по очертаниям от собственно купола), обычно в виде криволинейного покрытия по деревянным стропилам (ранний пример – собор Сан-Марко в Венеции, IX-XI вв.).

Купола с внешними оболочками, опирающиеся на постаменты - барабаны, получили широкое распространение в русской средневековой архитектуре, а также в зодчестве Средней Азии.

В эпоху Возрождения такие купола распространились в архитектуре Западной Европы, подчас становясь доминантой городской застройки. В архитектуре Возрождения получают распространение зонтичные купола и римские кессонированные купола. Постройки Андреа Палладио (XVI в.) послужили примером, следуя которому архитекторы вновь стали использовать купола в светских зданиях; эта тенденция получила развитие в XVIII в. Со второй половины XIX в. применяются купола с металлическим каркасом и остеклением, купола из дерева и железобетона.

В XX в. с развитием монолитного и сборного железобетона, тонкостенных сводов-оболочек и металлических конструкций резко увеличилось многообразие структур и форм куполов: появились ребристые, ребристо-кольцевые, сетчатые, с волнистой внутренней поверхностью, “геодезические” (образованные из стандартных многоугольных элементов), сборные и другие купола. Возникают новые типы куполов: из полимерных материалов, с двойной надувной оболочкой и др.

3. Ребристо-кольцевые купола

Рис. 3 Перспективное изображение ребристо-кольцевого купола

Ребристо – кольцевые купола. В ребристо – кольцевых куполах кольцевые прогоны соединяются между собой образуя замкнутые кольца. В этом случае кольцевые прогоны не только работают на изгиб, но и воспринимают растягивающие или сжимающие усилия (кольцевые).

Кольцевые прогоны в ребристо-кольцевом куполе работают так же, как опорное кольцо в ребристом куполе, и могут быть заменены (при расчете ребра) условными затяжками. При симметричной нагрузке расчет купола можно вести, расчленяя его на плоские арки с затяжками на уровне кольцевых прогонов.

Крепление прогонов шарнирное или жесткое по типу узлов балочных клеток, но рассчитанное на восприятие кольцевых усилий.

В вершине купола проектируют аналогичное опорному верхнее сжатое кольцо. Сопряжение радиальных ребер с верхним и нижним кольцами может быть жестким или шарнирным.

При шарнирном сопряжении для повышения жесткости и устойчивости верхнего кольца его раскрепляют внутренними распорками. В ребристых куполах прогоны, как правило, проектируют в виде гнутых профилей швеллерного типа, которые крепят к ребрам купола на болтах шарнирно.

При горизонтальных нагрузках ребристо-кольцевой купол рассчитывают так же как и ребристый. Вес ребер в ребристо-кольцевом куполе уменьшается благодаря включению в работу кольцевых прогонов. Наиболее конструктивное решение получается когда ребра и кольцевые прогоны сделаны из прокатных профилей.

Рис. 4 Пример ребристо-кольцевого купола

4. Разрезка купола. Разновидности и особенности

1) Меридионально-кольцевая разрезка.

Суть меридионально-кольцевой системы разрезки заключается в членении поверхности вращения меридиональными и параллельными плоскостями на треугольные (у полюса) и трапециевидные элементы.

а)

б)

Рис. 5 Меридионально-кольцевая разрезка (а) и разрезка сферы двумя пучками меридиональных плоскостей с взаимно перпендикулярными осями (б)

К достоинствам этой системы следует отнести простоту формы и исполнения узловых сопряжений элементов. К недостаткам можно отнести неэффективность работы при воздействии несимметричных нагрузок, что может быть устранено в многосвязной системе, например, в системе звездчатого типа.

2) Звездчатая разрезка.

При выполнении звездчатой системы разрезки на сферический сегмент наносится сеть меридианов. Каждый полученный участок делится четырехугольными ячейками таким образом, чтобы два противоположных узла ячейки располагались на одном меридиане, а два других – на одной параллели.

Рис. 6. Звездчатая система

К недостаткам звездчатой системы можно отнести достаточно большое количество стержней, сходящихся в узле, что приводит к существенному усложнению конструкции узловых элементов.

3) Шахматная разрезка.

Шахматная система разрезки устраняет основной недостаток звездчатой системы – сгущения сетки, и в тоже время, обладает прочностью и жесткостью при действии несимметричных нагрузках. Жесткость конструкции придают раскосы, образующие блок жесткости, который располагается в плоскости трапециевидных секций купола и раскрепляет их своими вершинами середины длин, тем самым разгружая сходимость элементов в узле и уменьшая расчетную длину меридиональных и кольцевых стержней.

Рис. 7. Шахматная система разрезки

Использование адресной установки блоков жесткости позволяет, в первую очередь, исключить из общей работы большое количество малонагруженных связей, достичь экономии материала на изготовление купола, а также снизить его массу, что является весьма актуальным, в частности, для сейсмоопасных районов. Помимо этого значительно снижается трудоемкость.

5. Купол над зданием Рейхстага в Берлине

Рис. 8 Вид купола на фасаде Рейхстага

Купол Рейхстага является – одна из главных достопримечательностей Берлина. В сооружении размещена винтовая лестница, по которой можно подняться на высоту более 20 метров над крышей здания, а также система зеркал, освещающих зал заседаний бундестага. Из купола открывается вид на весь Берлин, благодаря чему он пользуется популярностью у туристов.

Рис. 9 Конструкция купола Рейхстага

Здание Рейхстага изначально было построено с куполом, однако он пострадал от пожара 1933 года, а затем был окончательно разрушен в ходе бомбардировок в 1945 году. Новый купол был возведен лишь в конце 1990-х годов в рамках реконструкции Рейхстага по проекту архитектора Нормана Фостера. Стоит отметить, что изначально Фостер выступал против строительства купола, однако на таком архитектурном решении настояли власти Германии.

Купол Рейхстага имеет диаметр 40 м, его высота составляет 23,5 м, вес 1 200 тонн, из них 700 тонн стальных конструкций. Обзорная площадка, оборудованная на куполе, располагается на высоте 40,7 м. Находясь на ней, можно видеть и круговую панораму Берлина, и все происходящее в зале заседаний.

Рис. 10 Вид на купол Рейхстага

Две круговые рампы, ведущие к смотровой площадке, закреплены на внутренней поверхности и имеют спиралевидную конструкцию.

Изюминка проекта — огромный зеркальный конус, начинающийся в вестибюле пола 1-го этажа и заканчивающийся у основания внутренней полости купола, представляет собой воронкообразную конструкцию диаметром 2,5 м у основания и 16 м — у потолка. Ее вес составляет 300 тонн, для облицовки были использованы 360 зеркал, причем с тем расчетом, чтобы зеркальная поверхность пропускала солнечный свет в зал заседаний только в часы отсутствия в нем парламентариев. Особые фильтры, вмонтированные в полость конуса, должны были способствовать приглушению отраженного от множества зеркал дневного света.

Вывод

Купола как вид покрытий зародились достаточно давно, однако с течением времени не утратили своей актуальности.

Благодаря своим эстетическим качествам они получили применения в различных странах мира и в различных типах зданий – от религиозных до промышленных.

С развитием промышленности и ходом научно-технического прогресса купола стало возможно изготавливать из современных материалов, которые способны обеспечить сделать конструкцию более прочной и легкой, что позволит перекрыть пространство с большим пролетом.

Список литературы

1. Демина А.В. Здания с большепролетными покрытиями: Учебное пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. – 88 с.

2. Металлические конструкции / под общей ред. Е.И. Беленя. – М.: Стройиздат, 1986. – 555 с.

3. Стрелецкий Н.С. Стальные конструкции / Н.С. Стрелецкий, А.Н. Гениев. – М.: Г.И. литературы по строительству и архитектуре, 1952. – 820 с.

ГОУ ВПО Тамбовский Государственный Технический Университет

Пояснительная записка

К курсовому проекту

Выполнил: ст. гр. САР-52

Руководитель: Демина А. В.

Содержание

Историческая справка……………………………………………. 20

1. Характеристика района строительства………………………. 22

2. Требуемые характеристики, предъявляемые к зданию………. 23

3. Объемно-планировочное решение здания………….…………. 24

4. Конструктивное решение здания………………………………. 26

4.8 Двери, ворота, окна и фонари…………………………. 28

5.Характеристика санитарно-технического и инженерного оборудования………………………………………………………. 29

Список используемой литературы……………………. 31

Аннотация

В данном курсовом проекте разработан проект родильного дома. Для устройства покрытия здания применяется ребристо – кольцевой купол в металлических конструкциях.

По заданию проект разрабатывается для климатических условий города Тихорецк Краснодарского края. В пояснительной записке производятся расчеты ограждающих конструкций по теплотехническим требованиям (стен и покрытия), акустический расчет холла второго этажа роддома, глубины заложения фундаментов.

Нагрузку от здания воспринимают ленточные фундаменты из монолитного железобетона. Пространственная жесткость и устойчивость обеспечивается перекрестным расположением кирпичных стен, жесткими дисками перекрытий и пространственной работой элементов ребристо – кольцевого купола. Большепролетное покрытие применено для организации большой зальной площади, не разбиваемой промежуточными опорами.

Выбор конструктивного решения здания выполнен на основе действующих типовых каталогов. Разработка проекта велась с учетом требований ЕСКД, СНиП, ГОСТ и норм проектирования.

Курсовая работа состоит из реферата, состоящего из 15 листов, пояснительной записки, состоящей из 23 листов и графической части, состоящей из двух листов формата А1.

Введение

Архитектура общественных зданий и сооружений признана удовлетворять различные стороны жизнедеятельности человека. Самые выразительные и впечатляющие произведения архитектуры – это общественные здания и сооружения, в которых воплотились наивысшие стремления человеческого духа и мастерство архитекторов и строителей.

Высокими эстетическими качествами обладают большепролётные пространственные конструкции, которые также позволяют выполнять ряд современных требований, стоящих перед строителями и архитекторами. Это снижение стоимости строительных конструкций, трудоёмкости их изготовления и монтажа, уменьшение расхода материалов, увеличение размеров перекрываемых пролётов.

Большепролетные конструктивные системы разных эпох объединяет ряд существенных признаков, что дает возможность рассматривать их как технический прогресс в строительстве. С ними связана мечта строителей и архитекторов, покорить пространство, перекрыть максимально большую площадь. Объединяющим исторически сложившихся и современных криволинейных конструкций является поиск целесообразный формы, стремление к максимальному снижению их веса, поиск оптимальных условий распределения нагрузок, что приводит к открытию новых материалов и потенциальных возможностей.

Одной из наиболее экономичных форм покрытий зданий больших площадей являются купола. При различных очертаниях и конструктивных формах они позволяют обеспечить наименьший расход материалов по сравнению с другими конструкциями. За последние годы эти покрытия получили широкое распространение как в гражданском, так и в промышленном строительстве.

Историческая справка

Читайте также: