Статьи по филателии  
Словарь терминов  
Почтовый календарь  
Знакомство с филателией  
Филателистическая география  
Виртуальные выставки  
Форум  
Контакты  
Филателистические сайты  
Журнал "Мир марок"  
Выпуски СССР и России (USSR and Russia)  
"Земство" Каталог Чучина (ZEMSTVO)  
Каталог "Космос в картинках" (Space)  
Каталог "СОЧИ-2014" (Sochi-2014)  



Спутниковый интернет sensat сенсат сигал.com.
   
Статьи » | » По категориям » | » По авторам » | » По годам
Поиск публикацийЧто искать:  

 

Разное /

Строительные конструкции_8


180.JPG
000.JPG


КУПОЛА

Куполом называют пространственное покрытие зданий и сооружений или их помещений, имеющих круглую, овальную или многоугольную форму в плане. В архитектуре куполами также называют своды, внутренняя поверхность которых имеет сферическую или близкую к ней форму. Название происходит от итальянского слова cupola, что означает «бочечка». Купола – распорные системы.  Большая часть купола обычно сжата и только в нижней части и в опорном кольце, если таковое имеется, возникают растягивающие напряжения, вызванные от распора. В этом купол во многом сходен с аркой и цилиндрическим сводом.

Области применения куполов

Купола позволяют перекрывать без дополнительных промежуточных опор большие помещения. Поэтому они часто используются в качестве покрытий выставочных, торговых, концертных, спортивных и т. п. залов.

y99_88_01.jpg y99_88_02.jpg
Купол выставочного павильона США в Сокольниках, Москва Купол цирка имени Юрия Никулина, на Цветном бульваре, Москва


Наиболее широко купола применяются в культовых зданиях и сооружениях, где они используются для перекрытия без промежуточных опор больших зальных помещений, определения месторасположение культового сооружения и повышения архитектурной выразительности храмов. Увенчанные гигантскими куполами соборы Санта-Мария-дель-Фьоре во Флоренции, Св. Петра в Ватикане, Св. Павла в Лондоне, преподобного Исаакия Далматского (обычно называемый    Исаакиевским собором) в Санкт-Петербурге и многие другие до сих пор остаются главными доминантами в городской застройке городов, где они возведены.

y99_88_03_1.jpg y99_88_03_2.jpg
Собор Санта-Мария-дель-Фьоре во Флоренции Собор Св. Петра в Ватикане
y99_88_03_3.jpg y99_88_03_4.jpg
Собор Св. Павла в Риме Исаакиевский собор в Санкт-Петербурге


Купола культовых сооружений часто наделяются определенным сакральным смыслом.  Так, купола православных церквей считаются образом духовного неба. Количество куполов или глав показывает кому посвящен храм: один купол символизирует единство Бога и совершенство творения, три купола - Пресвятую Троицу, пять куполов, один из которых возвышается над другими, символизируют Иисуса Христа и четырех евангелистов, тринадцать куполов - Иисуса Христа и его 12 апостолов. Внутреннюю часть куполов обычно украшают изображениями святых и ангелов, а на внешней стороне куполов иногда изображают звезды.

y99_88_03_6.jpg
Звезды на куполах православного храма

Установленные на барабанах купола имеют также утилитарные назначения. Оконные проемы в барабане используются для освещения внутренних помещений храма. Барабаны без проемов вместе с главками куполов являются хорошими резонаторами, которые существенно улучшают акустику храма. В толстых каменных стенах церквей часто оставляли пустоты, называемые «голосами». Голосы являются резонаторами для высоких частот. Для более низких частот необходимы более вытянутые голосы, ими служат барабаны и главки.

y99_88_04_1.jpg
Купола православных храмов Московского Кремля

В мусульманских культовых постройках купола также используются для перекрытия без опор больших внутренних помещений. Но одновременно купола являются важными архитектурными элементами и, наряду с минаретами, определяют расположение мечети и создают ей особый, неповторимый образ.

y99_88_05.jpg
Купола мусульманских культовых зданий

В современной практике куполами часто перекрывают башни технологического оборудования, резервуары, радиолокационные станции, обсерватории, атомные реакторы и т. п.

y99_88_07.jpg y99_88_08.jpg
Купола обсерватории Купол атомного реактора  
 
Купола были успешно использованы для архитектурного оформления станций второй очереди московского метро. Купола подземных станций московского метро являются декоративными самонесущими конструкциями, расположенными внутри несущих сводов. Особую известность имеют купола станции «Маяковская», построенной по проекту архитектора   Алексея Душкина. Купола украшены мозаиками, выполненными по эскизам художника Александра Дейнеки.

y98_88_01.jpg  y98_88_02.jpg

 
Типы куполов
 
По материалу, из которых выполнены купола, различаются каменные, бетонные (неармированные), железобетонные, деревянные и металлические купола. По конструкции купола делятся на сквозные, сплошные (со сплошной стенкой или сплошностеночные) и массивные.  Купола могут состоять из одного или нескольких слоев (как правило не более трех). Слои многослойных куполов могут выполняться из разных материалов и иметь неодинаковое конструктивное решение. Наружный слой многослойного купола чаще всего представляет из себя решетчатую конструкцию с обшивкой, которая является покрытием купола. Слой, обращенный к внутреннему помещению, а также промежуточный слой, если таковой имеется, могут быть сплошными или решетчатыми. В многослойном куполе внешний слой обычно опирается на внутренние слои и выполняет функции кровельного покрытия. Но именно форма внешнего слоя определяет название типа купола, хотя его прочность и жесткость обеспечивается в основном внутренними слоями.

Сквозной купол состоит из стержневого каркаса и опирающейся на него обшивки. Стержни каркаса соединяются между собой в цельную пространственную систему и располагаются так, что они испытывают лишь продольные усилия растяжения или сжатия. Обшивка является кровельным покрытием купола или выполняет функции светопрозрачного ограждения. Обшивка каркаса воспринимает местные нагрузки и не участвует в пространственной работе купола. Сквозные купола могут быть ребристыми, ребристо-кольцевыми, сетчатыми.

Ребристый сквозной купол состоит из отдельных плоских полуарок, поставленных в радиальном направлении. Арки вверху соединяются между собой через сжатое кольцо, а внизу - опираются на опорное кольцо, работающее на растяжение. В ребристо-кольцевом куполе ребра объединяются кольцевыми прогонами, образуя жесткую пространственную систему. Дальнейшим развитием ребристо-кольцевых куполов является купол Шведлера, в котором в каждой четырехугольной ячейке установлены диагональные связи, значительно повышающие жесткость купола.

y98_88_10.jpg y98_88_11.jpg
Ребристый сквозной купол Ребристо-кольцевой сквозной купол

y98_88_12.jpg
Фуллер – теоретик и создатель геодезических куполов
Сетчатые купола образованы сеткой с треугольными ячейками или сеткой, стержни которой являются ребрами выпуклых многогранников, вписанных в сферическую поверхность (так называемые геодезические купола). Простейший сетчатый купол состоит из горизонтальных слоев, с треугольной решеткой в каждом слое. В таком куполе стержни в разных слоях имеют неодинаковую длину, что является некоторым технологическим недостатком.  В геодезических куполах ребра купола расположены вдоль так называемых геодезических линий, которые определяют кратчайшие расстояния между двумя точками на криволинейной поверхности. Геодезический купол может быть выполнен из небольшого количества одинаковых стержней, что упрощает предварительное изготовление элементов купола. Сетчатые купола, в том числе геодезические, были рассмотрены ранее в разделе, посвященном решетчатым конструкциям.
               
Сплошной (сплошностеночный) купол является частным случаем оболочки, криволинейного (не плоского) сплошного тела, ограниченного двумя поверхностями, расстояние между которыми мало по сравнению с остальными его размерами. Однослойный сплошной купол состоит из стенки, нижнего и верхнего опорных колец. Кольца могут отсутствовать. Отличительной особенностью сплошных куполов от других видов оболочек являются то, что они образованы полыми (не замкнутыми) поверхностями вращения или совокупностью одинаковых сомкнутых сегментов, симметрично расположенных относительно вертикальной оси, которая проходит через вершину купола и является осью купола. В большинстве случаев сплошные купола опираются по всему периметру опорного сечения или на отдельные точки, расположенные по контуру купола. Сплошные купола по конструкции могут быть гладкими, ребристыми, волнистыми, гранеными или шатровыми.

В гладком сплошном куполе стенка имеет постоянное или переменную толщину, которая плавно уменьшается к верху купола. Горизонтальные сечения гладкого купола обычно имеют форму окружности, значительно реже -  форму эллипса или овала. Гладкие купола опираются на стены круглой формы в плане непосредственно или через барабан цилиндрической формы в плане. При необходимости разместить купол над квадратным или прямоугольном помещении используются промежуточные конструкции в виде парусного свода, волют или других конструкций. Сплошной купол состоит из оболочки и нижнего опорного кольца, которое предназначено для восприятия усилий распора, возникающих в куполе под действием собственного веса и внешних нагрузок. При наличии вверху купола светового или аэрационного проема купол также имеет верхнее кольцо, которое обрамляет проем и может служить опорой для различных надстроек над куполом.

y98_88_13.jpg y98_88_14.jpg
Гладкие сплошные купола
   
Сплошные купола могут быть усилены в одном или двух направлениях ребрами. Такие купола называются ребристыми. Наиболее ярким примером ребристого однослойного купола является купол римского Пантеона, который с внутренней стороны имеет часторебристую поверхность, придающая куполу особую выразительность. В многослойных куполах ребра часто используются для соединения слоев между собой. Такое решение использовано в куполе собора Св. Петра в Ватикане. Конструкции куполов римского Пантеона и собора Св. Петра будут далее подробно рассмотрены.

y98_88_15.jpg y98_88_16.jpg
Внутренний вид купола Пантеона в Риме 
Ребристый купол собора Св. Ватикане

Разновидностью гладкого купола является парусный купол, называемый также парусным сводом.  Парусный купол образован сферической поверхностью, от которой вертикальными плоскостями с четырех сторон отсечены внешние части. В результате парусный свод опирается на четыре опоры, что позволяет перекрывать квадратные или прямоугольные помещения без дополнительных конструкций. Парусные своды применяются как самостоятельные покрытия, так и в составе комбинированного покрытия, которое состоит их парусного свода, барабана и купола. В куполе на парусах сфера, образующая парус, сверху дополнительно обрезана горизонтальной плоскостью, которая касается вершины арок по краям парусного свода. Такая конструкция, которая впервые была успешно применена в соборе св. Софии в Константинополе, называется купол на парусах. Парусный свод является наиболее часто используется в качестве опоры центрального купола в крестово-купольных системах. Парусный свод был использован во многих мечетях османского типа.

y98_88_23.jpg y98_88_24.jpg
Парусный свод
Купол на парусе и барабане
               
Вместо гладкой поверхности купол может иметь многогранную форму.  Такие купола называются гранеными куполами.  Горизонтальное сечение граненого купола состоит из одинаковых линейных или криволинейных участков. При линейной форме участков горизонтальных сечений купол состоит из нескольких, как правило, восьми или более фрагментов цилиндрических сводов треугольной формы, соединенных по всей длине боковых граней непосредственно или через ребра. Грани свода в вершине купола примыкают к сжатому опорному кольцу, а внизу опираются на граненый барабан или аркаду многоугольной формы в плане. Частным случаем граненого купола является шатровый купол, в котором все грани плоские. Граненые купола могут иметь ребра, проходящие через вершины многоугольника и вершину купола. Граненые купола имеют основания в виде равностороннего многоугольника или точечных опор, расположенных в вершинах такого многоугольника.

y98_88_17.jpg y98_88_18.jpg
Граненый купол без ребер
Граненый купол с ребрами

Волнистые купола представляют собой варианты гладких куполов, гладкая поверхность которых заменена волнистой. В волнистом куполе отдельные волны являются поверхностями двоякой кривизны. Волнистая форма придает куполу дополнительную жесткость. Поэтому не требуется усиливать купол ребрами В рабочем положении криволинейные панели играют роль полуарок, которые не могут воспринимать кольцевые сжимающие усилия. Применение волнистой поверхности может быть вызвана потребностью устройства в куполе осветительных проемов, которые удобно располагаются в торцах волн купола.

y98_88_19.jpg y98_88_20.jpg
Волнистый купол Волнистый купол с освещением в торцах волн

Волнистые купола имеют особую архитектурную выразительность. Волны купола не обязательно проходят через его вершину, а могут иметь наклонное расположение, что создает дополнительный художественный эффект. Наиболее ярким примером являются волнистые купола Покровского собора на Красной площади Москвы, который чаще обычно называют собором Василию Блаженного (по небольшой церкви, пристроенной к собору к собору, в которой похорон любимый народом, известный московский юродивый Василий Блаженный).

y98_88_21.jpg
Волнистые купола Покровского собора на Красной площади Москвы

Массивный купол представляет из себя сплошное тело, имеющее примерно одинаковые размеры в трех направлениях. Массивные купола в основном являются завершением индуистских и буддийских храмов. Внутри таких храмов расположено центральное святилище, в котором располагается скульптурное или графическое изображение бога или Будды. Само святилище считается местом «проживания» святого, которому освящен храм В него имеют доступ только священнослужители (полная аналогия с древнегреческими храмами). Богослужение выполняется на открытой площади около храма. Поэтому святилище является небольшим помещением.  Над ним надстраивается основное тело храма, в виде массивного купола или колоколообразной башни, которые олицетворяют священные в индуизме и буддизме горы Меру, Кайласа или Мандара.

y98_88_27.jpg y98_88_28.jpg
Массивные купола буддийских храмов


180.JPG
000.JPG










Разработка «Наш ГОРОД»