О конструкциях зданий

О конструкциях зданий

В этом очерке приводятся разрозненные сведения о развитии металлических конструкций зданий различного назначения. Исключением являются каркасы высотных зданий, которым посвящен отдельный очерк. Вновь, как и в очерке о мостах, мы рассматриваем какие-то отдельные вопросы, те вопросы, которые не очень широко представлены в обычных исторических обзорах. При этом не удается соблюсти хронологический принцип изложения, и одни и те же периоды рассматриваются с точки зрения развития различных конструктивных форм. Конструктивная форма номер два Если двутавр является безусловным чемпионом среди простейших элементов металлических конструкций, то для конструкций составных и многоэлементных к чемпионам, безусловно, относятся фермы.

Фермы зародились в эпоху деревянного строительства, и металлические фермы являются наследниками многих инженерных находок той эпохи, более того, довольно долго существовал (в некотором смысле существует и сейчас) феномен металлодеревянной фермы. Поэтому начинать историю следует из далеких времен, когда камень и дерево были основными строительными материалами. Тогда же были построены деревянные конструкции с канатами, иногда выполнявшими роль растянутых элементов (вспомним корабельные мачты). Деревянные конструкции стропил, деревянные подмости для каменных арок и деревянные мосты по существу часто были фермами. Известными сохранившимися примерами деревянных ферм шестнадцатого и семнадцатого столетий являются стропильные системы кровли галереи Уффици во Флоренции или Московского манежа (рис. 4.1). Проект этих успешно существовавших деревянных конструкций, по всей вероятности, основывался на длительном процессе проб и ошибок. Но многие детали этих ферм говорят о том, что их создатели понимали смысл игры сил в конструкции, например представляли, был ли некоторый стержень сжатым или растянутым (хотя и не могли бы вычислить величину этих сил). Несмотря на то что основные принципы расчета ферм были определены в значительной степени в семнадцатом и восемнадцатом столетиях, что, возможно, лучше всего иллюстрируется работой Лагранжа «Аналитическая механика», изданной в 1787 г., все же представляется, что принципы механики были применены к расчету ферм лишь в девятнадцатом столетии. В лекциях Навье, прочитанных в парижской школе дорог и мостов и изданных в 1826 г., дано явное решение для определения сил в простой треугольной ферме, названной «королевской стойкой», если к паре наклонных стержней добавлялся вертикальный.

Кроме того, Навье определяет усилия в поясах, рассматривая ферму с параллельными поясами как балку с жесткостью, пропорциональной площади поясов, умноженной на квадрат расстояния между ними. Работам Журавского (1845), Шведлера (1851), Кульмана (1851), Риттера (1862), Максвелла (1864) и Кремоны (1872), без которых сегодняшний инженер не представляет себе возможность расчета фермы, еще предстояло появиться, когда началось реальное строительство металлических ферм. Итак, на основе опыта, накопленного при строительстве деревянных конструкций, и на основе достаточно приблизительных представлений о работе ферм возводились первые сооружения в металле. В Париже некоторые сооружения были известны еще перед Великой французской революцией, как, например, крыша с пролетом 21 м над Королевским театром, построенная в 1786 г. (рис. 4.2). В этой крыше, как и в других случаях, конструктивная логика в целом неясна, и металл скорее использовался как элемент украшения, чем выступал в роли несущей системы.

Читайте также

Добавить комментарий