Вантовые и стержне-вантовые конструкции в архитектурной бионике.
Одними из интересных бионических технологий, применяемых в архитектуре, являются вантовые и стержне-вантовые конструкции, которые были "подсмотрены" у живой природы. И вовсе не случайно подобные конструкции обладают рядом уникальных свойств, что нашло отражение в использовании их при проектировании и строительстве различных зданий и сооружений. Что же это за такие свойства?
Один из известных "корифеев" советского направления архитектурной бионики - архитектор Ю.С.Лебедев в своей книге "Архитектура и бионика" пишет следующее: "В стержне-вантовых конструкциях функции их элементов разделены по виду напряжений: стержни обязаны работать только на сжатие, ванты - только на напряжение. Такое разделение дает большой эффект. Вместо того, чтобы растянутые элементы стержневых систем делать из стержней со значительным превышением запаса прочности, утяжеляя тем самым систему, конструкторы решили заменить их тонкими стальными нитями - вантами и получить, таким образом, облегченнную конструкцию. Поскольку стальные нити в ненапряженном состоянии эластичны, то таким системам дали еще одно название - мгновенно-жесткие.
Принцип их работы можно сравнить с кожно-мускульной системой человека, животного, птицы. Без нагрузки мышцы рук человека находятся в расслабленном состоянии. Но стоит человеку взять в руки какой-либо груз, мышцы-ванты моментально натянутся, напрягутся и зафиксируют в определенном положении стержни-скелеты. В результате, в одно мгновение система "скелет-мышцы" становится "жесткой". Костно-мышечная система - система самонапрягающаяся. Стержне-вантовые конструкции тоже можно сделать самонапрягающимися (или самовозводящимися), подключив к ним автоматику. Но в общем виде ее фиксация из "расслабленной" системы в жесткую происходит путем напряжения вант...
Стержне-вантовые системы легче стержневых более чем в 2 раза. У них очень хорошее соотношение между механической способностью и собственным весом. Однако у этой системы есть и один недостаток - ее трудно соединять с жесткими ограждающими элементами покрытий. Правда для покрытия можно применять тенты, но они не долговечны в эксплуатации. Стрежне-вантовые системы удобны при перевозке - их можно перевозить в сложенном состоянии.
Другой вид - вантовые системы - напоминают природные паутины, в быту - гамак. Они комбинируются таким образом, чтобы воспринимать лишь растягивающие усилия, но они требуют опор-устоев для своего натяжения. Короче говоря, это натянутые различным способом стальные нити, которые или бетонизируются или по которым укладывается изоляционный материал. Несущие конструкции, выполненные из вант, отличаются еще большей легкостью, чем стержне-вантовые системы.
В практике архитектуры вантовые системы нашли широкое распространение. Конструкции, в которых отчетливыо видна сетка из "стальной паутины", перекрытая прозрачной пленкой, своим видом особенно напоминают природные структуры, опорами у них служат арки".
Как видим, вантовые и стержне-вантовые системы обладают рядом весьма уникальных свойств, что является определяющим стимулом их использования в современной архитектуре и строительстве. И, конечно, это далеко не единственные бионические технологии в архитектуре, которые стали использоваться благодаря изучению строения различных элементов живой природы.
michael101063 ©