Ложный свод

История[править]

Первое известное нам большепролётное сооружение — римский Пантеон («храм всех богов»). Построили его около 120 года, на удивление быстро (за несколько лет), из нового тогда материала — бетона. «Покорить пространство» было символом успеха для архитектора, подобные здания строили десятилетиями по штучным проектам, и они становились архитектурной доминантой тогдашних малоэтажных городов. По столь сложной и дорогой технологии делали только общественные и культовые здания.

Индустриализация привела к новому значению слова «цех» — из гильдии ремесленников он превратился в производственное сооружение. Лёгкость переустройства и присмотра за рабочими потребовала делать цех однообъёмным, и тогда появилась куча важных архитектурных решений: балки, фермы, шедовая (пилообразная) крыша. Символом экономической мощи конца XIX века стали выставочные залы, строившиеся из новых тогда материалов — стекла и стали.

С развитием авиации потребовались некапитальные большепролётные сооружения — ангары. И этих ангаров придумали кучу разных конструкций, пока не пришли к стандартному сводчатому. Архитектор Ричард Фуллер изобрёл купол из прямых стальных балок.

Развитие спорта упрятало под крышу сначала катки и бассейны, а потом и другие спортивные сооружения.

Строительство и архитектура в Древнем Египте. Глава II.

Добыча мягких пород камня

Для изучения древних способов добычи камня горные породы можно разделить на мягкие и твердые. Их «доставали» абсолютно непохожими методами. К мягким породам, которые использовались для строительства, относятся известняк и песчаник. Гораздо реже шел в дело кальцит, или египетский алебастр. Твердые породы – это гранит, базальт, диорит и кварцит.

Залежи известняка тянутся от Каира вверх по течению Нила до Эсны, где ему на смену приходит песчаник, который с редкими включениями гранита и диорита залегает по всей Нубии.

С самых ранних времен главными известняковыми каменоломнями были Тура и Масара, расположенные примерно в четырех милях к югу от Каира. Другие каменоломни тянутся от Бени-Хасана до Шейх-Абады; на самом деле, где бы ни располагалась залежь пригодного для строительства камня, везде видны следы древних разработок. Поскольку сегодня камень используется для сооружения насыпей, препятствующих разливам Нила, некоторым числом древних каменоломен пришлось пожертвовать, хотя Служба древностей старается сохранить как можно больше древних разработок.

Для этого иногда приходится идти на большие расходы – например, добывать камень в каменоломнях Бени-Хасана и везти его на большое расстояние вверх по реке. Все это делается для того, чтобы не трогать древнеегипетские каменоломни. Достойно сожаления, что ни одно «просвещенное общество» не прислало специалиста для тщательного изучения мест древних разработок. Причиной этого является тот факт, что в ходе такого исследования музеи не пополняются новыми экспонатами, ибо зачастую главная цель раскопок – это погоня за сенсационными находками, а получение новых научных данных – дело второстепенное.

В течение всего того периода, когда известняк был основным строительным камнем, – то есть в эпоху Древнего и, вероятно, Среднего царства – помещения в зданиях отличались сравнительно небольшими размерами. Из известняка не сделаешь прочного архитрава; самый большой пролет, который можно было перекрыть известняковыми плитами, добытыми, скажем, в Туре и Масаре, составлял около 2,7 м. Но на архитрав такой длины нельзя было класть блоки крыши – такое перекрытие обрушилось бы очень скоро. Когда в Гизе началось строительство крупных сооружений, то для перекрытия помещений довольно большого размера стали использовать гранит или создавать ложные своды и остроконечные крыши.

Ложная арка

Ложная арка, высеченная из двух гранитных блоков. Мастаба Среднего царства в Дахшуре

Ложный свод

Ложный (ступенчатый) свод в мастабе XII династии в Дахшуре. Второй формой крыши, в которой высекали ложные арки, является ступенчатый свод

Архитекторы Нового царства могли создавать свои гигантские сооружения только потому, что в карьерах Сил-силы добывался прекрасный песчаник. Мы почти ничего не знаем о храмах Древнего царства в Верхнем Египте, но вполне можем предположить, что если бы его строители знали, как хорошо подходит песчаник для перекрытий, то они, несомненно, привозили бы этот камень в Гизу, и архитектура бы сильно отличалась от того, что мы имеем. То же самое справедливо и для эпохи Среднего царства, хотя от нее до нас дошел лишь храм XI династии в Дейр-эль-Бахри и Лабиринт в Хаваре. Ни в том, ни в другом нет больших помещений.

Глава 1. Древнейшее египетское строительство

1. Строительство и архитектура в Древнем Египте
2. Древнейшее египетское строительство
3. Древнейшее египетское строительство. Страница 2
4. Древнейшее египетское строительство. Страница 3

Глава 2. Добыча мягких пород камня.

1. Добыча мягких пород камня
2. Добыча мягких пород камня. Страница 2
3. Добыча мягких пород камня. Страница 3
4. Добыча мягких пород камня. Страница 4
5. Оглавление. Строительство в Древнем Египте (Смотреть все)

Свод в средневековой архитектуре[править]

Архитектурные стили затронем вскользь, будем в основном о строительных нюансах. Очень много про своды в Википедии.

Чтобы сделать пролёт здания подлиннее, использовали деревянные балки, в идеале — дубовые. Это ограничивало пролёт примерно 5 метрами. Если нужно длиннее, плоское перекрытие уже не годится, и в позднюю античность придумали свод.

Свод, с одной стороны, действует на сжатие — в отличие от обычного перекрытия, которое действует на изгиб. С другой — перекрытие передаёт силы вертикально вниз, в то время как свод даёт усилия распора. И развитие архитектурных стилей средневековья во многом связано с тем, как с этими сводами работать.

(С бронзового века существует ложный свод, когда камни кладутся на опоры со сдвигом — он не даёт распора, но его нельзя сделать большепролётным.)

Романский стиль. Стена или ряд колонн поменьше поддерживает вес свода. Рядом стена побольше — она работает на распор. Свод сплошной, толще у опор и тоньше наверху, и щелыга (верхняя линия) свода состоит из замкóвых камней клиновидной формы. Тяжеловесность романского стиля — она из-за тяжёлых распорных стен.

В готическом стиле придумали нервюры — прочные арки, в то время как само покрытие (запалубка) лёгкое, в один камень толщиной. И вместо того, чтобы как-то скрывать нервюры, готика говорит: а я вот такая, у меня лёгкий свод на прочных нервюрах. Второе изобретение готики — сложная система стенок, простенков и контрфорсов, которые отводят распор в землю, оставляя собор лёгким на вид.

И, думаю, вы понимаете: зáмок — оборонительное сооружение, и большепролётными стоит делать только церемониальные залы.

Русская храмовая архитектура шла примерно в ногу с западной, только традиционно полагалась хотя бы на небольшой купол и на близкие к квадратным соборы — а не выраженно крестообразные.

Советы по конструированию уровней[править]

Большепролётное сооружение будет символом вашего уровня — если не экстерьер из-за высотной застройки вокруг, то интерьер уж точно. Потому конструкторы уровней их любят. Вспомните хотя бы кинотеатр на первом уровне Duke Nukem 3D, музей в финале Mafia: The City of Lost Heaven: они во многом запомнились внутренностями таких сооружений.

Если детализации игры хватает, чтобы нарисовать несущую структуру, нарисуйте её. Это будет классно.

Существует много типовых проектов таких сооружений — так что смотрите, как устроен простой цех или склад, и переносите на ваш уровень. Например, есть рекомендации по минимальной высоте ферм в зависимости от длины пролёта — не стоит без нужды её занижать.

В подавляющем большинстве случаев потолок большепролётного помещения будет одновременно и крышей, без верхних этажей и чердаков. Такой потолок-крышу строители называют покрытием, в противовес кровле и перекрытию.

Глинобитные дома. Все документы

Перспективы строительства из глинобетона
Проект дома с использованием глинобетона, Беларусь
Дом на три семьи с использованием глинобетона
Деревянный детский дом из глинобетона
Дом с использованием глинобетона, Берна Фельзенау, Швейцария
Жилой дом с использованием глинобетона в Турку, Финляндия
Жилой дом из глинобетона в Ла-Пасе, Боливия
Фермерский дом с использованием глинобетона
Жилой дом из глинобетона, Корбеек-Ло, Бельгия
Жилой дом с офисом из глинобетона
Жилой дом со студией с использованием глинобетона
Проект жилого дома с использованием глинобетона
Сейсмостойкие глинобетонные здания
Гидроизоляция водоемов из глинобетона
Печи из глинобетона
Нубийские своды; возведение оптимального купола
Планировка и расчет сводчатых и куполообразных крыш
Скатные крыши из глинобетона
Глинобетонные полы
Перекрытия
Глинобетонные стены с высоким термическим сопротивлением
Контурные соединения глиносырцовых зданий
Повышение термического сопротивления стен
Ремонт глиносырцовых стен
Окраска глинобетонных поверхностей
Защита глинобетонных поверхностей от атмосферных воздействий
Глиняная штукатурка: составы и правила нанесения
Стены из глиносырцовых изделий в хлопчатобумажной оболочке
Возведение стен из легкого глинобетона
Возведение глиносырцовых вальковых стен каркасных зданий
Технология кладки из глиносырцовых изделий
Глиносырцовые «батоны»
Технология кладки из пластичных глиносырцовых материалов
Технологии кладки из пластичных глинобетонных изделий
Глиносоломенная кровля (гонт)
Плиты, перектрытия, своды из глинобетона
Блоки из глинобетона
Кладка, обработка поверхности, крепление к стенам
Оптимальный состав смеси для саманного кирпича
Изготовление глинобетонного кирпича
Монолитный глинобетонный купол
Различные способы возведения стен
Кассельский способ возведения монолитных конструкций
Укладка глинобетонной смеси, устройство проемов
Ручной инструмент и оборудование
Опалубка для стен из глинобетона
Повышение теплопроводности: виды глинобетона
Повышение прочности глинобетона на истирание
Повышение прочности глинобетона при сжатии
Повышение прочности глинобетона при растяжении
Повышение водостойкости глинобетона
Снижение усадки глинобетона
Подготовка глинистого грунта
Паронепроницаемость, пароизоляция глинобетона
Влияние воды на глину
Как определить пригодность глинистого грунта
Свойства глинистых грунтов и глинобетона
Климат, влажность, воздухообмен глинобетонного дома
Недостатки и преимущества глиносырцовых материалов
Историческая справка

1. Конструктивная работа

Своды, как правило, испытывают нагрузку от собственного веса, плюс от находящихся выше конструктивных элементов здания (и погодных воздействий). Под нагрузкой свод работает преимущественно на сжатие. Возникшее вертикальное усилие сжатия своды передают на свои опоры. Во многих типах сводов возникает дополнительное усилие — горизонтальное, т.е. они начинают работать еще и на распор. Горизонтальный распор может быть минимальным, или же погашаться в теле кольцевой затяжки или иной заложенной в теле свода арматуры.

Своды подразделяют на:

• Повышенные — отношение стрелы свода или подъема к пролету свода более 1/2.
• Пониженные — отношение стрелы свода к пролету колеблется от 1/4 до 1/2.
• Плоские — отношение меньше 1/4.

В России теорией равновесия сводов активно занимались знаменитые учёные, такие как академик Петербургской Академии наук С. Е. Гурьев.

Элементы большепролётных сооружений[править]

Несущие конструкции делятся на плоскостные, перекрёстные (несколько плоскостных, пересекающихся друг с другом) и пространственные.

Плоскостные: балки, фермы, рамы, арки. Арка, растянутая вдоль, образует свод. Часто подобные покрытия делают из сборных бетонных настилов.

Фундамент у большепролётных сооружений непропорционально мал по сравнению с многоэтажным домом, и приходится учитывать осадку грунта и делать рамы и арки шарнирными — впрочем, для конструктора уровней это не важно.

Большие пролёты делают пространственными конструкциями, и самая простая из них — складчатое покрытие. Часто используют перекрёстно-стержневые конструкции.

В спортивных сооружениях любят подвесные системы, с такими элементами, как оболочка, оттяжка и стабилизирующий трос.

Ну и никуда не делся купол — он бывает монолитным бетонным, сборным бетонным и стальным.

Большепролётные сооружения обычно плохо освещены, это может исправить крышевое окно — фонарь. Наиболее распространённый вид фонарей — с обычными негерметичными вертикальными окнами.

Воздухоопорные сооружения[править]

Наименее капитальные из большепролётных сооружений, изобретены около 1970.

Оболочка обычно делается из двух слоев армированной синтетической ткани с воздушной прослойкой между ними 20-100 см (для сохранения тепла) и крепится к фундаменту. В простейшем виде фундамент — просто лежащие на земле бетонные блоки. Внутри помещения постоянно работает вентилятор, поддерживающий избыточное давление внутри купола примерно в 1 дюйм водяного столба = 250 паскаль (при атмосферном давлении в 101,3 кПа). Этот перепад давлений в шлюзе равносилен спуску на 22 метра, то есть шесть-семь этажей. Существует вариант с надувными балками, в которых давление повыше, поддерживающими натянутую тканевую оболочку. Не нуждается в шлюзовании, более эстетически гибок чем просто надувной купол, но дороже.

Достоинства:

• Наименьшая стоимость и капитальность.
• Может стать дополнительным этажом на крыше более капитального здания.

Недостатки:

• Нужны шлюзовая система, насос и освещение.
• Крайне некрасивый вид. Решается «балочной» системой, которая выглядит заметно лучше.

Применение: небольшие спорткомплексы, некоторые виды производства. В «глубинке» могут быть небольшие торговые центры. Вариант с надувными балками последнее время стал популярен для быстроразворачиваемых палаточных городков вроде военных лагерей или передвижных госпиталей.

3. Элементы сводов

Софийский собор (Константинополь): купол на парусах. В парусах — мозаики с изображением шестикрылых серафимов. За центральной аркой следующий свод — конха (полукупол), в свою очередь, имеющая три меньшие конхи.

Альгамбра: руинированный декоративный цилиндрический свод даёт возможность увидеть, как он опирается на стены

В зависимости от типа свода он может иметь следующие элементы:

• Замок, замковый камень, ключ свода — средний клинчатый камень в щелыге арки или свода. Иногда подчёркивается декором.
• Зеркало — горизонтальная, плоская плоскость зеркального свода, потолочный плафон (изначально — любая гладкая поверхность плит в каменной кладке).
• Лотки — криволинейная плоскость свода, одним концом опирающаяся на стену, а другими — смыкающаяся с остальными лотками, то есть часть свода, имеющая форму отрезка полуцилиндрической поверхности, рассечённой двумя взаимно пересекающимися плоскостями.
• Паддуги (падуги) — боковые цилиндрические части сомкнутого свода, в зеркальном своде — находятся под зеркалом. Изначально — большая выкружка над карнизом, служащая переходом от стены к потолку.
• Пазуха свода — пространство между наружными поверхностями смежных сводов, или сводом и стеной.
• Паруса — сферический треугольник, обеспечивающий переход от квадратного в плане подкупольного пространства к окружности купола.
• Подпружная арка — упорная арка, укрепляющая или поддерживающая свод.
• Пролёт свода — его ширина
• Пята свода — нижняя часть арки, свода, опирающаяся на стену или столб; или же верхний камень опоры, на котором покоится арка или свод.
• Распалубки — выемка в цилиндрическом своде в виде сферического треугольника. Образуется пересечением двух взаимно перпендикулярных цилиндрических поверхностей (обычно разного радиуса). Может быть либо частью крестового свода, либо дополнительным сводом, врезаным в цилиндрический или зеркальный. Устраивается над дверными и оконными проёмами при расположении верхней точки проёма выше пяты свода.
• Стрела свода — расстояние от оси арки в ключе до хорды, соединяющей центры её пят.
• Шелыга (щалыга) — верхняя линия или хребет свода. Также — непрерывный ряд замковых камней (ключ свода).
• Щека свода (люнет) — торец свода, его срез
• Щековая арка — подпружная боковая арка крестового свода, расположенная по сторонам прямоугольника его плана.
• Щековая стена — торцовая стена помещения, перекрытого цилиндрическим сводом, нагрузки не испытывает.

Готические конструкции:

• Нервюры — ребро готического каркасного свода. Делятся на:
  • Ожива — диагональная арка. Почти всегда полуциркульная.
  • Тьерсерон — дополнительная нервюра, идущая от опоры и поддерживающие посередине лиерны.
  • Лиерны — дополнительная нервюра, идщая от точки пересечения ожив к щелыге щековых арок.
  • Контрлиерны — поперечные нервюры, связывающие между собой основные (то есть оживы, лиерны и тьерсероны).
• Запалубка — в нервюрном своде заполнение между нервюрами.

• Экстерский собор: замковый камень в нервюрном своде

• «Пучок колонн» завершается «пятой» свода, откуда поднимаются нервюры

• Распалубка с люнетом над дверным проёмом

Лёгкие стальные тонкостенные конструкции[править]

Используются как в малоэтажном жилом строительстве, так и в индустриальном. Основа этих конструкций — оцинкованные листы и балки.

Придумана в Канаде в послевоенные годы для быстрого типового строительства «субурбий». Собственно для жилого строительства конструкция оказалась не самой удачной — человек любит натуральное и строит из ЛСТК только от безнадёги, предпочитая более дорогие деревянно-каркасные. Зато склады и мастерские из этого материала получаются хорошие. (И магазины тоже — но они уже не большепролётные.)

Поскольку нас интересуют именно склады и мастерские — то преимущества:

• Достаточная дешевизна.
• Сейсмостойкость.
• Можно красиво отделать.
• Можно наставить окон.

Недостатки:

Материал даже не прикидывается натуральным, что важно для жилых домов. Однажды Варламов выставил на смех церковь, перестроенную из ЛСТК.
Критическая зависимость от производителя — они склонны экономить и ошибаться

Если будет мало цинка, сооружение не проживёт гарантийный срок, если не так отрежут балку — она не встанет.

Применение: самые разные виды некапитальных нежилых зданий. Ну и небольшие жилые в местах, где мало дерева или бывают землетрясения.