МОСКВА, 24 сен - РИА Новости. Исследователи Сибирского федерального университета (СФУ) и Университета Гранады (Испания) создали программное обеспечение, которое позволяет соединить изящество природных форм – листьев, раковин моллюсков – с экономичным подходом к строительству. Данные опубликованы в журнале "Engineering Structures".
Создание наиболее прочных и легких перекрытий всегда было одной из целей развития архитектуры. Принципиальная задача при их проектировании - уменьшение так называемых моментов сил, то есть участков конструкции, испытывающих разнонаправленные деформации (изгиб, растяжение, сдвиг). Наиболее надёжными считаются своды, в которых изгибающие моменты сведены к минимуму.
Такие конструкции - безмоментные оболочки - были известны архитекторам прошлого, но их широкое применение ограничивалось сложностью необходимых расчетов. Знаменитый испанский зодчий Антонио Гауди, экспериментируя с новыми формами, делал подвесные модели из струн и мешков с песком.
Современные технологии позволяют сделать новый шаг в этом направлении. Ученые СФУ и Университета Гранады создали программное обеспечение, которое открывает целый ряд новых возможностей в проектировании безмоментных оболочек.
"Уникальность нашей разработки состоит в возможности включения в оболочку растянутых элементов (тросов или вантов), что расширяет спектр инженерных возможностей - в экономическом, и в эстетическом смысле", - прокомментировала соавтор исследования, ассистент кафедры архитектурного проектирования Института архитектуры и дизайна СФУ Анастасия Москалёва.
© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина, СФУ
Так художник представил себе возможность прикладного использования разработки специалистов
Криволинейные формы используются в современной архитектуре – деконструктивизме, бионике, параметрической архитектуре. Однако чаще всего форма создается архитекторами только с опорой на фантазию, без учета экономии и эффективной работы материала.
По словам специалистов СФУ, программное обеспечение позволяет рассчитывать такие формы оболочки, которые обеспечат ее долговечность и экономность. Расчет происходит с опорой на характеристики используемых материалов и такие данные, как вес конструкции и расположение точек опоры.
"Тонкостенный железобетон; каталонский свод из кирпича и цемента; сетчатые оболочки из дерева или металла - все эти материалы прекрасно работают на сжатие. Осталось добавить к ним вантовые конструкции, способные на максимальное растяжение, и это уже будет свежий тренд в архитектуре и строительстве", - говорит Анастасия Москалева.
© СФУ/Москалева Анастасия
Концептуальный проект открытого музея на воде с использованием оболочек из исследования Москалевой Анастасии
Результатом работы коллектива стала разработка двух каталогов пространственных оболочек – куполов и перекрытий, созданных для зданий общественного назначения, малых архитектурных сооружений (беседок, парковых павильонов), стадионов, терминалов аэропортов.
Следующий этап исследований группы специалистов – создание физической модели бионического купола, тестирование особенностей новой конструкции и подбор оптимальных материалов, которые сохранят и разовьют её преимущества.