Зарождение архитектуры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зарождение архитектуры относится ко времени первобытнообщинного строя, когда возникли первые искусственно сооружаемые жилища и поселения. Были освоены простейшие приёмы организации пространства на основе прямоугольника и круга, началось развитие конструктивных систем с опорами-стенами или стойками, коническим, двускатным или плоским балочным покрытием. Применялись природные материалы (дерево, камень), изготовлялся кирпич-сырец. Конец существования первобытного общества отмечен строительством крепостей со стенами или земляными валами и рвами. В мегалитических сооружениях (менгиры, дольмены, кромлехи) сочетание вертикальных и горизонтальных блоков камня свидетельствует о дальнейшем освоении закономерностей архитектоники (кромлех в Стонхендже, Великобритания).

С возникновением государств сложилась и новая форма поселения - город как центр управления, ремесленного производства и торговли. Увеличивалось количество типов построек, различие между которыми стало определяться не только их функцией, но и предназначенностью для господствующего класса или эксплуатируемых масс. В классовом обществе определяющими для архитектуры стали общественные взаимоотношения, а не взаимоотношения человека и природы. В крупных рабовладельческих деспотиях средоточие власти и материальных ресурсов в руках немногочисленной верхушки, эксплуатация огромного количества рабов, успехи в области науки и техники стали основой строительства крупных ирригационных сооружений, монументальных дворцов и храмов, призванных утверждать незыблемость и могущество власти божества и обожествленных правителей (пирамиды в Гизе и храмы в Карнаке и Луксоре - все в Египте; зиккураты Ассирии и Вавилонии, дворцы древнего Ирана, ступы Индии, храмы и дворцы Центральной и Южной Америки). В эпоху рабовладения началось строительство и крупнейшего в мире фортификационного сооружения - Великой китайской стены. Строительство грандиозных построек, подавляющих массивностью конструкций, основывалось на громадных затратах примитивного физического труда. Создание таких сооружений свидетельствует о накоплении строительного опыта, о сложившихся принципах композиции здания и ансамбля.

В условиях рабовладельческой демократии Древней Греции создаётся целостная среда городов-государств (полисов). Развивается система регулярной планировки города, с прямоугольной сеткой улиц и площадью - центром торговой и общественной жизни. Был разработан тип жилого дома с помещениями, обращенными к внутреннему пространственному ядру - дворику. Культовым и архитектурно-композиционным центром города был храм, который воздвигался на вершине акрополя. Классически завершенным типом храма стал периптер (например, Парфенон в Афинах), Развитая общественная жизнь полиса породила такие типы сооружений, как театр, стадион и др. Сложилась система классических ордеров.

В Древнем Риме, огромной средиземноморской державе, унаследовавшей традиции греческой архитектуры, ведущее значение приобрели сооружения, выражавшие могущество республики (позже империи) и удовлетворявшие потребностям рабовладельческого государства. Расширился круг инженерных сооружений, достигло большого совершенства строительство мостов и акведуков. Для возведения крупных построек большую роль сыграло внедрение новых строительных материалов (бетон). Были разработаны рациональные методы строительства, получившего гигантский размах. Создавались крупные ансамбли (общественные центры - форумы) и общественные сооружения, рассчитанные на огромные массы народа: амфитеатры (Колизей в Риме), театры, термы, крытые рынки, базилики. Тип жилого дома с помещениями, обращенными к внутреннему замкнутому пространству (атрию, перистилю), был развит и усовершенствован; в перенаселённых городах возникли 5-6-этажные жилые дома для малоимущих - инсулы. Получили широкое применение арочные и сводчатые конструкции (храм Пантеон в Риме, перекрытый огромным куполом), развившиеся также в архитектуре эллинистической Парфии. Архитектура Римской империи от строгих и целесообразных переходит к тяжеловесным, пышным, иногда преувеличенным формам, усложнённым планам; усиливаются элементы декоративности. Ордер, ставший неотделимым от представления о прекрасном в архитектуре, часто накладывается на стеновую или арочную конструкцию из бетона как часть её облицовки.

В феодальную эпоху архитектура развивается на основе более дифференцированного разделения труда. Труд рабов сменяется деятельностью ремесленников-профессионалов. При феодализме область распространения монументальной архитектуры значительно расширяется, охватывая Европу, Азию, большую часть Африки, часть Америки. Однако неравномерность развития, влияние местных условий и традиций оказывают на архитектуру эпохи феодализма более значительное влияние, чем на архитектуру рабовладельческих цивилизаций. Феодальные войны вынуждали к широкому развитию фортификационных сооружений, защищавших города и резиденции феодалов (замки и дворцы Франции, Германии, Испании и др. европейских стран, Средней Азии и Закавказья; русские кремли и монастыри-крепости). Идеологическое господство религии дало толчок широкому строительству культовых зданий. Новой задачей, решавшейся в архитектуре Византии, было формирование внутреннего пространств христианских храмов, способных вместить тысячные толпы, и создание в них особой среды, отвлечённой от мира. Наряду с унаследованными от Рима типами базилики и центрического купольного здания формировались купольные базилики и крестово-купольные храмы. Сферические купола сочетались с прямоугольной в плане системой опор (храм Софии в Константинополе). Конструкция получала ясное выражение а архитектурной форме крестово-купольных храмов. Архитектура Византии оказала широкое влияние на зодчество славянских государств на Балканах (Болгарии, Сербии), Закавказья (Армении, Грузии) и Др. Руси. Специфический характер архитектуры региональных древнерусских школ, развившихся после распада киевской державы, определялся местными социальными особенностями, строительными традициями и применявшимися материалами. Архитектуру Владимиро-Суздальского княжества характеризует богатая пластика белокаменных сооружений (дворцовый ансамбль в Боголюбове, Успенский и Димитриевский соборы во Владимире), постройкам Новгорода присущ суровый лаконизм величественных форм (Георгиевский собор Юрьева монастыря), непринуждённо живописны асимметричные выложенные из плитняка постройки Пскова. Архитектура Древней Руси замечательна своей правдивостью, ясным выявлением конструкции и пространственной организации здания в его облике. После полувекового перерыва в архитектурном развитии (1240-90-е гг.), вызванного монголо-татарским нашествием, главными архитектурными центрами становятся Новгород, Псков, Москва, своеобразно развивающие древнерусские традиции. С объединением русских земель под властью Москвы складывается единая русская архитектурная школа. Ансамбль Московского Кремля явился прообразом для кремлей других городов и послужил ядром радиально-кольцевой структуры растущей Москвы. Ярко своеобразен тип шатровых храмов-башен, сложившийся в 16 в. (церковь Вознесения в с. Коломенском, ныне в черте Москвы). Для русской архитектуры 17 в. характерны многообразие форм, праздничная живописность. Наряду с каменной архитектурой большое место занимало деревянное зодчество, достигшее в 17-18 вв. высокого совершенства (церкви: Преображенская в Кижском погосте, Успенская в с. Кондопога и др.).

В странах Западной и Центральной Европы с возрождением городов в конце 10 в. начинает развиваться тип каменного жилого дома в 2-3 этажа с мастерскими и лавками внизу. Складывается архитектура романского стиля. В культовой архитектуре появляются монастырские комплексы с замкнутыми двориками, окруженными аркадами ("клуатры"), и с массивными тяжёлыми храмами базиликального типа. Во 2-ой половине 12 в. во Франции зародилась архитектура готики , отразившая наиболее высокий этап развития производительных сил феодального общества и усиление городов, с которым связано возникновение новых типов общественных зданий (ратуши, дома ремесленных цехов и гильдий). Массивные конструкции заменила каркасная система, в которой с предельной рациональностью используется материал; освобождается пространство интерьера, получающее активное развитие по вертикали (соборы: в Париже, Реймсе и Амьене - во Франции; во Фрейбурге и Кельне - в Германии; в Кентербери - в Великобритании; в Бургосе - в Испании; в Праге, Кракове). В жилищном строительстве наряду с каменными конструкциями применяется фахверк - деревянный каркас, заполненный кирпичом или камнем.

В развитие архитектуры эпохи феодализма большой вклад внесли народы арабского Востока. Крупными центрами феодальной культуры были города Средней Азии - Бухара, Мера, Термез, Хива, Самарканд. Их монументальные здания - крытые рынки, караван-сараи, медресе, купольные мечети и мавзолеи - возводились из обожжённого кирпича с широким использованием в облицовке т. н. керамической резной мозаики (ансамбли Шахи-Зинда и площади Регистан, мавзолей Гур-Эмир - в Самарканде). Строгая симметрия композиции выделяла крупные торговые и культовые сооружения среди живописных кварталов низких глинобитных или сырцовых жилых построек.

Многообразие архитектурных типов отличает зодчество феодальной Индии. Стремление к конкретности художественных образов, преклонение перед буйной тропической природой породили исключительную пластичность монументальных сооружений, её сближение со скульптурной пластикой. Под влиянием индийской архитектуры формировалась архитектура Юго-Восточной Азии (Индонезии, Цейлона, стран Индокитайского полуострова). В архитектуре Китая регулярность планировки городов дополнялась строгой симметрией организации пространства здании, оси которых получали ориентировку по странам света. Геометрическая правильность тонко сочеталась с использованием природных особенностей места. Стоечно-балочные деревянные каркасы были конструктивной основой жилых зданий. Каркас заполнялся кирпичом или лёгкими деревянными ограждениями с решётками, заменявшими окна. Лёгкость жилищ контрастировала с монументальностью дворцовых, культовых и фортификационных сооружений ("Запретный город" и "Храм неба" в Пекине). Под влиянием архитектуры Китая долгое время находилась японская архитектура, где деревянные каркасные конструкции были доведены до высокого художественного совершенства. Для архитектуры Китая и Японии характерно умелое использование естественного и формирование искусственного ландшафта.

Важный этап развития архитектуры связан с культурой Возрождения , возникшей в начале 15 в. в городах Тосканы (Италия) и развивавшейся в 15-16 вв. во многих странах Западной и Центральной Европы. Социально-экономических процесс разложения феодальных и становления буржуазных отношений породил мощное культурное движение. Средневековый религиозной идеологии был противопоставлен гуманизм, который искал опору в античном наследии, что ярко отразилось в архитектуре общественных зданий, дворцов, загородных поместий. Строителя-ремесленника сменяет широко образованный специалист-архитектор, опирающийся на все достижения современной ему культуры. Непроизвольно возникавшей асимметрии постепенно развивавшихся ансамблей были противопоставлены ясные, завершенные геометрические системы как выражение волевого, организующего начала (новый подход к архитектуре выражен в палаццо - типе дома-дворца, в котором каждому элементу присуща выраженная законченность, проявляющаяся и в сосредоточенности здания вокруг замкнутого симметричного двора, и в строгой симметрии фасада).

Способ реконструкции промышленных и гражданских зданий

Изобретение относится к строительству, а именно к восстановлению несущей способности железобетонных каркасов промышленных и гражданских зданий. Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости при восстановлении несущей конструкции. Восстановление несущей способности дефектных железобетонных элементов осуществляется путем устройства дополнительного железобетонного конструктивного элемента с расчетным армированием, состоящего из нижней части, выполненной из тяжелого бетона, верхней части, выполненной из мелкозернистого бетона на основе самонапрягаемого цемента, монтируемой в жесткой опалубке. 2 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к восстановлению несущей способности железобетонных каркасов промышленных и гражданских зданий путем усиления железобетонных конструктивных элементов и тем самым усилению несущего конструктива здания или сооружения в целом, и может найти применение при реконструкции и капитальном ремонте.

Известен способ усиления железобетонной колонны, утратившей несущую способность, А.С. № 1219768 А1, от 23.03.1986) путем приклеивания на каждую грань колонны стеклоткани шириной 300 мм с эпоксидной композицией с добавлением кварцевого песка для приклейки уголков. Сверху покрытия устанавливают уголки, на внутреннюю и наружную поверхность которых предварительно наносят эпоксидную композицию, поверх которой приклеивают покрытие из стеклоткани и полимерной композиции. Покрытие выходит за пределы уголка на 75 мм и приклеивается за пределами уголка к бетонной поверхности колонны. Усиливать колонну по предлагаемому решению можно как по всей высоте, так и на части колонны, только в местах ее разрушения.

Однако данный способ имеет следующие недостатки: он трудоемок, требует особой тщательности в реализации операции, особенно по приклеиванию стеклоткани к бетонной поверхности, и не может восстановить полностью несущую способность конструктивного элемента или изменить ее в зависимости от ситуации, приведшей к потере несущей способности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ усиления железобетонной колонны (патент РФ № 2274719 С2, от 01.01.2000 г.). Способ реализуется путем устройства дополнительного железобетонного напряженного конструктива вокруг или рядом с дефектной колонной, с обработкой поверхности колонны насечкой и увлажнением поверхности колонны, устройством обоймы и наращиванием поперечного сечения с уменьшением эксцентриситета приложения продольной сжимающей силы. Стальную трубу деформируют, обжимают ее сечение с двух сторон валками, превращая цилиндрическое сечение в овальное с соотношением большей оси к меньшей, равный трем, и разрезают трубу вдоль. Заключают поврежденную железобетонную колонну внутрь стальной обоймы, ориентируя ее большую ось сечения в плоскости эксцентриситета приложения сжимающей силы, и уменьшают эксцентриситет. Герметично соединяют две половинки овального сечения в единое целое и плотно заполняют полости между стальной обоймой и поврежденной железобетонной колонной расширяющимся мелкозернистым бетоном, нагнетая его через патрубки в полости снизу вверх. Уплотняют бетон вибрированием и при схватывании бетона напрягают сечение, обжимая его со всех сторон стальной опалубкой, и этим усиливают всю конструкцию.

Недостатком данного способа является большая трудоемкость и материалоемкость, сложность реализации в реальных условиях производства.

Техническим решением задачи изобретения является восстановление несущей способности каркаса здания в целом путем индивидуального снятия сжимающих усилий в дефектных конструктивных элементах возведением рядом дополнительного железобетонного напряженного конструктивного элемента, снижением трудоемкости усиления конструкции.

Поставленная задача достигается тем, что в способе реконструкции промышленных и гражданских зданий путем устройства дополнительного железобетонного напряженного конструктива вокруг или рядом с дефектным элементом предварительно определяют усилие, превосходящее нормативное для дефектного элемента, по которому назначают армирование дополнительного элемента, далее в два этапа возводят дополнительный железобетонный конструктивный элемент, на первом этапе основание элемента возводят из тяжелого бетона с технологическим перерывом до набора проектной прочности, затем на втором этапе возводят верхнюю часть элемента из мелкозернистого бетона на основе самонапрягаемого цемента в жесткой опалубке, при этом высоту элемента определяют в соответствии со степенью нужной разгрузки дефектного элемента с учетом жесткости как существующего дефектного элемента, так и вновь возводимого.

Новизна предложения заключается в том, что в начале определяется усилие, превосходящее нормативное для дефектного элемента, по которому назначают армирование дополнительного элемента, далее в два этапа возводят дополнительный железобетонный конструктивный элемент, на первом этапе из тяжелого бетона, до набора им проектной прочности, затем на втором этапе возводят верхнюю часть элемента из мелкозернистого бетона, на основе самонапрягаемого цемента, в жесткой опалубке, при этом высота элемента определяется усилием, соответствующим степени потребной разгрузки дефектного элемента с учетом жесткости как существующего дефектного элемента, так и вновь возводимого.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 - вид дефектной колонны и вновь возводимого дополнительного железобетонного напряженного конструктивного элемента сбоку, а на фиг. 2 разрез А-А по фиг 1.

Способ реконструкции промышленных и гражданских зданий осуществляется следующим образом. Предварительно при наличии в каркасе дефектного элемента 1 определяют усилие в нем, превосходящее нормативное, по которому назначают армирование 2 дополнительного железобетонного конструктивного элемента 3, состоящего из нижней части элемента 4 (колонны на чертежах), выполненного из тяжелого бетона, и верхней части 5, выполненной из мелкозернистого бетона, на основе самонапрягаемого цемента. Дополнительный железобетонный конструктивный элемент 3 заливается в жесткой опалубке 6, монтируемой между плитами перекрытия 7. Высоту верхней части 5 конструктивного элемента 3 определяют в соответствии со степенью нужной разгрузки дефектного элемента 1. При определении усилия разгрузки, создающегося в части 5 дополнительного конструктивного элемента, учитываются жесткости как существующего дефектного элемента 1, так и вновь возводимого конструктивного элемента 3, что позволяет при наборе прочности верхней части 5, выполненной из мелкозернистого бетона, на основе самонапрягаемого цемента восстановить несущую способность отдельного железобетонного конструктивного элемента каркаса промышленного или гражданского здания до расчетных показателей. А последовательная реализация способа восстановления на всех дефектных элементах каркаса приводит к его восстановлению в целом.

Рассмотрим в качестве примера реконструкцию здания в связи с перепрофилированием. Имеем в качестве начального состояния следующие показатели: колонну длиной 1=3 м с размерами в плане 40Ч40 см с армированием 4d20 и классом по прочности бетона В25. Нагрузка на колонну составляет: N_дл=115 т и N_к=50 т, где N_дл - длительная нагрузка, N_к - кратковременная нагрузка.

Бетон B25-R_b=327 кг/cм² по ГОСТ 26633-91

4d20-12,56 cм² по ГОСТ 5781-82;

Сопротивление стали Ra.c.=2700 кг/см ² по ГОСТ 5781-82.

Цель реконструкции - доведение несущей способности отдельных конструктивных элементов (в примере колонны) до нормативных показателей и за счет этого здания в целом до требуемых эксплуатацией норм.

1. Расчетная длина колонны 1=300 см

Для определения гибкости колонны

определяем для железобетона =1; М_дл=1; где - коэффициент гибкости колонны, М_дл - коэфициент воздействия длительной нагрузки.

Расчетная нагрузка на колонну

Несущая способность колонны:

N=(R_bF_K+R_acF_a),

где R_b - прочность бетона на сжатие, F_к - поперечная площадь колонны, R_ac - сопротивление стали, Р_а - поперечная площадь арматуры.

1(327 кг/см²·160 см²+327 кг/см2·12,56 см²)=86,22 т

Условия по несущей способности колонны не выполняются, для увеличения несущей способности возводим дополнительный конструктив с размерами в плане 400 смЧ400 см из бетона с классом по прочности В25 соосно с одной из несущих осей здания. Для нахождения необходимого армирования F_а1 определим необходимую несущую способность дополнительного конструктива N₁:

N₁=N_P-N;

где N_p - расчетная нагрузка на колонну;

N - несущая способность существующего конструктива.

Необходимая несущая способность вновь возведенного конструктива:

165 т - 86,22 т=78,78 т; также:

где - гибкость вновь возведенной колонны;

F _к1 - поперечная площадь вновь возведенной колонны;

F_a1 - поперечная площадь армирования вновь возведенной колонны;

из уравнения (1)

Принимаем армирование 4d20 АIII (F _а1=12,56 см²)

Дополнительный конструктив возводится с верхней частью из бетона на основе самонапрягаемого цемента с коэффициентом линейного расширения K=0,007, что позволит создать необходимую степень напряжения в конструктиве. Для создания необходимого напряжения нужно компенсировать полные деформации в дополнительном конструктиве х:

х=х'+х'',

где х' - пластические деформации дополнительной колонны;

х'' - упругие деформации дополнительной колонны.

Пластические деформации бетона определяются по графикам, полученным в результате лабораторных испытаний образцов бетона, подвергшихся различным видам загружений. Для определения пластических деформаций необходимо определить напряжение, возникающее в дополнительном конструктиве

Для тяжелого бетона с классом по прочности В25, загруженным в 28 суток при максимальной длительности загружения и напряжении относительные пластические деформации составляют S=0,81 мм/м. Полная пластическая осадка колонны определяется как:

x'-S·l;

х'=0,81 мм/м·3м=2,43 мм.

Для тяжелых бетонов упругие деформации находятся с помощью модуля упругих деформаций Е. Модуль упругих деформаций Е определяется по таблице. Для тяжелого бетона с классом по прочности В25 модуль упругих деформаций составляет 332500 кг/см².

Для определения упругих деформаций используем формулу:

;

Полная деформация конструктива равна:

х=х'+х'';

х=2,43 мм+0,4 мм=2,83 мм.

Для компенсации данной усадки высота конструктива, выполненного из бетона на основе самонапрягаемого цемента, находится как:

Н=х/к;

где к=0,007-коэфициент линейного расширения бетона, выполненного на основе самонапрягаемого цемента.

H=2,83 мм/0,007=404 мм

Вывод: таким образом для колонны длиной L=3 м при первоначальной нагрузке N_дл =115 т, и N_к=50 т с размерами в плане 400Ч400 мм и армированием 4d20 необходимо возвести дополнительную колонну с армированием 4d20 с нижней частью из тяжелого бетона класса В25 высотой 2596 мм и верхней частью из бетона с классом В25, выполненного на основе самонапрягаемого цемента, высотой 404 мм.

Формула изобретения

Способ реконструкции промышленных и гражданских зданий путем устройства дополнительного железобетонного конструктивного элемента вокруг или рядом с дефектным элементом, отличающийся тем, что в начале определяют усилие, превосходящее нормативное, для дефектного элемента, по которому назначают армирование дополнительного элемента, далее в два этапа возводят дополнительный железобетонный конструктивный элемент, на первом этапе основание из тяжелого бетона с технологическим перерывом до набора проектной прочности, затем на втором этапе возводят верхнюю часть элемента из мелкозернистого бетона, на основе самонапрягаемого цемента, в жесткой опалубке, при этом высоту элемента определяют в соответствии со степенью нужной разгрузки дефектного элемента.

строительство полис греция конструкция

Размещено на Allbest.ru