Курсовое проектирование торгового здания: примеры выбора большепролетных конструкций покрытия торгового зала

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТОГУ

Курсовое проектирование торгового здания: примеры выбора большепролетных конструкций покрытия торгового зала

Десятниченко A.E., Нигай Л.А., Полякова А.В., Данилов И.A.

Хабаровск, Россия

Абстракт

В статье приводятся три примера конструктивного решения большепролетных конструкций для торгового зала магазина самообслуживания, разработанных студентами. В отличие от типичного применения ферм в работах по данной теме конструкции в наших примерах стали частью достаточно глубокой комплексной работы, в которой учитывались разнообразные факторы: функциональный, контекстуальный, художественно-образный, гигиенический, технологический, экономический. Каждый пример рассмотрен отдельно, в них раскрываются секреты творческой кухни, показывается, как достигался результат достаточно яркого индивидуального, с одной стороны, и целесообразного, с другой, решения. Эти примеры проиллюстрированы методом объемно-графических схем. Также в статье произведен анализ состава факторов для принятия конструктивного решения в каждом отдельном случае и сделан вывод о необходимости многофакторного подхода к решению конструктивной схемы строительного объекта и выбора вида конструкций. Такой подход свидетельствует о приоритете архитектора в принятии решения по выбору конструктивной основы архитектурного объекта. Контекстуальный и художественно-образный факторы являются основными при выборе вида конструкции и определении ее параметров. Остальные факторы имеют второстепенное значение. Также сделан вывод о методической целесообразности применения объемно-графических конструктивных схем в курсовом проектировании студентов-архитекторов.

Ключевые слова: торговый зал, большепролетные конструкции, консоль, композиционный эффект, безопорное пространство, окружающий контекст.

Abstract

Desiatnichenko A. E., Nigai L. A., Polyakova A. V., Danilov I. A.

PNU, Khabarovsk, Russia

THE STUDENT'S DESIGN OF RETAIL BUILDING: THE EXAMPLES OF CHOICE OF LARGE-SPAN STRUCTURE FOR MERCHANDISE SPACE

The article presents three examples of constructive solutions of span structures for commercial self-service merchandise space, designed by students of one group. In contrast to the typical use of the farms in the works for this design theme in our examples structure becomes a part of the deep comprehensive work, which takes into account a variety of factors: functional, contextual, painterly and imaginative, hygienic, technological, economic. Each example is considered separately, they reveal the secrets of creative "kitchen". Frame-cantilevered design for large-span overlap (Example # 1) is a result of compact solution for plans and foundation. Taper multiwavelength vault (Example # 2) is so good to inscribe building into the surrounding context: ribbon development of the block and the park across the street. Grating coating in the form of a tilted cross-rod structure (Example # 3) simulates the ship sailing theme. These examples are illustrated by three-D schemes. Also in the article there are analyzes of composition factors for constructive solution in each case and concluded that the need for a multifactorial approach to the solution of the constructive scheme and the kind of design choice. This approach demonstrates the architect priority in choice of the structural layout for architectural object. Contextual, painterly and imaginative factors are the key during the choice of the type of structure and defining its parameters. Other factors have the secondary importance. It is also concluded the methodological feasibility to use three-D constructive schemes in students architectural design works. Its application develops both constructive thinking and spatial imagination.

Keywords: merchandise space, large span structure, console, composition effect, support-free space, surrounding context.

Введение

Тема статьи раскрывается на примере выполненных в осеннем семестре 2016/17-го учебного года курсовых проектов студентов-архитекторов 4-го курса Десятниченко Александры, Нигай Ларисы, Поляковой Анастасии.

Примененные в данных работах конструктивные решения покрытия большепролетного пространства торгового зала в магазине самообслуживания -- хороший пример неординарного подхода. В каждом случае вид конструкции покрытия определялся параметрами задания, условиями грарешения имеют характерные типологические черты для данного семейства конструкций. В ходе разработки тот или иной вид конструкций дорабатывался и видоизменялся так, что приобретал неповторимые индивидуальные характеристики и очертания. Метод объемно-графической схемы для иллюстрирования характера конструкций взят по примеру, рассмотренному в статье о курсовом проектировании православных храмов (рис. 1 [1, с. 473]).

Рисунок 1. Образцы объемно-графических схем на примере взаимного расположения большепролетных арок в храмах.

1. Консольная рама/стена: динамическая экспрессия

Рамная конструкция состоит из двух частей: одна расположена над нижележащим цокольным этажом, другая выходит за пределы его горизонтальной проекции (рис. 2). Связано это с габаритами торгового зала, меньшая часть которого имеет консольный выступ за пределы основного объема здания. К такому решению привела разработка функциональной схемы данного объекта с целью создать как можно более компактный объем. С одной стороны, конструкция консольной части удорожает проект, с другой -- это удорожание компенсируется более компактным фундаментом. Кроме этого, консоль торгового зала усиливает композиционную роль самого важного помещения в объемно-прострщственном решении.

Детальная разработка объемного решения торгового зала позволила верифицировать конструкцию консольной части. Если рамы необходимы на средних осях несущих конструкций зала, чтобы обеспечить открытое пространство без промежуточных опор, то на крайних осях достаточно поставить монолитные стены с консольным выступом (рис. 2). Под строительной ячейкой между крайней и ближней к ней промежуточной конструктивными осями, в средней части стены цокольного этажа устроен проем для въезда грузового автомобиля в дебаркадер с разгрузочной площадкой. Рамная конструкция за счет большой высоты своего нижнего горизонтального элемента достаточно сильно выступает вниз, что не позволило бы проехать грузовому автомобилю. По генеральному плану разворотная площадка для грузового автомобиля расположена как раз под крайней консольной конструктивной осью торгового зала (рис. 2). Именно стеновая консоль позволяет обеспечить проезд под собой, так как не имеет большого выступа вниз за пределы нижней поверхности плиты перекрытия с полом торгового зала. Более того, стена дешевле рамы. Такое варьирование дало возможность неординарно решить и внешний облик наружной торцевой стены консольной части с силуэтом, подчеркивающим ее симметричное решение и усиливающим динамический характер всей объемно-прослэдственной композиции здания магазина.

Рисунок 2. Универсам с консольным торговым залом: слева -- схема консольных конструкций; справа -- общий вид

Также возможен был вариант решения без рамных конструкций. Достаточно было оставить консольные внешние стены, соединенные в плоскости торцевой стены фермой с внешними навесными панелями, а также надстроенные перпендикулярными к несущим стенам фермами для аэрационно-светового фонаря. Данный вариант кажется проще и эффективней. Но решено было оставить первый вариант, в котором возможно было устроить козырек с круглыми проемами над автопарковкой. Такой козырек, несмотря на то, что увеличивал площадь тени от здания с северной стороны, на самом деле компенсировал дискомфорт от большой тени за счет световых пятен от круглых проемов. И психолого-микроклиматический, и композиционный эффект козырька в случае рамной конструкции подкрепился желанием поработать со сложным вариантом в учебных целях -- тем более в рамках учебного проекта. Такой опыт для студента-архитектора более значим.

2. Конический многоволновой свод: скромная выразительность

На данное конструктивное решение очень сильно повлияла градостроительная ситуация и окружающий контекст. Здание магазина расположено на пересечении улиц К. Маркса и Нагишкина, г. Хабаровск. В данной локации доминирует здание Музыкального театра в окружении деревьев парка «Динамо». Большепролетное покрытие торгового зала, с одной стороны, должно было заметно выделить здание магазина в рядовой застройке квартала напротив музыкального театра. С другой стороны, форма акцентного покрытия должна была скромно вписать здание в данную рядовую застройку. Многоволновой свод (рис. 3) стал результатом выбора варианта между плоским и сводчатым видами покрытия. Именно ряд закомарных фонарей под сводчатым покрытием соответствовал достижению поставленной цели.

Плоские формы -- даже с наклонами и изломами -- делают постройку менее выразительной. Сводчатая форма более выразительна и экспрессивна за счет напряженного изгиба арок сводов. Складчатая форма также проигрывает упругости сводов и арок. Также с психологической точки зрения свод более комфортен -- он как бы «окутывает»: защищает от «жары» летом и от «сквозняков» в холодный сезон. Складчатая же конструкция -- более открытая, менее «защищающая». Также своды ближе по духу округлым кронам деревьев в парке напротив -- таким образом своды «закрепляют», обогащают контекст. И еще -- свод в большей степени «одушевляет» супрематическую композицию основного объема здания.

Учитывая необходимость более насыщенного естественного освещения в утреннее и вечернее время, требовалось «открыть» крайние своды с длинной наружной стороны (рис. 3). Наиболее устойчивой с конструктивной точки зрения по сравнению с цилиндрической формой свода оказалась коническая. Конический полусвод имеет меньшую массу, поэтому, если его замонолититъ с соседним сводом, то конструктивная консоль полусвода будет вдвое легче по весу. Далее было определено количество арок на фасаде (рис. 3). Получилось покрытие достаточно скромное по высоте, впускающее необходимое количество света в торговый зал, и, в то же время, неординарное, делающее данное здание и интерьер торгового зала очень выразительными.

Рисунок 3. Универсам с коническим многоволновым сводом: слева -- схема покрытия торгового зала; справа -- общий вид

3. Решетчатое покрытие: неустойчивый наклон

Здание магазина расположено на углу квартала при пересечении Уссурийского бульвара с улицей Калинина, г. Хабаровск. Конструкция должна была подчеркнуть образное решение. Объемно-пространственная модель представляет собой взаимодействие двух ортогональных объемов. Основной объем здания -- статичная форма, а объем торгового зала представляет собой наклоненный параллелепипед. «Наклон» торгового зала символизирует «плавание» некоторого объекта в неустойчивой среде -- как будто бы корабль качается на волнистой поверхности воды. Эта тема вполне отражает контекст -- здесь встречаются склон Средней горы и пологий бульвар, недалеко находится речной порт на берегу Амура. Таким образом здание магазина не только заметно в окружающей среде, но и комплементарно к ней.

С темой корабля связывает и покрытие объема торгового зала из кортеновской (ржавленной) стали -- знак постиндустриального мира. Это предполагает решетчатое покрытие из перекрестных ферм (для образа интерьера), состоящих из элементов металлических профилей. Также такое конструктивное решение обеспечит консольное нависание восточного угла покрытия над входом в здание. большепролетный магазин строительный

Безопорное пространство торгового зала можно обеспечить периметральным опиранием (рис. 4). С юго-восточной и юго-западной сторон решетчатое покрытие опирается на стены основного корпуса. С северо-востока и северо-запада ее поддерживают колонны. Структура наклонена с юга на север, чтобы впустить больше прямых солнечных лучей в проемы светового фонаря с южных румбов. Если узлы опирання на стены основного корпуса сделать жесткими, то колоны вполне справятся с нагрузкой -- она будет действовать на них вертикально. Но наклон структуры может действовать и на распор в сторону уклона. В этом случае компенсировать его смогут либо контрфорсы к колонам, либо рамное решение, когда колоны заменят вертикальные элементы, продолжающие наклоненные элементы-фермы и передающие нагрузку на фундамент. Вариант с рамной конструкцией более надежный в распределении нагрузки и лаконичный для зрительного восприятия. Он стал наглядней для воображения вместе с выполнением пространственной графической схемы с колонами (рис. 4).

Рисунок 4. Универсам с решетчатым покрытием торгового зала: слева -- схема наклонного перекрестно-жержевого покрытия; справа -- общий вид.

4. Анализ факторов принятия конструктивных решений

Анализ приведённых примеров показывает широкую аргументационную базу для обоснования принимаемых в проектах конструктивных решений (табл. 1). Из шести рассмотренных факторов самыми стабильными (стабильно рассматриваемыми) являются контекстуальный и художественно-образный. На этот факт указывают и названия разделов данной статьи, где виду конструкции соответствует образная ассоциация. Функциональный, технологический и экономический рассматриваются не всегда, скорее всего, они сами собой разумеются, т. к. «зашифрованы» в художественно-образном и контекстуальном. Гигиенический фактор имел влияние только в одном из примеров -- он значительно повлиял на морфологическую трансформацию покрытия, что существенно обогатило образ. Конечно, в других случаях он тоже подразумевается. Статистические наблюдения указывают на то, что важнейшие аргументы при выборе конструктивной схемы относятся к компетенции архитектора. Конструктивное решение не замыкается только на технико-экономических данных. У инженера-строителя диапазон аргументов значительно уже. Следовательно, самое взвешенное решение по выбору конструктивного решения может принять только архитектор.

Заключение

Данные работы -- хороший пример оригинального подхода к разработке большепролетных конструкций для торговых залов магазинов самообслуживания. Из анализа следует, что при подготовке архитекторов необходимо значительное внимание отвести дисциплине «Архитектурные конструкции». Методика демонстрации конструктивного решения на объемно-графических схемах, так же, как и в макете, обладает хорошей наглядностью и большой силой убедительности. Это, в свою очередь, помогает студенту еще шире раскрыть профессиональное воображение. Данная методика может быть востребована и иметь хорошие результаты на дисциплине «Архитектурное проектирование» при выполнении многих курсовых, как, впрочем, и дипломных, проектов, а также при выполнении курсовых работ по дисциплине «Архитектурные конструкции».

Таблица 1. Обоснование выбора конструктивных решений

Список использованных источников и литературы

1. Ким А. Л., Седышев Д. С., Данилов И. А. Курсовое проектирование православного храма как познавательный процесс // Новые идеи нового века - 2012: материалы Двенадцатой международной научной конференции ФАД ТОГУ: в 2 т. / Тихоокеанский государственный университет. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2012. -- T. 1. -- С. 472 -- 476. -- Режим доступа: http://pnu.edu.ru/ru/faculties/full_time/fad/science/nionc/

2. Конструкции зданий и сооружений с элементами статики / Под ред. Л. Р. Маиляна. -- М.: ИНФРА-М, 2009. -- 687 с. -- Режим доступа: http//znanium.com

Размещено на Allbest.ru