Доцент кафедры СМиК ЮФУ Золотарева Л.А
С конструктивными решениями связаны все основные задачи архитектуры: функциональной структуры организации пространства, формирований типов зданий, эстетических свойств архитектурной формы, не говоря уже о важнейших технико-экономических вопросах. В конструкциях, как в фокусе, отражаются все достижения строительной техники. Они служат критерием технических достижений в архитектуре, формируя материализованную оболочку и структуру архитектурного пространства. В творческом процессе архитектора проблема взаимосвязи архитектуры и техники сводится к использованию конструкций (а вместе с ними и строительных материалов), поэтому знание закономерностей формирования конструкций – необходимейшее условие творческих успехов архитектора.
Конструктивные решения включают в себя материальную систему, с помощью которой достигаются цели, поставленные функциональным назначением, архитектурным решением и экономическим целесообразием. Здания и сооружения строятся не в изолированной системе, они находятся в гравитационном поле планеты Земля и в тесном контакте с внешними факторами. Внешние факторы можно разделить на модифицирующие и ограничивающие составляющие.
В качестве модифицирующих составляющих внешних факторов будем принимать те условия, которые способствуют разработке большего числа вариантов и увеличивают число возможных решений.
В качестве ограничивающих составляющих внешних факторов будем принимать те условия, к которым надо приспособиться или которых надо придерживаться.
На рисунке 1 приведена схема внешних факторов, которые можно выделить при проектировании архитектурного сооружения. Для отдельных подсистем приведены их части, каждая подсистема и внешние факторы являются векторами с несколькими параметрами. При разложении подсистемы на части и элементы необходимо исходить из глубоких знаний проблемы в целом и систематизацию работ (например, определение взаимосвязей между частями, применение критериев, ограничений и т.п.).
В модифицирующие и ограничивающие условия включаются главным образом те составляющие, которые относят ко всему объекту, прежде всего к концепции сооружения, а контактными зонами (входные и выходными) могут быть в некоторых случаях определенные части и элементы системы.
Функциональное назначение здания. При проектировании объекта исходят, прежде всего, из его функционального назначения, которое определяют деятельностью или операциями, производимыми в здании. Эту составляющую функционального назначения можно обозначить как процесс эксплуатации. Его параметрами являются тип и структура, объем и способ производства. Объем выражается в различных единицах в зависимости от характера эксплуатации здания: объем производства изделий в год, число сотрудников, число посадочных мест, число номеров или спальных мест, вместимость, жилищная обеспеченность. Назначение здания характеризуется не только одним объемом, важным параметром является структура, или соотношение между отдельными частями производственного процесса (цикл производства). Его выражают числом и размером производственных площадей и помещений, соотношения между ними.
 | |||||
 |  | ||||
|
рис. 1 Схема внешних факторов в системе архитектурного сооружения.
Из функционального назначения определяют горизонтальный и вертикальный транспорт, которые влияют в значительной степени на функционирование здания. В зависимости от функционального назначения здания определяют необходимую степень защиты от атмосферных воздействий, а также комфортности помещений. При создании комфортных условий в помещениях приходится решать проблемы акустики, такие, как обеспечение изоляции от внешних и внутренних шумов, от вибраций, вызванных работой машинного оборудования, лифтов, пульсационной составляющей ветровой нагрузки. Поскольку акустические проблемы в большинстве случаев решают с помощью подбора соответствующих конструкций, то важной проблемой является определение минимальной массы конструкций (например, перекрытий) и способы устранения акустических мостов. После решения проблемы по созданию комфортных условий проживания или работы людей, особое внимание следует уделять вопросам противопожарной безопасности. Функциональное назначение здания является важным параметром, из которого вытекают требования по эвакуации людей и оборудования, огнестойкости конструкций в случае пожара.
Влияние требований функционального назначения на конструктивное решение. Здание проектируют только одного функционального назначения или многофункционального назначения. Эксплуатационный процесс и связанные с ним службы могут быть заданы постоянными или изменяющимися во времени. Требования функционального назначения тесно связаны с архитектурными формами. Но они не могут быть постоянными. Они могут развиваться, подчиняться новым взглядам, потребностям. Исходя из этого аспекта, различают следующие наиболее характерные требования, влияющие на конструктивное решение:
монофункциональность – одно определенное назначение на современном этапе;
полифункциональность – много функциональных назначений на современном этапе;
универсальность – объект соответствует современным различным функциональным назначениям;
изменчивость – разнообразие архитектурно-планировочных решений (например, расстановка или возможность перестановки перегородок, возможность комбинировать и соединять разные конструктивные и архитектурные элементы);
приспосабливаемость (например, несущей конструкции) – возможность приспосабливаться к новым значениям функциональных параметров (например, увеличение нагрузок, другой способ установки оборудования, устройства новых горизонтальных и вертикальных отверстий в конструкциях и т.п.), которые возникают во время эксплуатации здания вследствие новых функциональных или архитектурных требований;
гибкость (например, несущих конструкций) – возможность приспосабливаться к функциональным или архитектурным параметрам, которые возникают во время эксплуатации здания (требования динамики развития)вследствие замены производственного оборудования, назначения здания (например переоборудование жилых помещений в нежилое);
монофункциональное объединение (интеграция) – соединение нескольких иерархических ступеней одинакового типа до функциональных центров;
полифункциональное объединение – соединение в одном объекте различных функций на основе главной и второстепенной деятельности.
Архитектурно-планировочное решение. Выполнение условий эксплуатационного режима с учетом архитектурных требований приводит к основному решению пространства с привязкой конструкций к планировочному решению. Основополагающим в проектировании является геометрия. Планировочным решением увязывается взаимное расположение площадей и пространств в целом объекте, а также их расположение в плане и по высоте, расположение полезных и вспомогательных площадей и пространств, размещение систем инженерных коммуникаций и транспортных путей, определение числа этажей и их конструктивной высоты и высоты в свету, определение основных требований к размещению вертикальных конструкций (расстояние между стенами, колоннами, элементами и стволами жесткости).
Полифункциональность, универсальность и гибкость приводят к такому планировочному решению, в котором применено минимальное число перегораживающих вертикальных конструкций и имеются пространственные резервы и возможность замены несущих конструкций. Важным условием гибкости является статический резерв (особенно это важно для вертикальных конструкций), при наличии которого возможны перестройка, надстройка, замена конструкций и изменение нагрузки.
Архитектурные требования также не являются постоянными, они развиваются, подчиняются различным взглядам и требованиям, поэтому в будущем можно ожидать, что с точки зрения архитектуры к конструкциям, например к фасадам, надстройкам, пристройкам, будут предъявляться новые требования.
Классификация и разделение на системы конструкций. Несущие конструкции представляют собой наиболее значительную часть здания, их характерной особенностью являются статическая функция, самостоятельность и первичность. Сейчас архитекторы имеют в своем распоряжении такую богатую «палитру» конструктивных форм, какой никогда не имели раньше.
Конструктивные элементы по способности восприятия усилий разделяют на жесткие и гибкие (мягкие):
жесткие – воспринимают сжатие, растяжение и изгиб, сохраняя под воздействием нагрузки собственную первоначально заданную форму;
гибкие – могут воспринимать только растяжение.
По соотношению размеров конструктивные элементы подразделяются на стержневые (линейные), плоские (пластичные) и объемно-пространственные.
