Стержневые и сетчатые оболочечные структуры в XXI-м веке

Основой для создания структурных конструкций является структурно организованное пространство. В статье приводится классификация структурных конструкций по типу геометрических систем, лежащих в их основе и по назначению стержневых оболочечных систем. Кратко описывается история возникновения структурных конструкций, начало которой было положено возведением Эйфелевой башни в Париже в 1889 году или ещё раньше, когда началось изготовление в промышленном масштабе прокатных профилей в 1867 году. На конкретных примерах показывается, что сетчатые оболочечные структуры в последние годы применяют чаще, чем железобетонные тонкостенные оболочки. Особое внимание в статье уделяется стержневым, сетчатым и сетчато-стержневым оболочечным структурам, построенным за последние25 лет. Показывается, что стержневые и сетчатые оболочечные структуры построены за это время почти во всех странах, за исключением единичных регионов мира. Дается краткая информация по прочностному расчету стержневых и сетчатых оболочечных структур, их геометрии и материалу. В настоящее время идут интенсивные исследования этих структур в разных направлениях. Основные направления исследований направлены на уточнение методов прочностного расчета, на формирование оптимальных ячеек и поиск новых материалов стержней.

1. Сысоева Е.В. Научные подходы к расчету и проектированию большепролетных конструкций // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. № 2 (101). С. 131–141. DOI: [10.2222/1997-0935.2017.2.131-141].

2. Гринько Е.А. Типы пространственных криволинейных структур и оболочек строительного назначения // Региональная архитектур и строительство. 2024. № 4. С. 128–141. DOI: [10.54734/20722958_2024_4_128].

3. Krivoshapko S.N., Christian A. Bock Hyeng, Mamieva I.A. Chronology of erection of the earliest reinforced concrete shells // International Journal of Research and Reviews in Applied Sciences. 2014. Vol. 18. Iss. 2. Pp. 95–108. ISSN: 2076-734X, 2076-7366.

4. Кривошапко С.Н. Стержневые, сетчатые структуры и цельнометаллические оболочки зданий второй половины ХХ века – начала XXI века // Архитектура и строительство России. 2014. № 12 (204). С. 10–17. ISSN: 0235-7259.

5. Бондаренко И.А. Об уместности и умеренности архитектурных новаций // Academia. Архитектура и строительство. 2020. № 1. С. 13–18.

6. Ермоленко Е.В. Формы и построения в архитектуре советского авангарда и их интерпретация в современной зарубежной практике // Academia. Архитектура и строительство. 2020. № 1. С. 39–48.

7. Кривошапко С.Н. Виды аварий и разрушений пространственных структур и оболочек // Строительство и реконструкция. 2015. № 1(57). С. 22–32. ISSN: 2073-7416.

8. Аварии зданий и сооружений на территории Российской Федерации в 2003 году / Общероссийский фонд «Центр качества строительства». М., 2004.

9. Коротич А.В. Инновационные решения архитектурных оболочек: альтернатива традиционному строительству // Академический Вестник УралНИИпроект РААСН. 2015. № 4. С. 70–75.

10. Rodzyah Mohd Yunus. The influence of curvilinear architectural forms on environment behaviour // Procedia – Social and Behavioral Sciences. 2012. Vol. 49. Pp. 341–349.

11. Душкевич К.Н. Роль большепролетных оболочек в формообразовании общественных зданий // Architecture and Modern Information Technologies. 2017. № 4(41). С. 163–178.

12. Кривошапко С.Н., Мамиева И.А. Стержневые системы в форме однополостного гиперболоида вращения // Монтажные и специальные работы в строительстве. 2011. № 11. С. 19–23.

13. Кривошапко С.Н., Галишникова В.В. Архитектурно-строительные конструкции: учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Юрайт, 2024. 558 с.

14. Леденев В.В., Худяков А.В. Оболочечные конструкции в строительстве. Теория, проектирование, конструкции, примеры расчета: учебное пособие. Тамбов: ТГТУ, 2016. 272 с.

15. Лебедь Е.В. Компьютерное исследование работы каркасов большепролетных металлических куполов при различных способах монтажа // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2018. Т. 14. № 4. С. 261–272.

16. Семашкина Д.О., Назмеева Т.В. Диагонально-сетчатые оболочки в качестве несущих систем зданий // Alfabuild. 2019. № 2(9). С. 40–61.

17. СП 494.13258000.2020 «Конструкции покрытий пространственных металлических. Правила проектирования». М.: Минстрой России, 2020. 115 с.

18. Александров С.Е. Проблемы проектирования зданий и сооружений с применением сетчатых оболочек // Современные научные исследования и инновации. 2018. № 12. 54–59.

19. Schober Hans, Justiz Stefan, Tamai Hiroki. Speed and grace // Civil Engineering. 2011. February. Pp.

20. Ло Ян. К истории создания национального музыкальной науки. 2024. Т. 12. № 3. С. 207–215.

21. Рябкова М.П., Генрих Р.А. Совершенствование работы купольных конструкций в условиях Центрального Казахстана: монография. Караганда: Санат, 2020. 90 с.

22. Helbig Thorsten, Kamp Florian, Schieber Roman, Oppe Matthias, Torsing Rob, Kieft Ralph. Double- layer curved steel-structure with bent glazing. New Departure Station Erasmusline, The Hague (NL) // Challenging Glass. Conference on Architectural and Structural Applications of Glass Bos, Louter, Belis (Eds.), Ghent University, June 2016. 14 p.

23. Giuroiu Anton. Geodesic Dome: Architecture, history, sustainability, materials, and typical prices // Architecture lab Magazine. 07.06.2024.

24. Takva Çağatay, Takva Yenal. Tessellation configurations transforming from art to structural design of gridshell structures // Research & Reviews in Architecture, Planning and Design. December 2022. Pp. 1–18.

25. Tang Gabriel, Chilton John, Beccarelli Paolo. Progressive development of timber gridshell design, analysis and construction // Proceedings of International Association for Shell and Spatial Structures (IASS) Symposium 2013. 23–27.09.2013, Wroclaw, Poland. Pp. 1–6.

26. Дианова-Клокова И.В., Метаньев Д.А., Хрусталев А.А. Латинская Америка XXI века. Инновационное развитие и архитектура // Academia. Архитектура и строительство. 2017. № 1. С. 47–59.

27. Dzwierzynska J., Labuda I. Modeling of curvilinear steel rod structures based on minimal surfaces // Materials. 2021. Vol. 14. Iss. 22. 17 p.

28. Engel Heino. Tpagsysteme. Stuttgart: Verlag Gerd Hatje, 1997. 344 p.

29. Петренко Ф.И. Расчет сетчатых оболочек отрицательной гауссовой кривизны с учетом геометрической и физической нелинейности: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.17. М.: МГСУ, 2017.

30. Казакова И.С. Пространственные металлические конструкции покрытий зданий: учебное пособие. Вологда: ВоГУ, 2017. 127 с.

31. Лоза Л.В. Расчет сетчатых и подкрепленных оболочек вращения с учетом поперечного сдвига: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.17. Волгоград: ВГАСА, 2000. 210 с.

32. Naboni Roberto. Form-finding to fabrication of super-thin anisotropic gridshell // SIGraDi 2016. XX Congress of the Iberoamerican Society of Digital Graphics. 09–11.11.2016, Buenos Aires, Argentina. Pp. 418–425.

33. Avelino Ricardo M., Baverel Olivier. Structural analysis of gridshells designed from singularities // Proceedings of the IASS Annual Symposium 2017. 25–28.09.2017, Hamburg, Germany. Pp. 1–10.

34. Shen Yuhang, Lin Li, Tang Pengxiao, Xu Tianli. Impact dynamic response of spherical net shells: finite element-based computational analysis investigating the influence of dynamic constitutive models // Buildings. 2023. Vol. 13. Iss. 7. 28 p.

35. Лебедь Е.В. Влияние узловых сопряжений на усилия в элементах металлического каркаса ребристо-кольцевого купола с учетом уменьшения количества поддерживающих его колонн // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2025. № 2.

36. Pathade Sanket G., Nikhar Milind R., Kalmegh Vaibhav A. A review paper on behavior of gridshell structure // International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). 2022. Vol. 09. Iss. 04. Pp. 1042– 1044.

37. Tang Gabriel, Chilton John, Beccarelli Paolo. Progressive Development of Timber Gridshell Design, Analysis and Construction // Proceedings of International Association for Shell and Spatial Structures (IASS) Symposium 2013. 23–27.09.2013, Wroclaw, Poland. 6 p.

38. Зефирова А.Д., Хабидуллаулы Еркебулан, Быстрова Д.В., Миронова Е.А. Практика применения сетчатых оболочек в архитектуре // Научный журнал. 2019. №5 (39).

39. Парфёнов Егор, Коновалов Евгений. Сетчатые оболочки – конструкции XXI века // Инженерная защита. 2015. № 4(9). С. 98–105.

40. Knippers Jan, Helbig Thorsten. Recent developments in the design of glazed grid shells // International Journal of Space Structures. 2009. Vol. 24. № 2. Pp. 111–126. Теория инженерных сооружений. Строительные конструкции

41. Halbfas Ansgar, vom Hagen Yolanda, Siefke Jan. The German Pavilion. Planning, Construction, Usage and Recycling – Germany at the World Exposition 2010 in Shanghai, China. Liaoning: LST Publishing House, 2010. 192p.