Архитектурная бионика

215

Гпава У 11. Тектоника архитектурных и природных форм

Рис. 52. Аналогия формы и принципов строения на при ­ мере растения из семейства зонтичных В античном мире стебли рас ­ тений семейства зонтичных средиземноморской флоры послужили прообразом кан ­ нелюр в античных колоннах (фото О. Бюттнере) . Продольный резрез полого стебля и участка прикреп ­ ления листа. "Оболочка" лис ­ та переходит в стержневую структуру стебля (фото О. Бюттнера) . Поперечное сечение узла с прилистником (слева) . По ­ перечное сечение основения стебля (спрева) (фото О. Бюттнера) . Схема несущего механизма — специфический эффект обо ­ лочки, разгруженной по ли ­ ниям действия сжимающих и растягивающих напряжений (фото О. Бюттнера)

строительные сооружения, как растения и животные, состоят из частей, которые должны выполнять различ ­ ные функции. Части, выполняющие функцию опоры, мы называем несущими конструкциями (рис. 53); несущие конструкции искусственно построенных или естественных структур тоже состоят из отдельных элементов, которые могут быть соединены между со ­ бой разным образом и представлять линейные, плос ­ костные или объемые структуры; качество несущей конструкции может быть определе ­ но по материальным затратам на осуществление необ ­ ходимой в том или ином случае функции опоры. Эти же затраты определяются в основном качеством эле ­ ментов несущей системы и способом их соединения, а также качеством строительного материала, из кото ­ рого эти элементы состоят (рис. 54); линейные или стержневые элементы несущей системы различаются с точки зрения их несущей способности по качеству, прежде всего в зависимости от жесткости их поперечного сечения (поперечного профиля) и от

кривизны их оси. Как в природе, так и в строительстве оптимальная жесткость линейных элементов несущей конструкции достигается посредством разгрузки попе ­ речных сечений, перемещения материала на внешние стороны поперечного сечения и посредством сочетания материалов с разными свойствами. Дальнейшее улуч ­ шение несущей способности линейных элементов опор ­ ной конструкции может быть получено путем изги ­ ба ее оси и изменения направления сил, с одной сторо ­ ны, и путем уменьшения действия изгибающих напря ­ жений — с другой (рис. 55) ; формы поперечного сечения различаются в отноше ­ нии их несущей способности также и в зависимости от преобладающей нагрузки (напряжения) . Так, раз ­ груженные поперечные профили (сечения) и попереч-