Архитектурная бионика

230 Архитектурная бионика

Исходные денные

модульный элемент структуры

модульный размер эле ­ мента.^, м

№ ва- риента струк ­ туры

габаритные размеры структуры м

толщина стенового элемента , мм

толщина элемента перекры ­ тия , мм

коэффици ­ ент Пуас ­ сона 9

модуль упругос ­ ти мате- риа 2 е £ ,

изгибная жест ­ кость эле ­ мента EI

изгибная жесткость элементе перекры ­ тия

1

80 80 ВО 80

80 80 ВО 80

106,6

106,6

„

2 3 4

2,1

8,4х4,5х8,4

106,6 106,6 106,6 106.6

0,2

2,5-1 Об

106,6

106.6

Продолжение табл.

Результаты исследований

Исходные данные

интенсив ­ ность нагоуз-

объем мате ­ риала на ячейку, м3

сум мер ­ ная длина элемен ­ тов струк ­ туры EZ, м

объем ма ­ териала на струк ­ туру У, м 3

количество ячеек в структуре

приведен­ ный объем материала V/L * В, мЗ/м^

максималь ­ ные напряже ­ ния в элемен ­ тах перекры ­ тия б?, кгс/см2

сдвиговая; жесткость стенового элемента ^,т

сдвиговая жесткость элемента перекры ­ тия б^,т

максимальные напряжения в стеновых эле ­ ментах кгс/см2

величина нагрузки Р, кгс

ки на 1 м * площади, т/м2

6,1879

0,1637

77,3489

17,195 -23,118 173,5 -180,5 34,406 -34.261 29,633 -29,446

0,310 0,322

16.345 -23,99 173,64 -180,36 14,1775 -14,3226 16,5672 -18,3297

20

80 000

80 000

0,571

0,1704

20

6,4399

80 000

600

80,4989

80 000

0,571

6,048 6,048

16

0,378

0,16

80 000

75,600

80 000

0,507 0,507

0,37В

16

0,16

80 000

ВО 000

75,600

ческом отношении работает в более тяжелом режиме. чем рама из модульных элементов-складок. Это объяс ­ няется значительными распорными усилиями, возника ­ ющими в этой системе в уровне потолка из-за отсут ­ ствия там горизонтальных затяжек, что было вызвано необходимостью сохранения полезного объема помеще ­ ния. Для этого случая наибольшие значения узловых перемещений составили 3,15 мм, а наибольшие значения напряжений — +17,35 МПа и 18,33 МПа. В то же время в раме из модульных элементов-складок при том же расхода материала узловые перемещения и напряжения в сечениях были значительно меньше. Так, максималь ­ ные значения перемещений составили 0,623 мм, а наи ­ большие напряжения — + 1,71 МПа и — 2,39 МПа. Кроме того, при конструктивной схеме из модуль ­ ных элементов - трилистников (вариант 2) здание в объемно-планировочном отношении уступает варианту 1 (уменьшается полезная высота помещений за счет не ­ обходимости создания пола на наклонных сторонах шестиугольных ячеек) . Конструктивные схемы здания на основе кубической упаковки. Были рассмотрены две конструктивные схе ­ мы зданий (рис. 86), -набираемые либо из модульных крестообразных рам (вариант 3), либо из модульных крестообразных рам с горизонтальными вставками (вариант 4). Конструктивное решение (рис.87) стыкового соеди ­ нения модульных крестообразных рам зданий между со ­ бой в вертикальном направлении разработано на основе строения сустава колена человека (art iculat io genus) . Особенностью этого решения является то, что у кресто ­ образных рам концевые элементы имеют уширения. Причем уширения верхнего вертикального элемента ра ­ мы заканчиваются выпуклой поверхностью, а уширения нижнего элемента — вогнутой. При сборке крестообразные рамы устанавливаются одна на другую через упругие прокладки. При стягива ­ нии их вертикальными вантами, проходящими через отверстия в горизонтальных элементах и через ушире ­ ния концевых частей вертикальных элементов, проис ­ ходит плотное прижатие последних друг к другу. Такие узловые соединения крестообразных рам могут найти

Рис. 86. Варианты конструк ­ тивных схем зданий на осно ­ ве кубической упаковки Рис. 87. Конструктивное ре ­ шение стыкового соединения на основе строения коленно ­ го сустава чаловека (инж. В. Г. Темнов) . Коленный сус­ тав чаловека