Соединить надёжность железобетона, дерева и металла с изяществом природных форм — листьев, раковин моллюсков и морских скатов, — предложила группа инженеров и архитекторов российско-испанской коллаборации из Сибирского федерального университета и Университета Гранады.

Исследователями разработан ряд креативных форм для перекрытия зданий общественного назначения, малых архитектурных сооружений (беседок, парковых павильонов), терминалов аэропортов и спортивных стадионов. Результаты научно-практической работы опубликованы в авторитетном журнале 1-го квартиля Engineering Structures.

iaid_5.jpg 

«За два года совместной работы с научной группой Университета Гранады я приняла участие в исследовании, результатом которого стала разработка двух каталогов пространственных оболочек — куполов и перекрытий, а также написание научных статей. Изначально мы работали с куполами в чистом сжатии, так называемыми безмоментными оболочками. Купол, в котором изгибающие моменты сведены к минимуму, считается наиболее эффективным и надёжным. Такие оболочки были известны архитекторам прошлого, однако многообразие форм было ограничено строительными технологиями того времени, отсутствием современных методов расчёта пространственных конструкций. Раньше для их создания использовались физические методы моделирования — зодчие экспериментировали со свободно провисающей под своим весом цепью (так называемой катенарией) или мокрой тканью, а затем адаптировали результат для формообразования перекрытий в чистом сжатии. Сейчас появились возможности использовать цифровое моделирование — нами создано программное обеспечение, которое позволяет задавать точки опор, собственный вес конструкции и в итоге получать оптимальную форму, которая будет не только отвечать идее архитектора, но и будет очень эффективной с точки зрения работы конструкций — а это означает экономию материала, долговечность. Вторым важным этапом исследования стало добавление в сжатые оболочки растянутых элементов (тросов или вантов), чтобы расширить их возможности. На сегодняшний день это серьёзная новация в архитектуре, которая позволит создать удивительные по вариабельности, взятые у самой природы формы и использовать их для перекрытия сооружений», — сообщила соавтор исследования, ассистент кафедры архитектурного проектирования Института архитектуры и дизайна СФУ Анастасия Москалёва.

По мнению Анастасии, преимущество полученных конструкций в том, что эти купола будут не только эффективными и надёжными в инженерном плане, но и очень эстетичными — можно будет в лучших традициях великого испанца Антонио Гауди воспроизвести формы растительного и животного мира, многие из которых признаны в современном мире образцами золотого сечения (совершенных с математической точки зрения пропорций).

«Моя задача в рамках коллаборации состояла в том, чтобы продумать новые формы оболочек и адаптировать созданное в Университете Гранады программное обеспечение для архитекторов. Я предложила использовать купола в форме раковины моллюска-наутилуса, гребешка, ската манты и цветов, а также абстрактных фигур. Первая и частично вторая часть выпущенного нами каталога как раз Inspired by nature — вдохновлена природой», — отметила исследователь.

Следующий этап исследования испанско-российского коллектива — создание физической модели бионического купола, чтобы протестировать особенности новой конструкции и подобрать оптимальные материалы, которые сохранят и приумножат её преимущества.

«Мне хотелось бы сделать такой подарок Красноярску — создать арт-объект и заодно испытать найденные формы в материале, — говорит Анастасия. — Тонкостенный железобетон; тонкий и лёгкий испанский кирпич, скреплённый цементом — так называемый „каталонский свод"; сетчатые оболочки из дерева или металла, — все эти материалы прекрасно работают на сжатие. Осталось добавить к ним вантовые конструкции, способные на максимальное растяжение, и это уже будет интересный свежий тренд в архитектуре и строительстве».

Похожие новости

  • 14/06/2018

    Наночастицы нитрида титана повысят производительность оптоволоконных линий связи

    Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) совместно с коллегами из Сибирского федерального университета, Сибирского государственного университета науки и технологий им.
    1188
  • 27/09/2017

    Красноярских инноваторов научат разрабатывать и выводить свой продукт на рынок

    25 сентября 2017 года начался прием заявок на акселерационную программу "Инновационный прорыв", в ходе которой разработчики и специалисты за 30 дней смогут освоить необходимые знания и компетенции для коммерциализации собственного проекта, создать команду и вывести разработку на рынок.
    829
  • 01/08/2017

    В РФ создано акустоэлектронное устройство с диапазоном в два раза больше, чем у аналогов

    ​Исследователи из Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов в Москве и Сибирского федерального университета (СФУ) создали эффективное акустоэлектронное устройство на основе синтетических алмазов, сообщила в понедельник пресс-служба СФУ.
    1340
  • 29/10/2018

    Электронные клоны: красноярские ученые нашли новый способ диагностики техники

    ​Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) предложили использовать "электронных клонов" для online оценки состояния техники и представили соответствующую модель нейрокомпьютерной диагностики, сообщила РИА Новости пресс-служба университета.
    487
  • 06/12/2019

    Французские ученые приехали в Россию для обсуждения перспектив спутникостроения

    ​В рамках взаимодействия с Инновационным кластером «Технополис Енисей», по их приглашению 4 декабря состоялась встреча руководства СибГУ им. М.Ф. Решетнева как университета – действующего члена кластера – и французской делегации.
    58
  • 10/11/2017

    Ученые предложили использовать в оптоэлектронике нитрид титана вместо золота

    ​Международный коллектив ученых из России, Швеции и США предложил заменить золото и серебро, которые используют в оптоэлектронных устройствах, на недорогой материал нитрид титана. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters.
    1000
  • 24/08/2017

    Сибирские ученые разработали ботинки с навигационной системой

    ​Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Национального исследовательского Томского политехнического университета разработали пешеходную навигационную систему, которая сможет определять координаты пользователя в плотной городской застройке, лесных массивах и даже под землей, сообщила пресс-служба СФУ.
    1496
  • 15/03/2017

    Молодые ученые Красноярска создают «умные нанофильтры»

    ​Молодые ученые из России и Украины приехали в Красноярск для работы над инновационным проектом. Научный коллектив создает в лаборатории мембраны, способные разделять компоненты жидких смесей. Ученые уверены: такая технология может найти свое применение в металлургической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности.
    1466
  • 25/12/2018

    Магистранты ТПУ разработали проекты по стратегии продвижения крупных IT-компаний Томска

    ​Первокурсники новых магистерских профилей Школы инженерного предпринимательства Томского политехнического университета «Цифровой маркетинг» и «Технологическое брокерство» с начала учебного года работали над созданием проектов по заказу реальных предприятий города.
    1159
  • 17/06/2019

    Найден способ быстрее тушить лесные пожары

    ​Углеродные наночастицы, добавленные в воду, заставляют ее испаряться в разы быстрее. Ученые предлагают использовать такую наножидкость для тушения лесных пожаров. Стоимость противопожарных работ при этом возрастет, но всё окупится, уверены авторы исследования.
    376