Kopuły drewniane - ebook
Kopuły drewniane - ebook
Tysiące lat trwał rozwój konstrukcji od prostych układów słupowo belkowych do łuków i form kopułowych w tym kopuł drewnianych. Niestety wiele rozwiązań konstrukcji kopuł z drewna uległo zapomnieniu. W tej książce odtworzono systemy konstrukcji kopuł, ponieważ wiele z historycznych rozwiązań ma do dzisiaj ekonomiczne, techniczne i ekologiczne uzasadnienie. Opisano różne źródła pochodzenia konstrukcji kopuł: od przekryć kopuło-podobnych do rusztowań drewnianych.
Wprowadzono typologię konstrukcji kopuł drewnianych. Zaprezentowano kopuły o konstrukcji żebrowej, powłokowej i siatkowej znamienne tylko dla budownictwa z drewna. Z kopuł żebrowych omówiono kopuły na żebrach południkowych z krążyn i żebrach kratowych, w formie łuków o współrzędnych bipolarnych. Omówiono kopuły powłokowe o powłoce masywnej i cienkościennej: gładkie, powłokowo-żebrowe i żebrowo powłokowe. Osiowo symetryczne konstrukcje powłok gładkich z desek naturalnie sprężonych wyróżniają się niespotykanym do dzisiaj minimalnym zużyciem drewna i stalowych łączników w stosunku do przekrywanej powierzchni. Przypomniano atrakcyjne konstrukcje o siatce rombowej budowane z żeber, których kształt zabezpiecza sferę przed przeskokiem węzłów, znaną przyczyną awarii geodezyjnych kopuł siatkowych ze stali.
Pokazano jak wykorzystać naturalne właściwości drewna do budowy estetycznych i ekologicznych konstrukcji z drewna średniej jakości i bez kosztownej selekcji stosowanej w budowie konstrukcji klejonych. Wykazano, że możliwe jest znacząco lepsze wykorzystanie drewna litego, aniżeli w kopułach z drewna klejonego. Kopuły z drewna litego są atrakcyjną propozycją dla budownictwa powszechnego ze względu na estetykę i ekologię.
Zwrócono uwagę na analogię drewna do kompozytów włóknistych. Pokazano modele obliczeniowe i propozycje obliczeń konstrukcji z drewna litego. Wskazano tematy najpilniejszych badań, niezbędnych do dalszego rozwoju tej dziedziny wiedzy.
W książce przedstawiono rezultaty analiz teoretycznych do stosowania w projektowaniu i budowie konstrukcji z drewna, a także ich wykorzystanie w nauczaniu na uczelniach technicznych.
Kategoria: | Architektura |
Zabezpieczenie: |
Watermark
|
ISBN: | 978-83-01-19265-5 |
Rozmiar pliku: | 37 MB |
FRAGMENT KSIĄŻKI
Istniejące masowe wędrówki ludności spowodowane wojnami, prognozowane migracje spowodowane zmianami klimatycznymi powodują konieczność projektowania architektury dającej schronienie w trudnych warunkach przetrwania. W architekturze pojawiły się nurty projektowania opisywane w literaturze jako „humanitarna rewolucja w architekturze” (2016). Nazwą tą określa się poszukiwanie rozwiązań budowlanych dających szansę przeżycia w kataklizmach, a także możliwości rozwoju społeczeństwa po kataklizmach. Architektura humanitarna kreuje proces zrównoważonego rozwoju miejsca i ludzi w nim zamieszkujących. Do oferty zrównoważonego rozwoju warto dodać najbardziej zaawansowane technologicznie i ekonomicznie rodzaje konstrukcji drewnianych, takich jak przekrycia powłokowe. Szczególną odmianą takich przekryć, są osiowo symetryczne kopuły z drewna litego omówione w pracy. Zebrane kopuły historyczne są korzystną alternatywą dla budownictwa z innych materiałów.
Wiele wieków trwał proces dochodzenia od układów słupowo belkowych do łuków i form kopułowych w tym kopuł drewnianych. Ewolucyjnie wypracowano systemy o bardzo korzystnej relacji nośności do masy konstrukcji. Pomimo wielu zalet w literaturze mało jest zapisów na ich temat. Istniejące informacje są fragmentaryczne. Wiele rozwiązań konstrukcji kopuł zniknęło wraz z ludźmi, którzy je budowali. Intencją autorki jest rozpowszechnienie wiedzy o ekonomicznych i ekologicznych konstrukcjach kopuł drewnianych. W celu dalszego rozwoju konstrukcji drewnianych w tym kopuł, autorka zestawiła najpilniejsze tematy badań i analiz teoretycznych.
Forma kopuły ma minimalną powierzchnię zewnętrzną w stosunku do przekrywanej powierzchni. Powoduje to mniejszy opór przepływu powietrza, dzięki czemu kopuły są bardziej odporne na działanie wiatru i wpływy klimatyczne. Minimalna powierzchnia zewnętrzna ogranicza straty ciepła, zwiększa oszczędności energii, zmniejszając koszty ogrzewania. Dość nisko położony środek ciężkości kopuły powoduje, że są bardziej stabilne w sytuacji trzęsienia ziemi. W pracy zebrano przykłady historyczne i omówiono takie kształtowanie kopuł, które umożliwia budowanie obiektów tanich i przystosowanych do występujących ostatnio gwałtownych zjawisk klimatycznych.
W monografii omówiono trzydzieści sześć rozwiązań konstrukcji kopuł historycznych i porównano je z dziewięcioma przykładami najwybitniejszych realizacji kopuł z drewna klejonego. Konstrukcję niektórych zapomnianych kopuł odtworzono na podstawie resztek dostępnych informacji. Na modelach z drewna lub wizualizacjach komputerowych uzupełniono brakujące dane, aby zaprezentować najbardziej zawansowane technologicznie i ekonomicznie rodzaje historycznych konstrukcji z drewna. Odtworzony zbiór jest tym cenniejszy, że przedstawia systemy znamienne tylko dla konstrukcji drewnianych, dopracowywane przez wieki dzięki utalentowanym budowniczym. Ich cechą charakterystyczną jest to, że są niezmienne geometryczne, przez co bezpieczne w użytkowaniu. Dostosowanie konstrukcji do kształtu kopuły, z wykorzystaniem właściwości drewna odbywało się poprzez wieki, co spowodowało wypracowanie systemów niezawodnych. Rozwiązania konstrukcyjne polegające na wielokrotnym sprzężeniu elementów nośnych spowodowało opracowanie systemów o wysokiej nośności przy niewielkiej masie zastosowanego drewna, do tego pospolitej jakości.
Porównanie realizacji współczesnych kopuł wielkokubaturowych z drewna klejonego i kopuł z drewna nieklejonego pozwala zauważyć mniejsze zużycie materiałów w przeliczeniu na jednostkę powierzchni rzutu w przypadku kopuł historycznych.
W pracy pokazano, że wiele z historycznych rozwiązań konstrukcji kopuł z drewna nieklejonego ma do dzisiaj ekonomiczne, ekologiczne i techniczne uzasadnienie. Powinny być nadal rozwijane w oparciu o udoskonalanie systemów konstrukcyjnych znamiennych dla drewna.
W obecnym wydaniu monografii uzupełniono część historyczną nowymi przykładami konstrukcji kopuł obiektów, budowanych do połowy XX w. Porównano je z największymi kopułami z drewna klejonego wybudowanymi w latach 1977–2004. Opis badań poszerzono o wyniki badań właściwości drewna.
* * *
Dziękuję Panu prof. zw. dr hab. inż. Zbigniewowi Kowalowi z Politechniki Świętokrzyskiej za zgodę na cytowanie obszernych fragmentów swoich prac.
Na ręce Dyrektora Wydziału Budownictwa z Drewna, Miyazaki Prefectural Wood Utilization Research Center, dr Yutaka Iimura, składam podziękowanie Zarządowi Firmy za udostępnienie rysunków konstrukcyjnych wielko-kubaturowych kopuł z drewna klejonego wybudowanych w Japonii. Całemu Zespołowi dziękuję za życzliwe przyjęcie w siedzibie Firmy.
Czytelnikom, którzy zapoznali się z moją książką p.t. Kształtowanie kopuł z drewna jednolitego dziękuję serdecznie za życzliwe opinie. Zmotywowały mnie one do pracy nad wydaniem drugim, uzupełnionym i poszerzonym p.t. Kopuły drewniane.
Wszystkim, którzy przyczynili się do wydania tej książki składam pełne szacunku podziękowania.
Barbara Misztal