Архитектурные проекты находятся под влиянием не только гения архитекторов, но и тесно связаны с развивающимися технологиями. Строительные материалы, произведенные в свете этих новых технологий, дали архитекторам возможность создавать конструкции, которые ранее не применялись. Консоли также являются эстетическим отражением архитектурных технологий и структурных знаний. Более того, это один из ярких примеров того, что инженерная наука занимается не только обустройством транспортных средств, и что инженеры также могут играть важную роль в концептуальном проектировании вместе с архитекторами. В нашей статье о консолях в архитектуре мы обсудим определение консолей, примеры консолей и ограничения на основе материалов.
Что такое консоль в архитектуре?
Консоль с другим названием консоли технически представляет собой балку, поддерживаемую жестким элементом только на одном конце. Простая балка представляет собой несущий элемент, соединенный с другими несущими на обоих концах и передающий свою нагрузку с этих обоих концов. Однако консольные балки относятся к типу, одна сторона которых поддерживается жестким элементом (таким как колонна, балка, навесная стена), а другая сторона свободна от какого-либо соединения.
Консоль архитектуры — это строительный элемент или форма массы, выступающая из основной формы здания. Конструктивно одна сторона поддерживается несущей системой, а другая нет. Хотя эти консоли могут состоять из балок, несущих массу, существуют также консоли, которые только поддерживают и демонстрируют сами себя.
Балконы, лестницы и консольные свесы крыш без какой-либо опоры колонны являются примерами консолей в области архитектуры. В некоторых современных зданиях консоли не являются мелкими частями конструкции. Они выполнены в виде огромных консолей, которые вносят свой вклад в концептуальный дизайн массы.
Поддерживаемый конец консоли может быть соединен с основной конструкцией или, в некоторых случаях, он может быть прикреплен к внешней поверхности независимо от конструкции. Например, конструкции, один конец которых прикреплен к земле, а другой конец находится в воздухе, работают как консоль. Галерея для рисования, спроектированная Ричардом Роджерсом на холме, является примером консольных конструкций, опирающихся на землю с одного конца.
Некоторые типы консолей в строительной отрасли
У архитектора могут быть разные причины для создания консоли в зданиях. Эстетические соображения, минимальное вмешательство в землю, создание затененного общественного пространства на первом этаже, защита здания от суровых климатических условий, обеспечение пространственного богатства или повышение престижа здания и развитие его концепции – вот некоторые из этих причин. Согласно этому;
- Крыши стадиона, простирающиеся над турбиной к полю
- Балконы или закрытые помещения, выступающие из основной части здания
- Лестницы, поддерживаемые с одной стороны
- Мостовые плиты без опорных стоек
- Балки без поддержки колонн снизу
- Крыши, выходящие наружу от здания, являются примерами консольных типов.
Кроме того, консоль не обязательно должна быть на горизонтальной оси. Например, при проектировании большого небоскреба мы можем думать о земле как об основной массе, к которой прикреплена консоль. Мы копаем метры вглубь и создаем гораздо больший фундамент, чем площадь первого этажа. Таким образом, здание функционирует как вертикальная консоль, поддерживаемая фундаментом в грунте.
Другой пример — подпорные стены. Подпорная стена является примером вертикальной консоли, прикрепленной к большему фундаменту, чем она сама. Однако эти консоли не являются частью архитектурного проекта, они часто являются продуктом конструктивных требований.
Архитектурные консольные конструкции по строительным материалам
В зависимости от прочности конструктивной системы и строительных материалов размеры и форма консоли могут различаться. Некоторые консоли необходимо соединить с основной конструкцией дополнительными контрфорсами, а другие могут быть в виде четкого 10-метрового выступа. Однако для того, чтобы конструктивный элемент можно было определить как консольный, он должен быть прикреплен к основной несущей или жесткому элементу.
- Консоли в стальных конструкциях
Консоли тянут за собой основную конструкцию и вот как они работают. Таким образом, сталь, имеющая наибольшую прочность на растяжение, позволяет проектировать более длинные свесы по сравнению с железобетоном и деревом. Со стальными конструкциями можно создавать консоли с гораздо большими поверхностями. Однако для того, чтобы проект был конструктивно правильным, архитекторы должны создавать системы балок высотой с пол для стальных консолей с большим пролетом.
Это означает, что в конструкции конструкции поперечины, обеспечивающие жесткость стальной системы, должны быть использованы в консольной части. Таким образом, основные балки на нижнем и верхнем уровнях консольного фасада соединяются между собой раскосами или натяжными элементами. Это создает структурную конструкцию, которая действует как жесткая балка на высоте этажа.
- Железобетонные консоли
В начале 20 века некоторые смелые архитекторы начали придавать динамизм консолям в железобетонных конструкциях. Самый известный из них — «Дом Фоллингуотер» Фрэнка Ллойда Райта. Здание, расположенное в естественной среде, имеет удивительную концепцию, создающую впечатление, будто оно образовано протекающим под ним водопадом. Важнейшими составляющими этой концепции являются консольные террасы, обеспечивающие текучесть массы.
Большинство железобетонных конструкций сегодня имеют консольные балконы и выступы. Эти консоли являются вспомогательными несущими, некоторые части которых находятся в зазоре и передают свою нагрузку по горизонтали на основную несущую.
Если требуется спроектировать более крупные консоли, необходимо также тщательно рассчитать и соответствующим образом усилить несущие элементы, поддерживающие консоль. Как и в стальных конструкциях, здесь необходимо увеличить балки и жесткие элементы. Таким образом, жесткий элемент, работающий как длинная консоль, удерживает пространство, продолжая не наклоняться к пустоте внизу.
- Консоли в деревянной конструкции
По сравнению с железобетоном и стальными строительными материалами традиционная древесина не обладает достаточной прочностью для больших свесов. Основной причиной этого является высокая прочность на растяжение древесного материала в одном направлении.
Как известно, волокна, входящие в состав деревянного строительного материала, устойчивы к растяжению в продольном направлении. Однако при длинных свесах, когда конструкция тянется основным несущим в горизонтальной плоскости, ей также приходится сопротивляться силе тяжести в вертикальном направлении.
Основываясь на этой информации, можно сделать вывод, что если деревянную консоль опереть с одной стороны и тянуть в перпендикулярном направлении, она может очень легко согнуться, и ее прочность будет потеряна.
Пример консоли в деревянной конструкции
Тем не менее, небольшие консоли, выполненные в традиционных деревянных конструкциях, придают фасаду движение, открывая великолепные образцы местной архитектуры.
Примеры консоли в архитектуре
Музей МАКСИ
Это музейное здание Захи Хадид в Риме, так сказать, раздвигает границы железобетонных конструкционных материалов. Галерейное пространство над главным входом вытянуто наружу в виде консоли.
Таким образом, ориентацию фасада помещения можно легко сориентировать в соответствии с желаемым видом, не зацикливаясь на направлении конструктивной системы. Это мощное движение массы в музее MAXXI является важным примером эстетического вклада архитектурных консольных конструкций в концепцию здания. Для получения дополнительной информации о здании вы можете прочитать нашу статью о музее Maxxi.
Галерея рисунков Ричарда Роджерса
Этот последний проект архитектора Ричарда Роджерса, лауреата Притцкеровской премии, является одним из самых чистых примеров консольных конструкций в архитектуре. Это небольшое выставочное здание, которое очень мало соприкасается с землей, имеет консоль длиной около 27 метров. Эта структура, состоящая из законов физики и статических знаний в сочетании с архитектурным гением, безусловно, заслуживает изучения.
Выставка рисунков Ричарда Роджерса — это личная галерея архитектора, где выставлены его последние работы. Здание расположено в лесной зоне Франции. Это напоминает нам об одном из самых важных преимуществ консольного дизайна, заключающемся в том, что он делает очень небольшие прикосновения к почве в естественном контексте, в котором он находится: минимальное вмешательство в почву.
Общая площадь картинной галереи составляет 120 квадратных метров. Галерея достигает аспекта просмотра, которого обычно нет, благодаря консоли. Интерьер здания состоит из единого пространства. Когда вы входите внутрь, внутренний фасад прямо напротив входа полностью покрыт стеклом. Благодаря этому стеклянному фасаду желаемый пейзаж практически помещается в фоторамку.
Стальная конструкция здания состоит из прямоугольной ферменной системы, несущей внутри себя массу. Эту гигантскую структуру можно представить как простую балку, опирающуюся на землю и несущую внутри массу. Конструкция соприкасается с землей двумя ногами. Кроме того, к земле прикреплены стальные натяжные тросы, чтобы сбалансировать вес консоли.
Таким образом, основная конструкция касается земли всего в 4 точках. Благодаря этому принципу проектирования площадь контакта здания с почвой и его вмешательство в природу были снижены до минимально возможного уровня.
Башня штаб-квартиры видеонаблюдения
Штаб-квартира в Пекине имеет 2 башни, которые наклонены друг к другу, и массу, которая объединяет их в центре наверху. Эта огромная консоль метровой высоты состоит из объединения двух башен в воздухе. Другими словами, эта консольная масса представляет собой конструкцию, в которой в качестве опоры используются две башни, расположенные рядом, а под ней имеется пустота.
Дом Мудрости
Дом мудрости в ОАЭ, спроектированный Foster & Partners, известен своей элегантной крышей, которая выглядит так, будто летит. Эта тонкая крыша выступает на 15 метров во все стороны. Это также устанавливает связь с огромным пустынным контекстом, в котором расположено здание.
House of Wisdom защищает здание от палящего солнца ОАЭ благодаря своей огромной крыше. Несмотря на в основном прозрачные фасады здания, крыша используется как солнцезащитный элемент. На фасаде также есть алюминиевые складные ставни для защиты от солнца.
Дом Fallingwater Фрэнка Ллойда Райта
Дом Фоллингуотер, спроектированный Фрэнком Ллойдом Райтом и завершенный в 1939 году, является одним из самых известных зданий модернизма. Он получил свое название, потому что его расположение позволяло водопаду течь под ним в естественном контексте.
Концепция здания разработана таким образом, чтобы напоминать водопад, льющийся сверху, что соответствует его контексту. Несомненно, одним из самых важных архитектурных элементов, облегчающих разработку этой концепции, являются консольные террасы, спроектированные Райтом.
Эти террасы, спроектированные одна над другой, являются очень смелым шагом для того периода, когда они были построены, поскольку они были спроектированы из железобетона и не имели несущей опоры внизу.
С этим зданием, которое он спроектировал в 1937 году, Фрэнк Ллойд Райт стал пионером дизайнерского подхода, который продолжает влиять на современную архитектуру даже спустя 100 лет.
Мильштейн Холл
Мильштейн-холл, используемый в качестве здания-студии Школы архитектуры Корнельского университета, имеет стальную конструкцию. Консольная часть здания возвышается на 15 метров над улицей перед ним. Чтобы сделать такой длинный свес, весь этаж должен работать как балка. Чтобы добиться этого в стальных конструкциях, масса, которая будет работать как консоль, должна быть окружена огромной системой ферм от пола до крыши.
Поэтому команда OMA использовала очень большие стальные опоры, чтобы обернуть массу плоской ферменной системой. Стальной носитель, используемый для этой консольной конструкции, имеет общий вес 1200 тонн.
Подводя итог, в этой статье мы привели примеры консольных типов, рассказав о принципе работы консоли, определении консольности в архитектуре. Кроме того, мы кратко коснулись дизайна консоли в зависимости от строительного материала и рассмотрели некоторые специальные конструкции консоли в современной архитектуре.
