Сводчатые конструкции исторических зданий

Автор: Зимин Сергей Сергеевич, Беспалов Владимир Владимирович, Кокоткова Оксана Дмитриевна

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 2 (29), 2015 года.

Бесплатный доступ

В статье рассмотрены основные разновидности сводчатых конструкций зданий, возведенных в период до XX века. Проанализированы история исследования конструктивных особенностей сводов и текущее состояние их изученности.По результатам анализа можно сделать следующие выводы:1) В настоящее время, несмотря на технологический прогресс, до сих пор не найден закон распределения напряжений в теле свода и не разработаны критерии прочности и устойчивости;2)В России сейчас почти нет исследователей, которые бы углубленно занимались этим вопросом;3)Наиболее распространенным на сегодняшний день способом приближенного расчета сводчатых конструкций является использование программно-вычислительных комплексов, учитывающих нелинейность и анизотропность этих структур, например ANSYS или SOFiSTiK. На примере Главного здания Санкт-Петербургского политехнического университета показано многообразие конструкций сводов, их комбинаций и способов соединения. Обоснована необходимость углубленных исследований работы сводчатых конструкций.

Еще

Каменный свод, арка, исторические здания, конструктивная схема, анализ

Короткий адрес: https://readera.org/14322208

IDR: 14322208

Список литературы Сводчатые конструкции исторических зданий

  • Шеренцис А. А. Тонкие кирпичные своды. М.: Изд-во Академии Архитектуры СССР, 1945. 80 с.
  • Лахтин Н. К. Расчёт арок и сводов. СПб., 1911. 106 с.
  • Кузнецов А. В. Своды и их декор. М: Изд-во В. Шевчук, 2003. 420 с.
  • Стаценко В. Г. Части зданий. С-Пб, 1912. 523 с.
  • Подъяпольский С. С., Бессонов Г. Б., Беляев, Л. А., Постникова Т. М. Реставрация памятников архитектуры. М.: Стройиздат, 1988, 267 с.
  • Крамина Т. А. Реконструкция арочных и сводчатых систем в памятниках архитектуры//Дизайн-ревю. 2009. № 1/4. С. 59-62.
  • L'Orme P. Le Premier Tome de L'Architecture. Paris. 1567. 587 p.
  • Milani, G. (2014) Upper bound sequential linear programming mesh adaptation scheme for collapse analysis of masonry vaults. Advances in Engineering Software. 2014. No. 79. pp. 91-110.
  • Akhaveissy A.H., Milani G. (2013) Pushover analysis of large scale unreinforced masonry structures by means of a fully 2D non-linear model. Construction and Building Materials. 2013. No. 41. pp. 276-295.
  • Milani G., Cecchi A. (2013) Compatible model for herringbone bond masonry: Linear elastic homogenization, failure surfaces and structural implementation. International Journal of Solids and Structures. 2013. No. 50.(20-21). pp. 3274-3296.
  • Basilio I., Fedele R., Lourenço P.B., Milani G. (2014) Assessment of curved FRP-reinforced masonry prisms: Experiments and modeling. Construction and Building Materials. 2014. No. 51. pp. 492-505.
  • Reccia E., Milani G., Cecchi A., Tralli A. (2014) Full 3D homogenization approach to investigate the behavior of masonry arch bridges: The Venice trans-lagoon railway bridge. Construction and Building Materials. 2014. No.66 pp. 567-586.
  • Cecchi A., Milani G., Tralli A. (2007) Reissner-Mindlin limit analysis model for out-of-plane loaded running bond masonry walls. International Journal of Solids and Structures. 2007. No. 44(5). pp. 1438-1460.
  • Milani E., Milani G., Tralli A. (2008). Limit analysis of masonry vaults by means of curved shell Finite Elements and homogenization. International Journal of Solids and Structures. 2008. No. 45(20). pp. 5258-5288.
  • Vivó, P.N., López, J.C., Cosme, G.M. (2012) The ribless lierne vault at the gates of quart in Valencia. EGA Revista de Expression Grafica Arquitectonica. 2012. No. 19. pp. 190-199.
  • Taín-Guzmán, M., Alonso-Rodríguez, M.A., Calvo-López, J., Natividad-Vivó, P. (2012) Stonecutters' literature and construction practice in early modern Gothic: The tracings for a rib vault at the cathedral of Tui in Galicia. Construction History. 2012. No. 27. pp. 1-21.
  • Rababeh, S., Al Qablan, H., El-Mashaleh, M. (2013) Utilization of tie-beams for strengthening stone masonry arches in Nabataean construction. Journal of Architectural Conservation. 2013. No. 19. pp. 118-130.
  • Héczey-Markó, A., Rácz, M. (2013) Building archaeological research of the St. Michael Parish Church in Érd. Epites-Epiteszettudomany. 2013. No. 41. pp. 283-314.
  • Ibarra-Sevilla, B. (2013) The first ribbed vaults in the Americas: Craft skills and construction processes of indigenous people in the Mixtec region of southern Mexico. Construction History. 2013. No. 28. pp. 1-25.
  • Ibarra-Sevilla, B. (2013) From stone fretwork to ribbed vaults, sixteenth-century masonry construction techniques of the mexican indigenous people. Informes de la Construccion. 2013. No. 65. pp. 65-80.
  • Ramos, A., León, J. (2013) Classification of backfill at the extrados of masonry vaults. Informes de la Construccion. 2013. No. 65. pp. 471-480.
  • Wendland, D., Ventas-Sierra, M.J. (2013) Designing a masonry shell in the reconstructed vault of the palace chapel at dresden -an attempt to recover the forgotten art of late gothic vault construction. Informes de la Construccion. 2013. No. 65. pp. 49-63.
  • Palacios, J.C., Bravo, S.C. (2013) Design and construction of grid crossing vaults in Spain during the 16th century. Informes de la Construccion. 2013. No. 65. pp. 81-94.
  • Senent-Domínguez, R., Pérez-de-los-Ríos, C. (2013) The construction of the rectangular groin vault in Gelabert's treatise: Theory and practice. Informes de la Construccion. 2013. No. 65. pp. 111-125.
  • Çalik, I., Bayraktar, A., Türker, T., Karadeniz, H. (2014) Structural dynamic identification of a damaged and restored masonry vault using Ambient Vibrations. Measurement: Journal of the International Measurement Confederation. 2014. No. 55. pp. 462-472.
  • Kumagai, R., Maeshima, A. (2014) Constructive characteristics of catalan vault through the construction experiment of full scale floor model. AIJ Journal of Technology and Design. 2014. No. 20. pp. 39-44.
  • Block, P., Lachauer, L. (2014) Three-dimensional funicular analysis of masonry vaults. Mechanics Research Communications. 2014. No. 56. pp. 53-60.
  • Verstrynge, E., Schueremans, L., Smars, P. (2012) Controlled intervention: Monitoring the dismantlement and reconstruction of the flying buttresses of two Gothic churches. International Journal of Architectural Heritage. 2012. No. 6. pp. 689-708.
  • García Sanz Calcedo, J., Fortea Luna, M., Rodríguez, A.M.R. (2012) Comparative analysis on environmental sustainability between masonry vaults and concrete structures. Revista Ingenieria de Construccion. 2012. No.27. pp. 5-22.
  • Atamturktur, S., Sevim, B. (2012) Seismic performance assessment of masonry tile domes through nonlinear finite-element analysis. Journal of Performance of Constructed Facilities. 2012. No. 26. pp. 410-423.
  • Stablon, T., Sellier, A., Domede, N., Plu, B., Dieleman, L. (2012) Influence of building process on stiffness: Numerical analysis of a masonry vault including mortar joint shrinkage and crack re-closure effect. Materiaux et Constructions. 2012. No. 45. pp. 881-898.
  • García, J., González, M., Losada, J.C. (2012) Tile vault architecture and construction around Eduardo Sacriste. Informes de la Construccion. 2012. No. 64. pp. 35-50.
  • Gil-López, T. (2012) The vault of the chapel of the Presentation in Burgos Cathedral: "Divine canon? no, Cordovan proportion". Nexus Network Journal. 2012. No. 14. pp. 177-189.
  • Elkhateeb, A.A. (2012) Domes in the Islamic architecture of Cairo city: A mathematical approach. Nexus Network Journal. 2012. No. 14. pp. 151-176.
  • Beyer, K., Mangalathu, S. (2014) Numerical study on the peak strength of masonry spandrels with arches. Journal of Earthquake Engineering. 2014. No. 18. pp. 169-186.
  • Sarhosis, V., Oliveira, D.V., Lemos, J.V., Lourenco, P.B. (2014) The effect of skew angle on the mechanical behaviour of masonry arches. Mechanics Research Communications. 2014. No. 61. pp. 53-59.
  • Brune, P., Perucchio, R. (2012) Roman concrete vaulting in the great hall of Trajan's Markets: Structural evaluation. Journal of Architectural Engineering. 2012. No. 18. pp. 332-340.
  • Block, P., Ciblac, T., Ochsendorf, J. (2006) Real-time limit analysis of vaulted masonry buildings. Computers and Structures. 2006. No. 84. pp. 1841-1852.
  • Heyman, J. The stone skeleton: structural engineering of masonry architecture. Cambridge University Press. 1995. 160 p.
  • Marseglia, P.S., Micelli, F., Leone, M., Aiello, M.A. (2014) Modeling of masonry vaults as equivalent diaphragms. Key Engineering Materials. 2014. No. 628. pp. 185-190.
  • Bovo, M., Mazzotti, C., Savoia, M. (2014) Structural behaviour of historical stone arches and vaults: Experimental tests and numerical analyses. Engineering Materials. 2014. No. 628. pp. 43-48.
  • Wendland, D., Ventas-Sierra, M.J. (2013) Designing a masonry shell in the reconstructed vault of the palace chapel at dresden -an attempt to recover the forgotten art of late gothic vault construction. Informes de la Construccion. 2013. No. 65. pp. 49-63.
  • Atamturktur, S., Fanning, P., Boothby, T.E. (2010) Traditional and operational modal testing of masonry vaults. Proceedings of the Institution of Civil Engineers: Engineering and Computational Mechanics. 2010. No. 163. pp. 213-223.
  • Brocato, M., Mondardini, L. (2012) A new type of stone dome based on Abeille's bond. International Journal of Solids and Structures. 2012. No. 49. pp. 1786-1801.
  • Fallacara, G., Resta, F., Spallucci, N., Tamboréro, L. (2011) The Vault of the Hôtel de Ville in Arles. Nexus Network Journal. 2011. No. 13. pp. 599-629.
  • Ulm, F.-J., Piau, J. M. (1993) Fall of a temple. Theory of contact applied to masonry joints. Journal of structural engineering New York, N.Y. 1993. No. 119. pp. 687-697.
  • Бернгард В. Р. Арки и своды. Руководство к устройству и расчету арочных и сводчатых перекрытий. СПб.: Типография Ю.Н. Эрлих, 1901. 128 с.
  • Кривошеин Н. К. Расчет упругих сводов. Расчет упругих сводов по методу предельного равновесия. Петроград: Типография Бенке, 1918. 42 с.
  • Белецкий Д. В., Казарян А. Ю. Тхаба-Ерды. Предварительные результаты нового исследования храма в Ингушетии//Архитектурное наследство. 2009. № 50. С. 73-94.
  • Беляева З. В., Митюшов Е. А. Геометрическое моделирование пространственных конструкций. Своды//Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2010. №1. С. 53-63.
  • Ищук Е. М., Соколов Б. С. Исследование прочности и деформаций кирпичных стен и сводов грановитой палаты Московского кремля//Строительная механика и расчет сооружений. 2013. № 4 (249). С. 15-20.
  • Бессонов Г. Б. Исследование деформаций, расчет несущей способности и конструктивное укрепление древних распорных систем. Методические рекомендации. М.: Союзреставрация, 1989. 171 с.
  • Кондратенко А. А., Черных А. Г., Куправа Л.Р. Расчет полигональных конструкций на примере полигонального свода//Промышленное и гражданское строительство. 2009. № 11. С. 39.
  • Калдароол А-Х. Б. Определение несущей способности кладки в зданиях памятников архитектуры XVIII-XIX веков//Вестник гражданских инженеров. 2012. № 3. С. 104-106.
  • Пятницкий А. А., Махов И. О., Пыльцин М.А. Усиление сводчатых перекрытий здания-памятника//Вестник гражданских инженеров. 2014. № 3 (44). С. 92-95.
  • Пашкин Е. М., Бессонов Г. Б. Диагностика деформации памятников архитектуры. М.: Стройиздат, 1984.151 с.
  • Доладов Ю. И., Доладова И. П. Возведение купола на 13-м уровне колокольни Иверского монастыря в Самаре//Вестник СГАСУ. 2013. № 1 (9). С. 82-87.
  • Кужахметова Э. Р. Архитектурная выразительность и физиологическая целесообразность зданий с криволинейными поверхностями стен и перекрытий//Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2012. № 11. С. 42-45.
  • Дмитриева С. Л. Развитие приемов решения купольных структур в архитектуре культовых сооружений Италии эпохи Ренессанса//Мир науки, культуры, образования. 2010. № 5 (24). С. 18-21.
  • Докула С. М. Прочность и деформативность железобетонного купола в виде зонтичной оболочки//Приволжский научный журнал. 2011. № 1 (17). С. 30-36.
  • Гречнева Н. В. «Неоэклектика» в современной храмовой архитектуре//Известия Алтайского государственного университета. 2011. № 2/1 (70). С. 163-165.
  • Мухин А. С. Купол как символическая форма//Грамота. 2013. № 7 (33). С. 111-115.
  • Кравчук Е. В., Кравчук В. А. История создания нормативных и правовых основ проектирования зданий и сооружений (XVIII в. до н.э. -XIX в.)//Вестник ТОГУ. 2013. № 1 (28). С. 297-306.
  • Бернштейн С. А. Очерки по истории строительной механики. М.: Госиздат, 1957. 236 с.
  • Шишин М. Ю., Исмаил Х. Д. Тадж-Махал: опыт философско-искусствоведческой интерпретации и фрактального анализа//Вестник Алтайской науки. 2012. № 2. С. 127-134.
  • Anania L., Badala A., D’Agata G. (2013) The post strengthening of the masonry vaults by the Ω-Wrap technique based on the use of C-FRP. Construction and Building Materials. 2013. No. 47. pp. 1053-1068.
  • Lorenzis L, Dimitri R, La Tegola A. (2007) Reduction of the lateral thrust of masonry arches and vaults with FRP composites. Construction and Building Materials. 2007. No. 21. pp. 1415-1430.
  • Casas J. R. (2009) A probabilistic fatigue strength model for brick masonry under compression. Construction and Building Materials. 2009. No. 23. pp. 2964-2972.
  • Roca P., López-Almansa F., Miquel J., Hanganu A. (2007) Limit analysis of reinforced masonry vaults. Engineering Structures. 2007. No. 29. pp. 431-439.
  • Schueremans L., Van Genechten B. (2009) The use of 3D-laser scanning in assessing the safety of masonry vaults-A case study on the church of Saint-Jacobs. Optics and Lasers in Engineering. 2009. No. 47. pp. 329-335.
  • Riveiro B., Solla M., Arteaga I., Arias P., Morer P. (2013) A novel approach to evaluate masonry arch stability on the basis of limit analysis theory and non-destructive geometric characterization. Automation in Construction. 2013. No. 31. pp. 140-148.
  • Pérez-Aparicio J.L., Bravo R., Ortiz P. (2013) Refined element discontinuous numerical analysis of dry-contact masonry arches. Engineering Structures. 2013. No. 48. pp. 578-587.
  • Baratta A. Corbi O. (2010) On the equilibrium and admissibility coupling in NT vaults of general shape. International Journal of Solids and Structures. 2010. No. 47. pp. 2276-2284.
  • Cardone D., Gesualdi G. (2014) Design, testing and implementation of a Cu-SMA-based device for improving the thermal behavior of steel tie-rods. Engineering Structures. 2014. No. 65. pp. 42-51.
  • Bednarz L. J., Jasieńko J., Rutkowski M., Nowak T. P. (2014) Strengthening and long-term monitoring of the structure of an historical church presbytery. Engineering Structures. 2014. No. 81. pp. 62-75.
  • Bednarz L., Górski A., Jasieńko J., Rusiński E. (2011) Simulations and analyses of arched brick structures. Automation in Construction. 2011. No. 20. pp. 741-754.
  • Carini A., Genna F. (2012) Stability and strength of old masonry vaults under compressive longitudinal loads: Engineering analyses of a case study. Engineering Structures. 2012. No. 40. pp. 218-229.
  • Fraternali F. (2010) A thrust network approach to the equilibrium problem of unreinforced masonry vaults via polyhedral stress functions. Mechanics Research Communications. 2010. No. 37. pp. 198-204.
  • Sánchez-Beitia S. (2013) Analysis of the collapse mechanisms in uncracked arches: The role of friction forces and stereotomy in masonry. Engineering Failure Analysis. 2013. No. 35. pp. 326-333.
  • D’Ambrisi A., Feo L., Focacci F. (2013) Masonry arches strengthened with composite unbonded tendons. Composite Structures. 2013. No. 98. pp. 323-329.
  • Garmendia L., San-José J.T., García D., Larrinaga P. (2011) Rehabilitation of masonry arches with compatible advanced composite material. Construction and Building Materials. 2011. No. 25. pp. 4374-4385.
  • Riveiro B., Caamaño J.C., Arias P., Sanz E. (2011) Photogrammetric 3D modelling and mechanical analysis of masonry arches: An approach based on a discontinuous model of voussoirs. Automation in Construction. 2011. No. 20. pp. 380-388.
  • Borri A., Castori G., Corradi M. (2011) Intrados strengthening of brick masonry arches with composite materials. Composites Part B: Engineering. 2011. No. 42. pp. 1164-1172.
  • Betti M., Drosopoulos G. A., Stavroulakis G. E. (2008) Two non-linear finite element models developed for the assessment of failure of masonry arches. Comptes Rendus Mécanique. 2008. No. 336. pp. 42-53.
  • Cancelliere I., Imbimbo M., Sacco E. (2010) Experimental tests and numerical modeling of reinforced masonry arches. Engineering Structures. 2010. No. 32. pp. 776-792.
  • Caporale A., Luciano R., Rosati L. (2006) Limit analysis of masonry arches with externally bonded FRP reinforcements. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2006. No. 196. pp. 247-260.
  • De Santis S., Tomor A. K. (2013) Laboratory and field studies on the use of acoustic emission for masonry bridges. NDT & E International. 2013. No. 55. pp. 64-74.
  • Felice G. (2009) Assessment of the load-carrying capacity of multi-span masonry arch bridges using fibre beam elements. Engineering Structures. 2009. No. 31. pp. 1634-1647.
  • Cavicchi A., Gambarotta L. (2007) Lower bound limit analysis of masonry bridges including arch-fill interaction. Engineering Structures. 2007. No. 29. pp. 3002-3014.
  • Cavicchi A., Gambarotta L. (2006) Two-dimensional finite element upper bound limit analysis of masonry bridges. Computers & Structures. 2006. No. 84. pp. 2316-2328.
  • Thavalingam A., Bicanic N., Robinson J. I., Ponniah D. A. (2001) Computational framework for discontinuous modelling of masonry arch bridges. Computers & Structures. 2001. No. 79. pp. 1821-1830.
  • Павлов В. В., Хорьков Е. В. Экспериментальные исследования работы усиленных кирпичных арок при горизонтальной подвижке опор//Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2014. № 2. С. 90-96.
Еще
Статья обзорная