Проектирование театральных зданий из деревоклееных конструкций с использованием AutoCAD

Проектирование театральных зданий - очень трудоемкий процесс, особенно когда речь идет о нестандартных конструктивных и объемно-планировочных решениях. Тем интереснее опыт студентов Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин), которые в рамках дипломного проектирования создали с помощью AutoCAD виртуальную модель "Органического театра".

Театральная архитектура таит в себе множество секретов. Наряду с сохранившимися, реконструированными и восстановленными театрами -архитектурными флагманами истории своих городов, хочется увидеть и новые зрелищные здания, спроектированные на основе мировых принципов архитекторов-органистов, когда каждый элемент сооружения связан с другим элементом так же органично, как части природного организма.

Проектирование театральных зданий - очень трудоемкий и интересный процесс. Применение нестандартных конструктивных и объемно-планировочных решений, материалов несущих и ограждающих конструкций, нетрадиционных для этого типологического вида зданий, только осложняет процесс проектирования и ставит всё новые и новые вопросы, требующие обоснованных ответов.

Безусловно, на сегодняшний день довольно сложно комплексно реализовать подобный проект, но в рамках учебного и дипломного проектирования разработка таких концепций необходима: она позволяет структурировать принципы архитектурного мышления и вырабатывать алгоритмы трехмерного моделирования нелинейных архитектурных объектов. В результате будущий архитектор будет вполне готов к освоению новых технологий и решению задач, которые ставит перед ним развивающийся социум.

В результате проделанной в рамках дипломного проектирования работы была создана виртуальная модель "Органического театра". Это сооружение задумано как пространство для воплощения творческих идей и самореализации деятелей культуры и искусства, своим новаторством выходящих за рамки традиционного театра. Поэтому и форма здания должна выходить далеко за рамки классических театральных сооружений, что потребовало нестандартных решений для несущих элементов. Основной объем здания выполнен в большепролетных деревоклееных конструкциях. На решетчатую деревоклееную купольную оболочку с монолитной вставкой (сценическое ядро) консольно опираются деревянные гнутоклееные рамы пролетом от 18 до 50 м, объединенные между собой жесткой системой тросовых металлических связей и деревянных прогонов. Эти рамы поддерживают ветвевые металлические колонны с затяжками. В общественном строительстве деревянные клееные конструкции привлекают возможностью создания разнообразных конструктивных схем, в том числе и пространственных, а также легкостью, экологичностью и архитектурной органичностью.

Перед тем как приступить к непосредственному моделированию объекта, был произведен подробный расчет рамно-оболочковой конструкции и конструктивных элементов здания при помощи вычислительного комплекса SCAD.

Построение компьютерной модели осуществлялось с использованием пакета AutoCAD, что позволило точно спроектировать рассчитанные конструкции.

Внешняя оболочка нелинейных зданий, подобных нашему, напрямую зависит от выбранного несущего каркаса. Поэтому в первую очередь были простроены основные несущие элементы структуры. Сложность моделирования заключалась в том, что все конструкции имеют различный пролет и габариты. Таким образом, было простроено 20 рам переменного сечения и ребристого очертания, 20 полурам и 17 ветвевых колонн. Принятое композиционное решение архитектуры здания исключало возможность унификации несущих элементов - все они имели уникальную геометрическую форму. Но даже в такой ситуации компьютерное моделирование существенно упростило задачу, поскольку, работая с твердыми телами, гораздо проще точно сопрягать элементы несущего каркаса в пространстве.

Простроенные типовые элементы каркаса в совокупности с рамами и колоннами помогают комплексно оценить будущее внутреннее пространство здания, правильное визуальное восприятие которого крайне важно для подобных типологических объектов.

Мембранное покрытие здания производилось в последнюю очередь. Построенное, вследствие изменяющейся высоты, по сечениям (20 сечений для одного блока и 20 для другого), оно значительно утяжеляет модель, что весьма неудобно для работы. Поэтому сначала прорабатывались детали, и лишь затем - покрытие. Для моделирования оболочек "по сечениям" очень важно точное и аккуратное построение самих заранее просчитанных сечений. В противном случае процесс моделирования может значительно затянуться.

Построение деревоклееного купола осуществлялось на основе заготовленных трехмерных сегментов от гладкого купольного яйцевидного элемента (такой принцип сегментного моделирования впервые использовал в одной из своих работ архитектор Даниэль Либесинд).

Проделанная работа показала, что пакет AutoCAD можно применять для моделирования разнообразных оболочковых, рамных, мембранных, пневматических и других современных архитектурно-конструктивных систем.

Ссылки по теме

• Приобрести продукты Autodesk в интернет-магазине ITShop.ru