Капитель в архитектуре
Капителью называют венчающую часть колонны, верхняя часть которой выходит за границы колонны, что позволяет плавно перейти к абаке.
Капитель в архитектуре применяется еще с античных времен. В Древнем Египте капители изготавливали в виде цветов. В Персии их делали с изображением двух быков, которые стояли друг к другу спиной. Силуэты животных изготавливались из камней или мрамора.
Капитель служит не только украшением для колонны, она увеличивает участок соединений колонны с потолочной балкой и вся нагрузка лежит на ней. С помощью этого элемента повышается устойчивость колонны.
Внешний вид
Капитель классического стиля можно разделить на следующие ордера: дорическую, ионическую, коринфскую.
Дорическая капитель
Капитель в архитектуре дорического стиля выполнена в виде круглой подушки, под названием эхин. Этот ордер возник на берегу Эгейского моря в VI веке до нашей эры. В античности ордер дорического стиля считали символом мужественности.
Ионическая капитель
Капитель ионического стиля отличается от дорической тем, что на эхине изображены завитки, их называют волюты. В античный период капитель ионического стиля относилась к символу женщины. Ордер данного стиля образуется из основания, ствола и капители.
Коринфская капитель
Капитель коринфского стиля, пожалуй, можно считать самой помпезной и красивой. Она украшена завитками, выполненными в стиле листьев-акантов. Коринфский ордер создал скульптор Каллимах из Коринфа во второй половине V века до нашей эры. По легенде, Каллимах гулял на кладбище и нашел свежую могилу девушки, на которой стояла корзина с одеждой. Корзина была оплетена акантом. Именно поэтому коринфский ордер называли символом девичества.
Композитная капитель
В древнем Риме был создан ордер композитного стиля, который включает в себя ионический и коринфский стиль.
Капитель в архитектуре византийского стиля состоит из четких граней небольшого размера. Византийская капитель считается одной из самых роскошных произведений искусства.
В Западной Европе в украшении колонн использовали капитель готического стиля. Украшением служили круглые узоры и листья.
Капители широко используются не только в декоративной отделке колонн, но и в украшении пилятр. Благодаря капители можно отличить к какому ордеру принадлежит та или иная колонна.
Рекомендуем посмотреть:
- Раздел колонны и полуколонны
- Раздел пилястры
Вопрос по конструированию безбалочных перекрытий и капителей
Здравствуйте.
Впервые в практике столкнулся с расчетом безбалочного перекрытия, в котором необходимо устраивать капители.
Ширина капителей, их армирование в зоне колонны, сбор нагрузок от перекрытия на колонну проблем не вызывает. Но есть два больших вопроса:
1) Как _расчетом_ назначить длину вылета капители от колонны, а также зону установки поперечной арматуры?
Перерыл литературу по этой теме, сколько смог, но нигде не нашел ничего, кроме как «конструктивных соображений» и каких-то эмпирических формул, связывающих ширину капители с её длиной. Единственный пример расчета подобной вещи нашел в пособии к СП по бетону 52-101-2003. Там в примере №40 рассматривается сечение, следующее за расчетным контуром и за зоной установки арматуры. Хитрые профессоры составили пример таким образом, что это сечение проходит без поперечной арматуры и «все ОК, ставим арматурку как в п. 5.26 конструктивных требований». У меня же не проходит даже с толщиной пролетной части плиты, не то, чтобы без армирования.
Я предположил, что для назначения длины капители необходимо последовательно проверять сечения (расчетные контура) с шагом ~100мм от колонны из условия работы армированной пролетной части плиты и продлевать капитель еще на h0/2 от прошедшего сечения. Аналогично определяю зону установки арматуры.
Однако, нагрузки достаточно большие и в крайних получается такая ересь! (порядка 1300 поперечных стержней на одну капитель).
В связи с этим второй вопрос:
2) Как толково учесть занижение изгибающих моментов и поперечных сил при отдалении от колонны? В том же единственном примере есть фраза про «запас прочности», но у меня для угловой колонны идет проверка контуров на расстоянии 1,8м от колонны.
Заранее спасибо всем, кто скажет, что я занимаюсь ерундой и капитель должна иметь «вот такую пирамидальную форму», что «рассчитывать тут нечего» и что «1300 стержней на одну зону продавливания это ололо».
Пролеты от 4 до 8м. Наиболее нагруженная зона продавливания центральной колонны воспринимает усилия (N/Mx/My): 75/33/7 т и т*м соответственно. Угловой: 33/23/22,5. Толщина плиты 200мм, колонны 400х400.
Свои результаты пока не буду сообщать во избежание всякого.
Просмотров: 26498
О капителях
Капительные стыки колонн с плитами перекрытий часто применяют при проектировании нежилых зданий с пролетами более 6 м, а также при больших нагрузках на плиты (например, в подземных и надземных паркингах, торгово-офисных, складских зданиях, а также в различных промышленных сооружениях). Но не смотря на частое использование при проектировании, в наших обязательных нормативных документах нет требований по конструированию и расчету капителей, как отдельного конструктивного элемента. Например, СП 63.13330 (который является обязательным) относит капители к специфическим конструкциям: «Настоящий свод правил не содержит требования по проектированию специфических конструкций (пустотные плиты, конструкции с подрезками, капители и т.п.)«. Так как в терминах и определениях данного нормативного документа авторы не указали, что считать конструкциями с подрезками, и что «капителями и т.п.», остается только предполагать, что речь идет о классических капителях (т.е. утолщениях верхней части колонн), а подрезки — это местное изменение сечения в плите или балке с широкого на более узкое. При отсутствии определений, например, «подрезкой» или конструкцией подобной капители можно также считать короткие консоли колонн, расчет которых приводится в приложении Ж СП 63. Такая путаница получается из-за того, что только небольшая часть нормативных документов по железобетонным конструкциям стала обязательной и многие очевидные для авторов норм понятия приходится уточнять для правильного понимания требований этих документов.
Известно, что капители стали применять в качестве дополнительного конструктивного элемента после создания железобетона, до этого капитель была лишь архитектурным элементом оформления верхней части колонны, т. е. декоративным элементом оформления колонны. С появлением железобетонных конструкций и железобетонных перекрытий их стали использовать для уменьшения пролета плиты, распределения сконцентрированных надколонных моментов, повышения общей жесткости соединения плиты с колонной и уменьшения горизонтальные смещений плит, уменьшения расчетной длины колонн, повышения несущей способности перекрытий на продавливание и уменьшения их прогибов. Со временем их стали применять в зданиях, рассчитываемых на сейсмические воздействия, а также в зданиях рассчитываемых на прогрессирующее обрушение, так как их наличие повышало надежность таких зданий. Появилась потребность и в расчете самих капителей. В России упоминания о капителях при проектировании конструкций начали появляться в начале прошлого века. В частности, при проектировании монолитных перекрытий с капителями. На сегодняшний день об особенностях проектирования капителей написано в нормативных документах разных стран, но в российских обязательных нормах по железобетону требований к их расчету проектированию пока нет.
Чтобы разобраться, является ли конструкция капителью или это утолщение плиты с «подрезкой» в обратную сторону, стоит изучить требования к капителям в зарубежных нормативных документах, а также в технической литературе у нас.
По рекомендациям, описанным в «НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ по теме: Разработка методики расчета и конструирования монолитных железобетонных безбалочных перекрытий, фундаментных плит и ростверков на продавливание», авторами которого являются и авторы СП 63, проверку прямоугольной капители на продавливание следует проводить при ее вылете за грань колонны более чем в полтора раза превышающем толщину. При меньшем вылете продавливание проверяют в плите за гранью капители. То есть, авторы считают, что при вылете менее 1,5 высоты утолщение можно считать классической капителью (утолщением колонны).
В зарубежной (а также в советской) литературе и нормативных документах используется понятие эффективной ширины оголовка колонны (расчетной ширины капители). Эта ширина ограничивается линиями идущими под углом 45 градусов от центральной оси колонны до нижней поверхности плиты и не зависит от реальной ширины верхней части капители, т.е. если угол наклона более 45 градусов, эффективная ширина все равно принимается не более ширины, ограниченной конусом с гранями, идущими под 45 градусов от оси колонны к плите. Это предположение, в частности, подтверждается экспериментально и аналитически в статье «Experimental and numerical analysis of reinforced concrete mushroom slabs. A. F. Lima Neto; M. P. Ferreira; D. R. C. Oliveira; G. S. S. A. Melo». Со статьей можно ознакомиться по ссылке: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1983-41952013000200007&script=sci_arttext&tlng=en.
При небольших углах наклона граней капители, теоретически, она может работать и на изгиб (например, при отношении вылета капители к высоте 1/10 и менее), но классическая капитель с углом наклона граней 45 градусов, работает на сжатие по наклонной сжатой бетонной полосе и изгибаемым элементом не является. Её расчет аналогичен расчету короткой консоли, входящей в состав жесткого (рамного) узла, указанного в приложении «Ж» СП 63.
На рисунке 3 показан пример армирования классической, капители из книги «Manual for detailing reinforced concrete structures to EC2. Jose Calavera. 2012»:
Моделирование капителей в САПФИР
Создание капителей в САПФИР происходит при моделировании колонн. Для этого, следует выделить колонну и, в списке её свойств, найти строчку «Капитель». Откроется диалоговое окно.
Создание капители в САПФИР
В диалоговом окне выполняем настройки геометрических размеров капители и её формы в плане.
Диалоговое окно создания капители в САПФИР
Информация из справки ПК САПФИР: В диалоге (слева) предусмотрено графическое окно предварительного просмотра, в котором показано сечение капители вертикальной плоскостью. В сечении виден фрагмент верхней части колонны и фрагмент участка плиты в районе опирания на капитель. В диалоге (справа) представлена таблица, в которой можно отредактировать размеры и форму каждой ступени капители. Ступень, параметры которой редактируются в таблице, выделена жёлтым: в таблице и в графическом окне. Форма основания капители может быть опционно назначена прямоугольной, круглой или зависящей от формы сечения колонны. Размер основания капители может быть опционно задан вручную или поставлен в зависимость от размера сечения колонны.
Преобразование капителей в аналитическую модель
При создании аналитической модели, капитель будет преобразована в пластину толщиной равной сумме толщины плиты перекрытия и высоты ступени капители. Если в капители несколько ступеней, то в месте её устройства будет сформировано несколько пластин у каждой из которых будет своё значение толщины.
Внешний вид модели с трёхступенчатой капителью
Толщина плиты в месте устройства капители с наклоном
Если наружная грань капители имеет наклон, то итоговая толщина пластины аналитической модели в месте устройства наклонной ступени, будет равна сумме толщины основной плиты и половины высоты ступени.