Статический анализ железобетонного покрытия шерстопрядильной фабрики Гатти системы Пьера Луиджи Нерви
DOI:
https://doi.org/10.55287/22275398_2026_58_67Ключевые слова:
Пьер Луиджи Нерви, «поэт железобетона», фабрика Гатти, архитектурно-строительная бионика, изостатическая диаграмма, напряженно-деформированное состояние, железобетонные кессонные перекрытия, конечно-элементная модель.Аннотация
Перекрытия могут быть плоскими безбалочными, плоскими с опиранием на капители колонн, балочными и кессонными. Такие решения массово рассматриваются в литературе. Кроме этого, имеются конструкции, основанные на природных принципах строения. Одним из таких решений является покрытие шерстопрядильной фабрики Гатти в Риме, спроектированное итальянским инженером Пьером Луиджи Нерви. На первый взгляд можно сказать, что данное покрытие сложное как при проектировании, так и при производстве работ. Возникает вопрос: по какой причине инженер принял решение выполнить конструкцию в данном виде? П.Л. Нерви пришлось работать в эпоху правления Национальной фашистской партии под руководством Б. Муссолини. Результатом этого правления стало эмбарго, запрещающее торговлю западным странам с Италией, что привело к острому дефициту и высокой стоимости строительных материалов, которых не было в Италии. К таким материалам относится сталь и дерево. Сталь нужна для армирования железобетона, а дерево для съемной опалубки. Можно ли обойтись в железобетоне минимальным количеством металла и без деревянной опалубки? Можно, использую природные принципы распределения усилий и применяя несъемную опалубку, так решил П.Л. Нерви.
В статье рассматривается напряженно-деформированное состояние конечно-элементной модели, созданной в вычислительном комплексе SCAD конструкции покрытия шерстопрядильной фабрики Гатти. Главными балками покрытия являются криволинейные балки, опирающиеся на капители колонн. Их геометрия в плане полностью соответствует изостатической диаграмме растягивающих напряжений, действующих по нижней поверхности плиты при отсутствии подкрепления ее ребрами. Первоначальной ролью прямой и овальной балок является создание ребер кессонов несъемной опалубки из армоцемента. В покрытии данные элементы улучшают совместную работу ребер и полки главных тавровых балок, а также выполняют функции второстепенных балок. В нижней зоне плиты возникают незначительные растягивающие напряжения, что позволяет выполнить экономичное ее армирование.
Библиографические ссылки
1. SP 430.1325800.2018. Monolitnye konstruktivnye sistemy. Pravila proektirovaniya [Monolithic Structural Systems. Design Rules]. Moscow: Standartinform; 2019. (In Russ.)
2. Dykhovichnyi YuA, Maksimenko VA, Kondrat'ev AN, Kreitan VT, Skanavi AN, Vainshtein MS. Zhilye i obshchestvennye zdaniya. Kratkiy spravochnik inzhenera-konstruktora [Residential and Public Buildings. A Brief Reference for Structural Engineers]. Moscow: Stroiizdat; 1991. 656 p. (In Russ.)
3. Bushkov VA. Zhelezobetonnye konstruktsii. Chast' II [Reinforced Concrete Structures. Part II]. Moscow: Stroiizdat Narkomstroya; 1941. 503 p. (In Russ.)
4. Zaliger R. Zhelezobeton: ego raschet i proektirovanie [Reinforced Concrete: Its Calculation and Design]. Transl. from German, ed. by PYa Kamentsev. Moscow–Leningrad: GNTI; 1931. 671 p. (In Russ.)
5. Mozgolov MV, Kozlova EV. K voprosu sozdaniya verifikatsionnoy modeli dlya rascheta kessonnogo zhelezobetonnogo perekrytiya v vychislitel'nom komplekse SCAD [On the creation of a verification model for the calculation of a coffered reinforced concrete floor slab in the SCAD software package]. Vestnik NITs "Stroitel'stvo". 2022;1(32):128–140. https://doi.org/10.37538/2224-9494-2022-1(32)-128-140 (In Russ.)
6. Mozgolov MV, Kozlova EV. Model' kompleksa SCAD iz ob"emnykh konechnykh elementov: raschet zhelezobetonnykh kessonnykh perekrytiy [A SCAD solid finite element model: calculation of reinforced concrete coffered floor slabs]. Vestnik NITs "Stroitel'stvo". 2023;2(37):18–36. https://doi.org/10.37538/2224-9494-2023-2(37)-18-36 (In Russ.)
7. Mozgolov MV, Kostyukov VV, Omelyanchuk DG. O vliyanii okaimlyayushchey balki na napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie kosogo kessonnogo zhelezobetonnogo perekrytiya [On the influence of the edge beam on the stress-strain state of a skew coffered reinforced concrete floor slab]. Sistemnye tekhnologii. 2024;4(53):32–42. https://doi.org/10.48612/dnitii/2024_53_32-42 (In Russ.)
8. Mozgolov MV, Kozlova EV. Verifikatsiya modeley SCAD zhelezobetonnogo kessonnogo perekrytiya na osnove analiticheskogo metoda rascheta, uchityvayushchego prolety i zhestkost' konstruktsii [Verification of SCAD models of a reinforced concrete coffered floor slab based on an analytical method accounting for spans and structural stiffness]. Vestnik BGTU im. V.G. Shukhova. 2023;(2):29–40. https://doi.org/10.34031/2071-7318-2022-8-2-29-40 (In Russ.)
9. Mozgolov MV, Kozlova EV. O primenenii zhestkostey analiticheskogo metoda rascheta pryamykh zhelezobetonnykh kessonnykh perekrytiy. Chast' 2. Raschet s otnositel'noy zhestkost'yu balok [On the use of stiffnesses in the analytical method for calculating straight reinforced concrete coffered floors. Part 2. Calculation with relative beam stiffness]. Vestnik NITs "Stroitel'stvo". 2022;4(35):62–79. https://doi.org/10.37538/2224-9494-2022-4(35)-62-79 (In Russ.)
10. Mozgolov MV. Ob oshibkakh primera rascheta zhelezobetonnoy kessonnoy paneli perekrytiya v spravochnike proektirovshhika [On errors in a design example of a reinforced concrete coffered floor panel in a structural engineer's handbook]. Gradostroitel'stvo i arkhitektura. 2023;13(3):13–22. https://doi.org/10.17673/Vestnik.2023.03.02 (In Russ.)
11. Al-Azzawi AA, Omar A. A state of the art review on reinforced concrete voided slabs. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018;13(5):1846–1855.
12. Filimonova ES. Analiz napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya monolitnoy plity perekrytiya s pustotoobrazovatelyami po sisteme Cobiax na osnovanii razlichnykh raschetnykh modeley [Stress-strain analysis of a monolithic floor slab with Cobiax void formers based on various calculation models]. Molodoy uchenyy. 2022;20(415):107–109. (In Russ.)
13. Mozgolov MV, Kozlova EV. Ob osobennostyakh raboty rebristoy sotovoy konstruktsii perekrytiya, sozdannogo na printsipakh arkhitekturno-stroitel'noy bioniki [On the structural behaviour of a ribbed cellular floor based on the principles of architectural-structural bionics]. In: Sbornik nauchnykh trudov Kolomenskogo instituta (filiala) Moskovskogo politekhnicheskogo universiteta [Collected Scientific Papers of the Kolomna Institute (Branch) of Moscow Polytechnic University]. Moscow; 2022. p. 391–408. (In Russ.)
14. Mozgolov MV. Ob odnom primenenii plitnogo konechnogo elementa VK SCAD na primere rascheta sotovogo kessonnogo perekrytiya [On one application of the plate finite element in SCAD using the example of a cellular coffered floor calculation]. In: Sbornik nauchnykh trudov Kolomenskogo instituta (filiala) Moskovskogo politekhnicheskogo universiteta [Collected Scientific Papers of the Kolomna Institute (Branch) of Moscow Polytechnic University]. Moscow; 2023. p. 285–293. (In Russ.)
15. Naishtut YuS, Grachev VA, Pavlovich SA, Mirkin LM. Yacheistye konstruktsii: uchebnoe posobie [Cellular Structures: A Textbook]. Samara: Samarskaya arkhitekturno-stroitel'naya akademiya; 1995. 140 p. (In Russ.)
16. Lebedev YuS, Rabinovich VI, Polozhai ED, et al.; Lebedev YuS, editor. Arkhitekturnaya bionika [Architectural Bionics]. Moscow: Stroiizdat; 1990. 269 p. (In Russ.)
17. Ulanskiy AA. Arkhitektura Italii v propagandistskoy politike fashistskogo gosudarstva [The architecture of Italy in the propaganda policy of the fascist state]. Manuskript. 2019;12(1):162–165. https://doi.org/10.30853/manuscript.2019.1 (In Russ.)
18. Tozon K. Traditsionnaya arkhitektura P'era Luidzhi Nervi i ee populyarnost' v SSSR [The traditional architecture of Pier Luigi Nervi and its popularity in the USSR]. Akademicheskiy vestnik UralNIIproekt RAASN. 2022;(1):35–38. (In Russ.)
19. Perel'muter AV, Slivker VI. Raschetnye modeli sooruzheniy i vozmozhnost' ikh analiza [Structural Calculation Models and the Possibility of Their Analysis]. Moscow: DMK Press; 2007. 600 p. (In Russ.)
20. Gorodetskiy AS, Batrak LG, Gorodetskiy DA, Laznyuk MV, Yusipenko SV. Raschet i proektirovanie konstruktsiy vysotnykh zdaniy iz monolitnogo zhelezobetona [Analysis and Design of High-Rise Building Structures in Cast-in-Place Reinforced Concrete]. Kyiv: Fakt; 2004. 106 p. (In Russ.)
21. Gorodetskiy AS, Evzerov ID. Komp'yuternye modeli konstruktsiy [Computer Models of Structures]. Kyiv: Fakt; 2005. 344 p. (In Russ.)
