13 августа
2022 года
поделиться
Категория: Актуально

Формы, рождающие прочность

Крепкий как камень, прочный как гранит. Подобных эпитетов, связанных с грубыми и твёрдыми горными породами, много.

 Тем не менее, особый толчок развитию инженерной науки в изучении техник прочности конструкции дали не они, а, как ни странно, растения.   
В природе есть особые примеры крепости среди растительного мира. Их специфические и оригинальные конструкции привлекли внимание учёных и стали сообразными прародителями технических новинок, получив интересное наименование – формы, рождающие прочность. 

На фото  лист многолетнего травянистого растения – манжетки обыкновенной. Благодаря своей ребристой форме, что придаёт ей дополнительную жёсткость, листочек не сминается под тяжёлой каплей воды. Оказалось, что листья ромбовидной или веерной формы более прочные и жёсткие, нежели другие. 

Изучение подобных особенностей растительного мира привело к появлению в архитектуре так называемых складчатых конструкций, в основе которых лежит выявленная в природе закономерность – сопротивляемость конструкций по форме.
Что скрывается за этим инженерным термином, просто и доступно объясняет в своей книге «Беседы о бионике» (1968 г.) советский учёный, инженер

Изот Литинецкий.

«Возьмём лист обычной писчей бумаги и положим его противоположные края на подставки (рис. 2). 

 Лист не выдержит собственного веса и прогнётся. А теперь сложим тот же лист гармошкой и положим его опять на две опоры так, чтобы параллельные складки шли поперёк пролёта. Нетрудно убедиться, что такой гофрированный лист ведёт себя иначе, чем гладкий. Он устойчив и может легко, не деформируясь, выдержать нагрузку, равную стократной величине его собственного веса; если же к торцам складок приклеить усиливающие полоски, то гофрированный лист сможет выдержать ещё большую нагрузку. Что же произошло, ведь в нашем опыте ни размеры листа, ни его вес, ни качество не изменились? Всё дело в новой форме листа – она придала ему новые механические качества». 

На основе принципа сопротивляемости по форме в столице Румынии построен купол цирка «Метрополитен» (1960 г.) , а в исторической столице Нормандии (север Франции), городе Руане, выполнено перекрытие рынка (1955 г.).  Тот же принцип был заложен ранее при строительстве купольного покрытия над зрительным залом театра в Новосибирске (1932 г.). 

Таким образом, живые системы, а в нашем случае относительно хрупкие маленькие листочки стали примером прочности, дав толчок инженерной науке и появлению новых технологий в строительной области.

Над всеми этими конструкциями трудились сотни людей, которые высчитывали, изучали и дорабатывали каждую деталь. Кто же трудился над созданием тех самых удивительных растений?

А ведь их внешние формы – всего одно из многих чудес, заложенных в них. Каким же должно быть упрямство людей, признающих труд строителей и инженеров, но отказывающихся видеть и признавать мудрость Всемогущего Создателя?

Хамид Асадулин