Гіперболоїдних конструкції в будівництві та архітектурі - споруди у формі однополостного гіперболоїда або гіперболічного параболоїда. Такі конструкції, незважаючи на свою кривизну, будуються з прямих балок.


1. Особливості

Однополостного гіперболоїда і гіперболічний параболоїд - двічі лінійчаті поверхні, тобто через будь-яку точку такій поверхні можна провести дві пересічні прямі, які будуть цілком належати поверхні. Уздовж цих прямих і встановлюються балки, що утворюють характерну решітку. Така конструкція є жорсткої : якщо балки з'єднати шарнірно, гіперболоїдних конструкція все одно буде зберігати свою форму під дією зовнішніх сил.

Для високих споруд основну небезпеку несе вітрове навантаження, а у гратчастої конструкції вона невелика. Ці особливості роблять гіперболоїдних конструкції міцними, незважаючи на невисоку матеріаломісткість.


2. Історія

Шуховська вежа на Шаболовці в Москві

Гіперболоїдних форму конструкцій ввів в архітектуру В. Г. Шухов (патент Російської Імперії № 1896; від 12 березня 1899 року, заявлений В. Г. Шуховим 11.01.1896). Перша в світі сталева сітчаста вежа у формі гіперболоїда обертання була побудована Шуховим для найбільшої дореволюційної Всеросійській промисловій і художньої виставки в Нижньому Новгороді, що проходила з 28 травня ( 9 червня) за 1 ( 13) жовтня 1896 року.

Однополостного гіперболоїд обертання першої вежі Шухова утворений 80 прямими сталевими профілями, кінці яких кріпляться до кільцевих підставах. Сітчаста сталева оболонка з ромбовидної пересічних профілів упрочнена 8 паралельними сталевими кільцями, розташованими між основами. Висота гіперболоїдних оболонки вежі - 25,2 метра (без урахування висот фундаменту, резервуара і надбудови для огляду). Діаметр нижнього кільцевого підстави - 10,9 метра, верхнього - 4,2 метра. Максимальний діаметр бака - 6,5 метра, висота - 4,8 метра. Від рівня землі з центру основи башти до рівня дна резервуара піднімається красива сталева гвинтова сходи. У центральній частині бак має ціліндіческій прохід з прямою сходами, що ведуть на оглядовий майданчик на верхній поверхні резервуара.

Гіперболоїдних вежа в порту Кобе, Японія

Над оглядовим майданчиком на баку зроблена гіперболоїдних надбудова з прямою легкої сходами, що ведуть на більш високу малу оглядовий майданчик. Гіперболоїдних надбудова змонтована з 8 прямих профілів, що упираються в кільцеві підстави, між якими розташовано ще одне зміцнюючі кільце. Верхній майданчик в 1896 році мала дерев'яний настил і огородження (не збереглися до теперішнього часу). Загальна висота вежі становить 37 метрів. Всі сталеві елементи конструкції вежі з'єднані заклепками.

Після виставки першу вежу Шухова була перенесена в маєток мецената Ю. С. Нечаєва-Мальцова в село Полібіно Данковського району Липецької області. Башта збереглася до нашого часу, є пам'яткою архітектури, охороняється державою. Перша в світі гіперболоїдних конструкція страждає від корозії і потребує реставрації.

На початку 20-го століття багато бойові кораблі, в основному в США, будувалися з ажурними гіперболоїдних щоглами. Таке рішення пояснюється необхідністю розміщення великого обсягу наглядових і далекомірних приладів на великій висоті від палуби, меншою вразливістю в бою і амортизацією ударів від віддачі власних, дуже потужних, знарядь.

Подальшою модифікацією ідеї сітчастих гіперболоїдних конструкцій стала конструкція радиобашни на Шаболовці в Москві, побудованої Шуховим в 1919-1922 рр.. Первісний проект висотою 350 м через дефіцит металу був замінений на 150-метровий варіант, який експлуатується і понині. Протягом свого життя Шухов побудував більше двохсот гіперболоїдних веж різного призначення.

Гіперболоїдних вежа Йештед, Ліберець, Чехія

Гіперболоїдних конструкції згодом будували багато великих архітектори: Гауді, Ле Корбюзьє, Оскар Німейер.

Гіперболоїдних Шуховська вежа затребувані і в даний час. В 1963 році в порту міста Кобе в Японії за проектом компанії Nikken Sekkei була побудована 108-метрова гіперболоїдних Шуховська вежа (Kobe Port Tower [1]). В 1968 році в Чехії за проектом архітектора Карела Хубачека була побудована гіперболідная вежа "Йештед" висотою 100 метрів. В 2003 році була побудована гіперболоїдних вежа Шухова в Цюріху [2]. Автори вежі - архітектори Даніель Рот і Олександр Ком (Daniel Roth, Alexander Kohm). Ідеї ​​гіперболоїдних конструкцій башт Шухова відомий архітектор Михайло Посохін запропонував [3] використовувати при проектуванні нових хмарочосів [4] в діловому центрі " Москва-Сіті ".

610-метрова гіперболоїдних сітчаста Шуховська вежа побудована в 2010 році в Гуанчжоу в Китаї компанією Arup.


3. Відомі гіперболоїдних конструкції