Форма и секрет ее красоты
  • 10.03.2017
    Полнота сгорания газа и коэфициент избытка воздуха

    В своей книге «Сжигание доменного газа под паровыми котлами» юж. В. Наважовский приводит напряжения топочного пространства от 140 до 350 тыс Кал/м3 час по материалам Запорожетали, Ворошиловского, Мариупольского и других заводов. [Читать полностью]  Читать полностью →

  • 02.03.2017
    Увеличение давления газа

    При сжигании 30-45 тыс. м3 доменного газа в час в топке объемом600 м3газ продолжал догорать в зоне пароперегревателя, вызывая опасения пережога труб. Нетрудно подсчитать, что в этом случае напряжение топочного пространства не превышало 70 тыс. Кал/м3 час. [Читать полностью]  Читать полностью →

  • 24.06.2014
    Напряжение топочного пространства

    Во введении к настоящей работе уже отмечалось, что ценное газообразное топливо часто используют недостаточно эффективно. Остановимся несколько подробнее на этом вопросе. При сжигании газообразного топлива, казалось, можно было бы ожидать работы с высоким напряжением топочного пространства. [Читать... 
    [Читать полностью]

  • 24.06.2014
    Выключение горелок

    Сжигание газа с минимальным избытком воздуха осуществляется следующим образом: в горелку подают недостаточное для полного сгорания газа количество воздуха, при этом появляется голубоватое пламя газа; затем постепенно весьма медленно приоткрывая воздушный кран, добиваются исчезновения видимого пламени; ... 
    [Читать полностью]

Анализ тенденций развития городов

Анализ тенденций развития городов

Анализ современных тенденций развития городов позволяет считать, что в общей картине расселения все большее значение приобретут пространственные градостроительные образования в виде крупных городских организмов, усилится вертикальное развитие, связанное с увеличивающимися потребностями городского пространства для жилья, работы и отдыха. Один из возможных путей решения таких образований открывают бионические исследования, в частности, направленные на изучение и использование законов формообразования вертикальных структур живой природы — стебельчатых растений, конструктивная форма которых во многом является следствием тех же механических сил, которые действуют и на архитектурные конструкции искусственных высотных сооружений. Одним из первых обратился к изучению стебля (с точки зрения конструкций и материала живой природы) немецкий инженер С. Швенденер (1877 г.), который пришел к выводу, что растение строит себя, несомненно, по тем же правилам, по которым и инженеры строят здания, но только техника его гораздо тоньше и совершеннее.

Русский исследователь В. Ф. Раздорский писал: «Скелетом растений надо признать систему твердых клеточных стенок, эта система, представляющая собой каркас прочности, является упруго-гибким стержнем и подлежит трактовке с точки зрения статики сооружения».

Иными словами, структура стебля, являющегося не только живым организмом, но и сооружением, представляет большой интерес с точки зрения целесообразности строения. Опорные (или конструктивные) структуры в растительном мире являются определяющими, они выполняют чуть ли не 60-80% объема всех функций, характерных для растений. Эти структуры формируются под воздействием гравитации, ветровых нагрузок, различных теплофизических и химических изменений среды. При этом в природе факторы среды и конструктивные формы живых организмов предельно согласованы. «Как часть природы,- указывал И. П. Павлов,- каждый организм представляет собой сложную обособленную систему, внутренние силы которой каждый момент, покуда она существует как таковая, уравновешиваются с внешними силами окружающей среды». Отсюда и большая рациональность конструктивных форм стеблей, высокая надежность, эффективность.   Например,   при   малых затратах материала наблюдается широкий диапазон приспосабливаемое к жизненным условиям.

Научное объяснение стебельчатых систем на основе глубокого проникновения в структурную организацию их внешнего и внутреннего строения, свойств материалов, исследования элементов, связей и целостных свойств структуры вместе с процессами формообразования и активной деятельности организма во взаимодействии с окружающей средой позволит подойти к решению одной из задач архитектурной бионики. Эта задача заключается в использовании принципов построения и функционирования биологических систем, методов их развития, резервирования и самоорганизации, обеспечивающих биологическим системам исключительно высокую гибкость и надежность в сложных условиях существования с целью создания принципиально новых вертикальных конструктивных систем высотных сооружений. Установлено, что стебель злака представляет собой совершенную пространственную высотную природную структуру с большим коэффициентом стройности, в которой круглые в плане веретенообразные междоузлия, сочлененные прочными диафрагмами-узлами, являющимися одновременно гасителями колебаний, создают в целом устойчивую, упруго гибкую пространственную, высотную структуру, обладающую большой несущей способностью. Стебли злаков сопротивляются большим ветровым нагрузкам и не теряют устойчивости (за исключением критических случаев). Устойчивость обеспечивается благодаря непропорциональному уменьшению длины отдельных междоузлий в направлении возрастания величины изгибающего момента, соотношению между геометрическими размерами стебля в целом, а также амортизирующим приспособлениям, расположенным в узлах стебля злака. Амортизация в структурах живой природы способствует ослаблению нагрузок, в первую очередь, динамических (например, ветровых порывов, атмосферных осадков). Особенно важен принцип пружинности, эластичности, податливости для строительства в особых условиях — районах, подверженных действию сильных разнонаправленных ветров, землетрясений и т. д, Таким образом, высотные структуры приобретают новое качество — гибкость конструкции. Появляется своего рода приспосабливаемость конструкции к воздействиям среды. Английский физик Джордж Томсон в этой связи пишет: «…В целом инженерные конструкции будут постепенно, все больше походить на биологические структуры, допускающие довольно большое растяжение: в более легких, прочных и гибких конструкциях вес самой конструкции… будет играть относительно второстепенную роль».

Упругая гибкость и эластичность стебля достигаются не только пружинностью узлов, но и взаимным расположением прочных и мягких тканей; сочетанием тканей, работающих на сжатие, с тканями, работающими на растяжение; переходом прочных тканей с периферийного расположения в трубке стебля у основания к центрическому в верхней части стебля. В последнем случае стебель становится не трубчатым, а сплошным и более упругим. В функциональном отношении внутреннее построение стебля в значительной степени определено пространственной организацией несущей (опорной) ткани, которая в сочетании с сокопроводящими тяжами, расположенными по внешнему контуру междоузлий, образует систему пространственных несущих оболочек, а также взаимодействием клеток, обеспечивающих вертикальные и горизонтальные связи клеточных пространств. Реализация принципов структурной организации стеблей осуществляется через модели. Их построение и последующая трансформация приводят к требуемому конструктивному решению или указывают путь к его поиску.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.