Цепная линия

Цепная линия

Цепная линия обладает благоприятными статическими свойствами. Если представить себе множество свободно провисающих нитей различной длины, расположенных бесконечно близко одна от другой, получим оболочку оптимальной формы с внутренними напряжениями, близкими к минимальным.

Принцип сохранения напряженного состояния формы лепестка цветка применим к моделированию трансформации криволинейных элементов пространственной составной тентовой системы. Характер упрощения при моделировании сводится к сохранению равно напряженности конструкции в дискретные моменты времени — в начальном и конечном ее положении. При этом элемент тентовой составной конструкции на жестко-подвижном (с шарнирами) контуре в процессе трансформации совершает вращательное движение, при котором внутренняя поверхность тента в исходном положении становится внешней — в конечном. Геометрически задача сводится к отысканию плоскости, относительно которой производится преобразование симметрии координат точек исходной формы.

На основе такого приема можно конструировать более сложные системы; при этом дискретному преобразованию подвергаются поочередно противолежащие пары сторон контура конструкции.

По творчески воспринятым подсказкам живой природы были созданы складчатые, телескопические, пневматические и другие принципы трансформации. Многообразные современные трансформируемые конструкции, зачастую причудливые, в каком-то поколении своего развития имеют родство с природными прототипами, а также большее, право на это родство, чем статические конструкции, так как в природе нет неподвижных объектов. Особо распространены трансформируемые складчатые покрытия — многогранные поверхности, выполненные из листовых материалов — алюминия, пластика, фанеры, специальных сортов картона. Ребра многогранной конструкции шарнирные, благодаря чему она может быть приведена в пакетное, компактное состояние. Исследования, выполненные А. Н. Фесаном. показали, что в области складчатого формообразования конструкции, составленные из четырехгранных структурных элементов с одинаковыми треугольными или трапециевидными гранями, обладают особо большими формообразующими возможностями. Трансформируемые складчатые покрытия, образованные из таких структурных элементов, могут быть практически выполнены в виде любой поверхности, имеющей архитектурно-строительный смысл. А сводчатые и купольные трансформируемые покрытия полностью отвечают требованиям унификации структурных элементов и минимума числа типоразмеров. При этом складчатое покрытие образуется трансформацией из пакетного состояния посредством легко реализуемого на практике усилия растяжения. Такими конструкциями  за минимальное  время можно перекрывать большие объемы, в пакетном же состоянии они уменьшают свои габариты в десять раз. Трансформируемые складчатые покрытия являются многоцелевыми сооружениями по функциональному использованию. Специфические свойства таких покрытий могут быть применены при строительстве зданий различного назначения — кафе, цирков, выставочных павильонов, мобильных жилых ячеек в туристических и пионерских лагерях, кемпингах и для многих других целей. В последнее время взоры архитекторов и специалистов по прикладной геометрии все чаще обращаются в сторону нового направления в архитектурной науке — архитектуры экстремальных условий, занимающейся проблемами функционирования сооружений в полярных и горных областях, при строительстве подземных комплексов, а также при создании инопланетных поселений. К конструкциям, соответствующим экстремальным условиям строительства, относятся трансформируемые складчатые покрытия.