Сферическая поверхность

Своды и купола сферической формы являются распространенным видом.

Рис.3

На рис.3 приведен вспарушенный свод, основой этого свода является четыре плоскости, которые отсекают от полусферического сегмента четыре части. Свод имеет четыре опоры.

Рис.4

На рис.4 показан парусный свод. Если от полусферического сегмента помимо четырех боковых частей отсечь горизонтальной плоскостью S верхнюю часть, то получится парусный свод. В результате этого сечения получается горизонтальная окружность, которая опирается на четыре арки. Основой парусного свода является переходная форма от его нижнего квадратного основания к его верхнему цилиндрическому объему.

Также для создания оригинальных и разнообразных архитектурных решений служат поверхности вращения. Пример этого утверждения служит покрытия одного из залов (планетарий) музея истории космонавтики в Калуге, которое имеет форму отсека эллипсоида вращения, что придаёт сооружению особую выразительность и неповторимость. Рис. 5

В практике архитектурного проектирования существуют поверхности составного вида, которые отличаются от простых поверхностей тем, что они состоят из нескольких отсеков поверхностей. Все выше приведённые поверхности являлись простыми поверхностями. Составные поверхности могут спрягаться как гладко (рис.10), когда каждая кривая поверхность на участке стыка изменяется плавно, так и не гладко (рис. 8-9). Рассмотрим несколько примеров составных поверхностей составных поверхностей, образованных отсеками гиперболического параболоида и эллипсоида вращения.

Рис.6

На рис.6 показана схема покрытия. Эти покрытия состоят из четырех отсеков гиперболического параболоида неплоских четырехугольников, перекрещивающихся между собой по прямолинейным образующим: воронкообразная консольная, шатровая и щипцовая оболочка.

Рис.7

На рис.7 приведена композиция, образованная тремя не плоскими четырехугольниками гиперболического параболоида. Составная поверхность опирается на три опоры, а верхняя часть отсеков разъединена для устройства светового проема. Каждый отсек это дважды линейчатая поверхность переменной отрицательной кривизны, обладающая пространственной жесткостью. Основным качеством этих отсеков является возможность их сочленения по краевым прямым образующим, по которым концентрируются усилия. Следующие два примера составных поверхностей представляют собой более сложную композицию.

Рис.8

На рис.8 поверхность образована восемью отсеками косого гиперболического параболоида – поверхность переменной отрицательной кривизны. Фронтальная проекция меридиального контура является парабола, потому что каждая пара противоположных отсеков составляет часть одной поверхности. Один отсек образован сечением гиперболического параболоида двумя вертикальными плоскостями с углом между ними 45 градусов и фронтально проецирующей плоскости. Все плоские сечения этой композиции являются параболами. Композиция, показанная на (рис.8) опирается на восемь точечных опор.

Примером этой композиции служит сооружение с примененным в нем тонкостенным железобетонным покрытием, которое представляло поверхность гиперболического параболоида (Мексика)

Рис.9

На рис.9 приведено покрытие, которое образовано восемью отсеками эллипсоида – нелинейчатые поверхности переменной положительной кривизны. В целом это перекрытие имеет вид выпуклой, а не вогнутой формы. Отсек этой поверхности образован в результате сечения эллипсоида вращения двумя вертикальными плоскостями и фронтально-проецирующей плоскостью. Линии пересечения отсеков друг с другом – плоские – эллипсы. Примером этого служит аналогичное покрытие, осуществленное при сооружении рыночного павильона в Руайане (Франция), состоящая из тринадцати отсеков.