Пространственные сетчатые конструкции и бионическая архитектура

пятница, 7 декабря 2007 г.

Развитие идей Шухова.






Мельников Н.П

Николай Прокофьевич МЕЛЬНИКОВ
(1908 - 1982)

Н.П.Мельников родился 20 декабря 1908 г. в деревне Быки Добрушского района Гомельской области (Белоруссия). Умер в 1982 г., похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.

В 1928 - 1934 гг. - студент Киевского политехнического института.

С 1933 г. инженер, старший инженер, руководитель группы, главный инженер проекта, начальник отдела промышленных сооружений института "Гипростальмост".

С 1942 г. управляющий московским отделением, заместитель директора, главный инженер Государственной союзной проектной конторы "Стальконструкция".

В 1944 г. Н.П.Мельников становится директором треста "Проектстальконструкция" (в настоящее время АОЗТ "ЦНИИПСК им. Мельникова"), коллективом которого он бессменно руководил в течение 38 лет. Его именем назван наш институт.

В 1952 г. Н.П. Мельников защитил кандидатскую диссертацию, в 1962 г. - докторскую диссертацию. В 1976 г. избран членом-корреспондентом, а в 1979 г. - действительным членом Академии наук СССР.

За заслуги перед Родиной Н.П. Мельников награжден орденами Ленина, Октябрьской Революции, Трудового Красного знамени (дважды), "Знак Почета" и многими медалями. Ему присуждены Ленинская и четыре Государственных премии СССР.

Н.П. Мельников - автор более 130 крупных конструкторских работ в области цветной и черной металлургии, атомной промышленности, энергетики, машиностроения, нефтяной и химической промышленности, судостроения, транспорта, космической и околоземной связи, и др.

Им разработана и реализована фонарно-рамная система одноэтажного промышленного здания, в которой свето-аэрационный фонарь используется как несущий элемент каркаса.

Для большепролетных одноэтажных зданий Мельниковым разработано покрытие подкосно-консольного типа, реализованное в конструкции эллинга судостроительного завода с пролетами 48м и шагом колонн 24 м.

Под руководством Мельникова в институте создана методика расчета стальных конструкций доменных цехов. Совместно с Институтом им. Патона разработаны технология и режимы выполнения стыковых сварных швов толстых листов кожухов доменных конструкций. Все это позволило создать индустриальную конструкцию цельносварной доменной печи.

Значительна роль Мельникова в восстановлении разрушенных в годы Великой Отечественной войны зданий и сооружений. На основе анализа состояния обрушенных и поврежденных конструкций им были разработаны принципы и методы скоростного восстановления сооружений.

Мельников принимал участие в создании первого в стране атомного реактора, разработал и исследовал формы несущих конструкций атомных реакторов. Мельников руководил разработкой стальных конструкций атомных реакторов для Ленинградской, Курской, Чернобыльской, Смоленской, Игналинской и других атомных электростанций.

Среди других конструкторских работ следует отметить уникальные конструкции Серпуховского и Дубненского ускорителей, аэродинамические трубы ЦАГИ и ЦИАМ, антенные сооружения и радиотелескопы, кислородно-конверторные цеха, сосуды давления, резервуары, газгольдеры, пролетные строения мостов и др.

Руководимому им коллективу объязана своим рождением и развитием целая отрасль промышленности - сеть мощных специализированных заводов стальных и аллюминиевых конструкций.

Значительное место в трудах Мельникова занимают теоретические разработки. Главными из них является теория формообразования и теория сооружения. Им опубликовано более 170 научных работ, среди них 26 монографий. Под его редакцией издано более 800 печатных листов сборников научных трудов института и справочников по металлическим конструкциям и строительной механике.

Мельников отводил особое место повышению качественных характеристик металла. Под его руководством велись интенсивные работы по созданию новых марок сталей повышенной и высокой прочности как для обычных так и для экстремальных условий эксплуатации.

Многое сделано Мельниковым для изучения статической и динамической прочности, хрупких разрушений и малоцикловой усталости.

Мельников уделял много внимания развитию автоматизированных методов проектирования строительных металлоконструкций.

Шухов В.Г

Владимир Григорьевич ШУХОВ
(1853 - 1939)

В.Г. Шухов родился в 1853 г. в городе Грайворон Белгородской губернии. Умер в 1939 г., похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.

В 1871 г. Шухов поступил в Московское техническое училище, которое окончил с отличием в 1876 г., получив диплом инженера-механика. После окончания училища Шухов принял участие в поездке по США с целью сбора информации о последних технических достижениях этой страны.

По возвращении из поездки Шухов работает проектировщиком паровозных депо железнодорожного общества Варшава - Вена. С 1878 - 1880 г. в Азербайджане сотрудником конструкторского бюро А.Бари.

С 1880 г. Шухов - главный инженер конструкторского бюро А.Бари.

После революции 1917 г. фирма А.Бари была национализирована и преобразована в организацию "Стальмост" (в настоящее время АОЗТ "ЦНИИПСК им. Мельникова"), а главный инженер В.Г. Шухов был избран ее руководителем.

С 1918 г. Шухов член Государственного комитета нефтяной промышленности. С 1927 г. член Советского правительства. В 1927 г. избран член-корреспондентом Российской Академии наук. В 1928 г. - заслуженный деятель науки и техники. В 1929 г. - почетным членом Академии наук СССР и лауреат Ленинской премии.

В.Г.Шухов один из замечательных конструкторов конца XIX - начала XX столетия, входит в плеяду выдающихся инженеров России. Наряду с Г.Эйфелем, Р. Мелартом, Э.Фрейсине Шухов является основоположником современных строительных конструкций.

В 1878 г. Шухов построил первый в России нефтепровод, разработал конструкцию цилиндрического резервуара с тонким днищем на песчаной подушке и ступенчатой толщиной стенок (современные резервуары строятся по тому же принципу) и форсунку для горения мазута.

В последующие годы Шуховым были созданы различные насосы, запроектированы и построены нефтеналивные суда, установки для переработки нефти, а также открыт принцип крекинга нефти, система Московского водоснабжения (1887-1890гг.).

Шухов изобрел новый водотрубный котел в горизонтальном и вертикальном исполнении (знаменитые "Паровые котлы Шухова"). В 1896 г. начато их серийное производство.

В 1892 г. Шухов построил свои первые железнодорожные мосты. В последующем он спроектировал несколько типов мостов (с пролетами от25 до 100 м.), на основе этих типовые решений под его руководством было построено 417 мостов на различных железнодорожных линиях.

Шухов разработал конструкции покрытий самого различного назначения. Известы арочные покрытия московских магазинов ГУМ и Петровский пассаж, гостиница "Метрополь", дебаркадер Киевского вокзала в Москве и др.

В 1895 г. Шухов подает заявку на сетчатые покрытия (сетки из полосовой и уголковой стали с ромбовидными ячейками). На Всероссийской Промышленной выставке фирма А.Бари по проектам Шухова построила 4 павильона с висячими покрытиями.

По принципу сетчатых конструкций Шухов разработал конструкцию сетчатой башни гиперболоидного типа и широко использовал такое конструктивное решение в водонапорных башнях, опорах линий электропередач, мачт военных кораблей. Наибольшую высоту среди гиперболоидных башен имела башня маяка в г. Херсоне (68 м.).

Дальнейшей модификацией идеи сетчатых гиперболоидных конструкций стала конструкция радиобашни на Шаболовке (г. Москва), построенной Шуховым в 1919 - 1922 гг. Первоначальный проект высотой 350 м из-за дефицита металла был заменен на 150 метровый вариант, который эксплуатируется и поныне.

Последней работой Шухова в области строительной техники стало сохранение архитектурного памятника - минарета знаменитого медресе в г.Самарканде (XV век). По проекту Шухова и под его руководством накренившийся после землетрясения минарет был с помощью своеобразного коромысла выправлен.

Шуховым опубликовано 25 работ и получено 11 патентов.

Сохранившиеся конструкции В.Г.Шухова в Москве.
1 Киевский вокзал. Перекрытие перрона пролетом 48 м (1912-1917)
2 Миусский трамвайный парк. Арочное покрытие 69х28,25 м (1908)
3 Бахметьевский автобусный парк. Каркасное перекрытие (1926). Ул. Образцова 19а.
4 Гараж для грузовых машин. Каркасное перекрытие (1927 -1929). Новорязанская ул 27.
5 Главный почтамт.Металлостеклянное перекрытие кассового зала (1912). Ул. Мясницкая 26.
6 Пристройка картинной галереи. Металлостеклянное перекрытие (после 1900). Ул. Мясницкая 21.
7 Петровский пассаж.Металлостеклянное перекрытие (1902). Ул. Петровка 2.
8 Гостиница "Метрополь".Металлостеклянное покрытие над главным залом (1899 - 1903). Охотный ряд 1.
9 Верхние торговые ряды (ГУМ). Цилиндрическое металлостеклянное перекрытие над 3 пассажами, каждое 250х15 м (1889 - 1893). Красная площадь 2.
10 Трамвайный парк. Конструкция павильонного типа. Угол ул. Шаболовка и ул. Донская.
11 Шаболовская телебашня. Шестиярусная стальная башня гиперболоидного типа h=152 м (1919 - 1922).
Строения фирмы Бари (в настоящее время завод "Динамо").
12 Здание кузницы. Шатровое покрытие, конструкции из металлических ферм L=42м (1902).
13 Нефтехранилище (в настоящее время складское помещение). Цилиндрический стальной резервуар с деревяным покрытием (до 1890)
14 Здание президиума Российской Академии наук. Перекрытие зала заседаний. Ленинский проспект 14.

ЦНИИПСК им. Мельникова.

Владимир Григорьевич ШУХОВ
(1853 - 1939)

Николай Прокофьевич МЕЛЬНИКОВ
(1908 - 1982)

История института берет начало со времени основания 1 декабря 1880 года в г. Москве строительной конторы инженера А.Б.Бари. Главным инженером Конторы с первого дня ее образования являлся выдающийся ученый и инженер, почетный академик Владимир Григорьевич Шухов.

После революции 1917 г. фирма А.Бари была национализирована и преобразована в организацию "Стальмост" (в настоящее время АОЗТ "ЦНИИПСК им. Мельникова"), а главный инженер В.Г. Шухов был избран ее руководителем.

Наиболее крупными объектами, запроектированными и сооруженными В.Г.Шуховым в проектном бюро А.Б.Бари были:

* первые проекты резервуаров для хранения нефти и жидкостей;
* павильоны Всероссийской Нижегородской выставки (1895г.);
* система Московского водоснабжения (1887-1890гг.);
* арочное перекрытие Киевского вокзала в г. Москве;
* гостиница "Метрополь" и др.

Выдающимся достижением Шухова после революции явилось проектирование и возведение Шаболовской радиобашни в виде сетчатой многоярусной конструкции высотой 150м (1922г).

С 1944г. по 1982г. институтом руководил Николай Прокофьевич Мельников, его именем и назван наш институт. Под его руководством институтом были разработаны:

* конструкции всех доменных печей, включая первую в мире цельносварную доменную печь;
* конструкция первого в стране атомного реактора и реакторов для Курской, Чернобыльской, Смоленской, Игналинской и других атомных электростанций;
* новые типы зданий мартеновских, конверторных и электросталеплавильных цехов;
* конструкция дюкера под р.Москва;
* конструкция высотных зданий г.Москвы на Смоленской площади и площади Восстания, гостиницы "Украина" на Бережковской набережной;
* конструкции антенных сооружений в виде мачт и башен высотой до 460м;
* серии типовых металлоконструкций промышленных зданий, резервуаров, мостов и др.;
* крупнейшие в мире вантовые трубопроводные переходы через реки пролетами от 400 до 900м;
* конструкции Дубненского и Серпуховского ускорителей;
* проекты 100 заводов по изготовлению металлоконструкций;
* проекты Бакинского и Астраханского заводов по изготовлению стационарных платформ для Каспия и проекты унифицированных морских опор для глубины моря от 100 до 300м;
* конструкции пускового комплекса на космодроме Байконур;
* прецизионные радиотелескопы и зеркальные антены и др.

Научно-исследовательская работа коллектива института за долгое время его существования затронула широкий круг проблем; как правило, эти исследования сопровождали разработку новых конструктивных форм сооружений.

Основные направления исследований:

* исследование действительной работы строительных металлоконструкций;
* разработка новых и совершенствование существующих конструктивных форм металлических конструкций зданий, сооружений и мостов;
* исследование проблем строительной механики;
* разработка методов и средств автоматизации проектирования;
* разработка и совершенствование теории надежности и безопасности;
* исследование свойств и изыскание оптимальных строительных сталей;
* исследование и совершенствование сварных соединений;
* разработка сортамента профилей;
* разработка и совершенствование методов и средств защиты металлоконструкций от коррозии;
* разработка новых методов экспериментальных исследований напряженно- деформированного состояния металлоконструкций в лабораторных и натурных условиях.