С античных времён для укрепления сводов и куполов используются рёбра жёсткости. Благодаря им возможно создание тонких конструкций.

Купол Гранадского собора в Испании. На небесно-голубом фоне видны рёбра жёсткости золотого и белого цветов. Фото: Энрике Эрнандес-Монтес, Университет Гранады.

При выборе схемы расположения рёбер предпочтение обычно отдаётся проверенной временем классике. Это кессонные потолки — квадратная сетка, как в римском Пантеоне, или так называемые крестовые своды — их можно видеть в традиционных православных храмах крестово-купольного типа. Никакой сложный поиск более совершенных решений обычно не проводят. Но исследователи из Сколтеха вместе с коллегами из Университета Гранады (Испания) решили проанализировать, какие способы укрепления куполов и сводов архитектурных построек справляются с задачей лучше других. Они сравнили, насколько хорошо выдерживают нагрузку конструкции с разными вариантами расположения рёбер жёсткости.

Серию натурных экспериментов и численное моделирование материаловеды выполнили на изогнутых полимерных композитных оболочках разной формы, у которых были по-разному расположенные рёбра жёсткости. Сами оболочки эта научная группа спроектировала в более ранней работе с использованием биомиметического подхода, основанного на подражании природным объектам...

№11, 2024