Контрфорс. Это что такое?
Слово «контрфорс» имеет несколько значений и используется в различных областях. В архитектуре и строительстве это выпирающая конструкция, в анатомии человека – встречается термин «контрфорсы черепа». При этом в обоих случаях это слово несет в себе примерно один и тот же смысл.
Контрфорс в архитектуре и строительстве
Еще в Средние века контрфорс стены приобрел популярность, он служил неотъемлемым элементом романского стиля в архитектуре. Эти конструкции строились вокруг здания, в форме устоев, примыкая к стенам с лицевой стороны и размещаясь на определенном расстоянии друг от друга, напротив тех мест, куда упираются подпружные арки сводов в стену.
Контрфорс – это вертикальная конструкция, служащая опорой с лицевой стороны здания и берущая на себя усилия бокового распора. Сечение такого устройства становится больше по степени приближения к основанию ступенчато либо по треугольнику. Когда возникают относительно небольшие нагрузки, сечение его может быть одинаковым, по внешнему виду приближаясь к пилястре.
Романское направление в строительстве зданий тяготело к возведению устремленных вверх построек, потому архитекторы того времени решили, что здесь уместной и наиболее надежной будет ступенчатая конструкция. Вертикальный контрфорс занимал меньше уличного пространства городов. Его было очень удобно использовать в поселениях, где не хватало места для построек. Облегченный контрфорс – это нового типа конструкция, ей возвращают некоторую устойчивость, в верхней части устанавливая каменную башенку. Последний период готики характеризовался возведением угловых контрфорсов, которые помещались под углом в 45° к стенам.
Контрфорсы в готической архитектуре
Система каркасов в готической архитектуре включает в себя совокупность конструктивных особенных строительных приемов, которая дала возможность перераспределить нагрузки здания и в несколько раз сделать легче перекрытия и стены. Благодаря такому архитектурному новшеству периода Средневековья получилось в несколько раз сделать больше высоту и площадь сооружений. Главными составляющими в готической архитектуре служил контрфорс. Это поперечная стенка из камня, вместе с которой возводили аркбутан – наружную полуарку, нервюр – выступающее ребро. Все они строились с определенной целью, выполняли определенную роль в конструкции.
Контрфорс – это мощный столб, вертикальная возводимая конструкция, которая берет на себя часть стеновых нагрузок, противодействует распору сводов. В период Средневековья его не стали прислонять к стене помещения, а вынесли наружу, на некоторое расстояние, прикрепив к зданию с помощью перекинутых арок-аркбутанов. Этого хватало, чтобы эффективно перенаправить нагрузки на опорные колонны от стены. Сами же конструкции контрфорсов делали вертикальными, непрерывно наклонными и ступенчатыми.
Основное предназначение
Принцип данных строительных элементов в готической архитектуре выглядит так: свод не отдает все свои нагрузки стенам, а давление крестового свода направляют нервюры и арки на столбы (колонны), контрфорсы и аркбутаны принимают на себя боковой распор. Благодаря такой совместной работе составляющих удалось построить здания с большим количеством окон, стало популярным витражное искусство и скульптура.
Ко всему прочему, готическая архитектура стала включать в себя уникальную, стремящуюся вверх форму сводов, что, в свою очередь, делало меньше боковой распор, давая возможность большую часть давления перенаправить на опоры. Арки же, напоминающие стрелы, стали заостренными, вытянутыми. И служили предметами воплощения основной идеи готики – стремления храмов ввысь. Довольно часто на том месте, куда опирались аркбутаны на контрфорс, ставили пинакли.
Применение данных конструкций сегодня
Контрфорс стены имеет смысл использовать для невысоких зданий, в том случае, когда наружные элементы накренились (при условии, если с лицевой части имеется место для установки данных элементов, и они не несут вреда архитектуре). Самая распространенная проблема при возведении таких конструкций – строительство их на мелко заложенных фундаментах, поскольку после морозного пучения грунта у контрфорсов есть риск приобрести опасные крены. Также есть еще одна слабая сторона устройства этих элементов – необходимо усиление подвальных стен.
Где еще встречаются контрфорсы
В анатомии и медицине также используется этот термин, и несет он в себе определенный смысл. К примеру, контрфорсы черепа являются функциональными образованиями, которые берут на себя основную нагрузку при жевании, а также смягчают удары, получающиеся при смыкании зубов. Кроме того, они делают слабее сотрясения и толчки во время движения всего тела человека (при ходьбе, прыжках, беге). Контрфорсы челюстей являются утолщениями и играют особую роль в строении черепа.
Что такое контрфорсы в строительстве
контрфорс — контрфорс … Орфографический словарь-справочник
Контрфорс — (от франц. contreforce противодействующая сила), каменная, бетонная или железобетонная поперечная стенка, вертикальный выступ или ребро, усиливающие основную несущую конструкцию (в основном наружную стену) и воспринимающие горизонтальные… … Художественная энциклопедия
Контрфорс — Контрфорс. КОНТРФОРС (от французского contre force противодействующая сила), устой, поперечная стенка, вертикальный выступ, укрепляющий основную конструкцию (главным образом наружную стену). Один из основных элементов готической конструкции… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
контрфорс — стенка, распорка, устой, выступ Словарь русских синонимов. контрфорс сущ., кол во синонимов: 4 • выступ (61) • … Словарь синонимов
Контрфорс — – вертикальная опора, расположенная с наружной стороны стены и воспринимающая боковой распор. Сечение контрфорса увеличивается по мере приближения к основанию по треугольнику или ступенчато. В случае возникновения сравнительно небольших нагрузок … Словарь строителя
Контрфорс — – железобетонный, каменный или металлический конструктивный элемент для восприятия горизонтальной 143 грузки от поддерживаемой вертикальной конструкции. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ и … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
КОНТРФОРС — (от франц. contreforce противодействующая сила) устой, поперечная стенка, вертикальный выступ, укрепляющий основную несущую конструкцию (главным образом наружную стену) … Большой Энциклопедический словарь
КОНТРФОРС — КОНТРФОРС, контрфорса, муж. (франц. contre force) (архит.). Массивная подпорка для поддержания стены. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
Контрфорс — (архит. термин) массивный, сложенный из камня столб илиустой возле стены здания, служащий для ее поддержания в вертикальномположении и увеличения ее сопротивляемости грузу потолочных сводов икрыши. К. употреблялись еще у древних римлян, но почти… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
Контрфорс — (от франц. contreforce противодействующая сила) поперечная стенка, вертикальный выступ, укрепляющий основную несущуюконструкцию (главным образом наружную стену). В горах короткий боковой хребет, длина которого приблизительно равна высоте. (с) А.А … Энциклопедия туриста
контрфорс — контрфорс. Не рекомендуется произношение [контрафорс] … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
Тайна контрфорсов.
В данной статье речь пойдет о контрфорсах как элементах подпорных сооружений.
Очень часто самостоятельные застройщики, а нередко и строительные бригады – применяют этот элемент подпорных стен в тех случаях, где его применение совершенно неоправданно и не нужно. Более того, некоторые недобросовестные производители работ начинают убеждать частного застройщика в необходимости контрфорсов даже на очень невысоких стенках, раздувая таким образом итоговую смету на работы и материалы.
Также, мало кто из частных самостройщиков может внятно объяснить – с какой стороны подпорной стенки должны располагаться контрфорсы, и с каким шагом их нужно возводить. В самостоятельном частном строительстве можно увидеть и контрфорсы с внешней стороны у стенки высотой 1 метр, и контрфорсы из блоков ФБС.
Термины и определения
КОНТРФОРС – это вертикальный выступ или дополнительная конструкция, усиливающие основную несущую конструкцию (преимущественно стену с наружной стороны) и воспринимающие главным образом горизонтальные усилия [Источник: Глава СНиП I-2 «Строительная терминология»].
Долгое время не существовало нормативного документа целиком и полностью посвященного вопросам проектирования подпорных сооружений. Ситуация изменилась с выходом свода правил СП 381.1325800.2018 «Сооружения подпорные. Правила проектирования». Заметим, что данный документ действует с 24 января 2019 года и содержит основные геотехнические требования, которые должны соблюдаться при проектировании, расчете, конструировании новых и реконструируемых подпорных сооружений.
В соответствии с обозначенным выше документом контрфорсы могут быть необходимы для подпорных сооружений массивного или уголкового типа. Причем степень их необходимости тем больше, чем больше высота конструкции.
> расчеты в плоской постановке не позволяют учитывать пространственную работу таких подпорных сооружений;
> применение упрощенных методик расчета не позволяет учесть сложный характер взаимодействия подпорного сооружения с грунтовым массивом.
На рисунке 1 показаны основные элементы монолитной железобетонной контрфорсной подпорной стены уголкового типа.
На рисунке 2 показан пример расчетной конечно-элементной модели монолитной железобетонной контрфорсной подпорной стены уголкового типа.
На рисунке 3 показан полный вид расчетной конечно-элементной модели монолитной железобетонной контрфорсной подпорной стены уголкового типа.
Расчет подпорного сооружения выполняется методом конечных элементов в специализированном геотехническом программном комплексе. Решается упругопластическая задача в нелинейной постановке. При этом рассматриваются следующие основные расчетные стадии:
— устройство фундаментной подушки;
— устройство элементов подпорного сооружения (фундамента, стены, контрфорсов);
— обратная засыпка подпорной стены;
— загружение подпорного сооружения равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью 20 кПа.
Примеры результатов расчета напряженно-деформированного состояния системы «подпорное сооружение – грунтовый массив» представлены на рисунке 4.
Резюмируя, можно сказать:
— практически в абсолютном большинстве случаев возведения невысоких(до 7-ми метров высоты) уголковых монолитных стен – контрфорсы не нужны.
— для значительной экономии средств на работах и материалах – целесообразнее выполнить предварительные геотехнические расчеты, благо сейчас такие расчеты вполне доступны по цене для частных застройщиков.
— кроме расчетов, крайне важно правильное конструирование подпорных стен.
Спасибо, что дочитали статью, надеюсь, что статья была полезна.
Не стесняйтесь поставить лайк, если статья Вам понравилась, пишите комментарии, задавайте вопросы.
Подписывайтесь на канал – постараюсь не разочаровать Вас новыми публикациями