Архитектура
Ты побывал на программе "Архитектура", где ты попробовал себя в роли архитектора-конструктора, которому предстояло решить нелегкую задачу и построить многоэтажное здание в сейсмоактивном регионе. Чтобы твое здание было прочным, ты разобрался в природе сейсмической активности, узнал, что такое резонанс, провел испытание различных материалов на прочность и разобрался в принципах сейсмостойкого строительства.

Дома мы предлагаем продолжить знакомство с инженерными конструкциями и изучить конструкции, изобретенные известным инженером Владимиром Шуховым.

Инженерные конструкции В. Г. Шухова уникальны и новы для его времени. Люди тысячелетиями строили здания из камня, кирпича, дерева и привыкли, что инженерные металлические конструкции должны быть спрятаны за красивыми фасадами. Но Шухов доказал, что конструкции из металла не только надежны, но еще красивы и воздушны и нет нужды их прятать. Они появляются во многих зданиях конца 19 - начала 20 века, где нужно было естественное освещение. Большие, сводчатые, легкие и ажурные потолки украсили и сделали светлыми множество зданий.

Где в Москве найти "Шуховские конструкции"?
Своды ГУМа
Главпочтамт
Педагогический университет
Пушкинский музей
Дебаркадер Киевского вокзала
Еще одним изобретением Владимира Георгиевича является сетчатая башня. Уникальность этой конструкции в том, что она одновременно и очень прочная, и очень легкая, а все элементы башни равномерно распределяют нагрузку и постоянно включены в работу. Впервые такая башня была представлена миру в 1896 году на Всероссийской художественно-промышленной выставке в Нижнем Новгороде. Эта башня сохранилась до сих пор в селе Полибино Данковского района Липецкой области.
Самой известной башней Шухова стала телевизионная башня в Москве, построенная в 1919-1922 годах. В народе она так и называется Шуховская башня. Ты наверняка ее видел, а если нет, то обязательно прогуляйтесь вместе с родителями. Телебашня находится всего в 5 минутах ходьбы от метро Шаболовская (ул. Шухова, д 14, Москва).
Эта башня высотой 150 м была построена без подъемных кранов. Как бы вы думали, что придумал великий инженер? Он в буквальном смысле слова "разложил" башню как подзорную трубу.
А в середине 20 века, сетчатые башни стали строить по всему миру. Вот некоторые из них:
Башня в порту Кобе (Япония, 1963)
Сиднейская башня (Австралия, 1981)
Телебашня в Гуанчжоу (Китай, 2009)
ЭКСПЕРИМЕНТ #1
Ферма - это не только животноводческое хозяйство, но ещё и прочная инженерная конструкция из металлических стержней или брусьев. Шухов изобрел множество конструкций различных ферм. Давай разберемся с тем, как работают фермы на практике.
Тебе понадобится:
  1. Зубочистки
  2. Пластилин или кубики жевательного мармелада
ИНСТРУКЦИЯ:
1
Если ты используешь пластилин, накатай много (15-20) шариков, диаметром около 1 см
2
Собери из зубочисток и пластилина (жевательного мармелада) куб.
3
Собери из зубочисток и пластилина пирамиду.
4
Попробуй надавить сверху на обе фигуры? Какая из них крепче?
5
Теперь попробуй собрать несущие конструкции из кубов и из пирамид. Для этого пристрой к уже готовому кубу еще несколько кубических секций, например вот так
6
А из пирамид собери вот такую конструкцию.
7
Проверь обе конструкции на прочность. Клади на них сверху книги и посмотри, какая конструкция выдержала большую нагрузку?
что происходит?
Треугольник – это единственная геометрическая фигура, которая сохраняет свою форму под воздействием нагрузки, приложенной к соединительным точкам, или стыкам, даже если эти стыки являются шарнирными. Поэтому при создании прочных конструкций используют фермы, которые состоят из треугольных элементов.
Теперь, когда ты знаешь принцип треугольников или ферм, ты будешь находить их во многих архитектурных сооружениях вокруг себя. Например, известная всем нам Эйфелева башня фактически построена из ферм. Почему в свое время Шухов не построил в Москве аналог такой башни? Ведь это проверенная и устойчивая конструкция?

Ответ прост - на постройку Эйфелевой башни требуется очень много металла. И Владимир Георгиевич искал более экономичные конструкции. Когда строилась Шуховская башня (1919-1922 гг.) в России шла гражданская война и металла не хватало. Так что "экономичная" Шуховская башня стала отличным решением.
ЭКСПЕРИМЕНТ #2
Ферма - это не только животноводческое хозяйство, но ещё и прочная инженерная конструкция из металлических стержней или брусьев. Шухов изобрел множество конструкций различных ферм. Давай разберемся с тем, как работают фермы на практике.
Тебе понадобится:
  1. Бамбуковые шпажки или длинные макароны
  2. Карандаш/ручка/фломастер
  3. 2 круглых основания, в которые можно втыкать шпажки (макароны). Основания могут быть разного диаметра. Что это может быть?
  • диски из пенопласта или любого другого вспененного материала,
  • 2 мотка бумажного скотча,
  • крышка с наклеенным по периметру пластилином.
ИНСТРУКЦИЯ:
1
Раздели выбранные основания на равные сектора, отметь границы. Чем больше секторов, тем более ажурной и прочной получится конструкция.
2
Вставь в центр каждого сектора шпажку строго вертикально.
3
Вставь верхние концы шпажек в центр каждого секторо второго основания соответственно.
4
Поверни два основания относительно друг друга в разные стороны. Поворачивая до тех пор пока шпажки не обопрутся друг на друга. При этом каждая шпажка займет диагональное положение.
ЭТО ИНТЕРЕСНО
Несмотря на кривизну этой конструкции мы построили ее из прямых палок. Так что вы не удивитесь, когда увидите как прямая палка проходит в изогнутое отверстие. Но можете удивить так своих друзей.