Введение. Муниципальное Автономное Общеобразовательное Учреждение

Муниципальное Автономное Общеобразовательное Учреждение

Домодедовский лицей №3

Кафедра физики

Физика в архитектуре

Проектно - исследовательская работа

Работу выполнил:

Данилов Андрей

Обучающийся 10 Б класса

Научный руководитель:

Лазуткина Е.А.
учитель физики

Домодедово 2015

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Основы архитектуры 4

Устойчивость
Прочность
Механическое напряжение

Глава 2. Теория прочности 7

Глава 3. Свойства архитектуры 9

Заключение 11

Список используемой литературы 12

Приложение 1 13

Приложение 2 14

Приложение 3 15

Введение

Объект исследования: архитектура. Объяснить для чего нужна физика в архитектуре.

Цель работы: В данной работе я хочу выяснить, когда, устойчивость, прочность, механическое напряжение проявится в конкретных архитектурных проектах. Доказать тесную связь архитектуры с физическими законами.

Своеобразие первобытной архитектуры заключается прежде всего в том, что она знакомит нас с творчеством народных масс, еще свободных от эксплуатации. В поисках защиты от непогоды и врага, в связи с возникающими более сложными потребностями, доклассовое общество постепенно выработало начатки архитектурных типов, строительных приемов и тектонических концепций, которые очень долго сохраняли свое значение и являлись исходными для дальнейшего творчества разных народов в течение многих тысячелетий. Чрезвычайно важно то обстоятельство, что в самых отдаленных друг от друга странах, ничем между собой не связанных, можно встретить одинаковые типы сооружений, одинаковые конструктивные приемы и нередко одинаковые архитектурные представления, вызванные сходными условиями и общим для всех них уровнем развития производительных сил. Человек, в отличие от животного, начиная с самых ранних ступеней своего развития, в своем творчестве не только стремится к целесообразности, но «формирует также и по законам красоты» (Из философско-экономических рукописей Маркса 1844 г.). Однако вначале архитектура представляла в основном вид материальной культуры, не поднявшейся до уровня искусства. Это объясняется прежде всего тем, что «первобытный человек был совершенно подавлен трудностью существования, трудностью борьбы с природой» Только в дальнейшем процессе исторического развития, уже нa этапе варварства, появились ясно выраженные «зачатки архитектуры как искусства», как ее констатирует Энгельс, говоря об истоках греческой архитектуры. Лишь в эпоху варварства у каждой народности начал складываться свой собственный язык архитектурного выражения, положивший начало развитию неисчерпаемого разнообразия стилей классового общества.

Основные типы первобытной архитектуры. Наибольшее сходство между типами сооружений различных стран, часто разделенных огромными расстояниями, обнаруживается в эпоху дикости. Пещера, круглая яма, заслон от ветра, шалаш и землянка являются основными типами жилища первобытного человека во всех частях земного шара.

На низшей и средней ступени варварства разросшиеся родовые организации общества вызвали к жизни сооружение огромных коллективных жилищ типа «длинных домов» ирокезов, пуэбло и больших родовых поселков.

На высшей ступени варварства в связи с разложением» древней родовой общины и переходом общества к стадии земледельческой общины характер поселений изменился. В основу их лег принцип ведения семьями раздельного хозяйства.

Сельскохозяйственные и производственные постройки родовой общины на низшей и средней ступенях варварства отражали первобытный коммунизм в общественной жизни. Коллективное владение продуктами производства приводило к созданию общественных зернохранилищ и кладовых, общих помещений для скота и т. п. Для производства различных ремесел возводились специальные постройки, часто с иной конструкцией, чем» жилые сооружения.

Простейшим и древнейшим типом оборонительного сооружения были ров и земляной вал с частоколом, которыми окружалось поселение. Позднее города стали укреплять башнями и каменными стенами, особенно массивными на высшей ступени варварства.

Сооружение особых культовых зданий началось в первобытном обществе только в конце средней ступени варварства или даже на высшей его ступени. До появления их культовые церемонии обычно совершались у алтарей на открытых местах, внешне различно оформленных (кромлехи, моунды и др.).

Развитие архитектурной мысли привело к появлению в предреволюционные годы зачатков нового стиля - конструктивизма, сложившегося в крупных городах уже в советское время. В Екатеринодаре в 1916 г. было построено здание почтово-телеграфной конторы близкое к конструктивистскому решению (в сочетании с элементами модерна и неоклассицизма). Это единственное сооружение такого рода: в 20-30-х гг. теперь уже краснодарская архитектура вернулась к эклектичным формам, а в единичных случаях - к неоклассицизму. В 6О-70-х гг. неоклассицизм переходит в псевдоклассицизм, копирующий лишь декоративные элементы классики (в основном коринфский и композитный ордер). Ярким примером псевдоклассицизма в Краснодаре является здание центрального универмага (1955 г.).
Массовое жилищное строительство 60-80-х гг. породило архитектурный рационализм (отрицающий декор и выделение главного фасада), началось повсеместное внедрение типовых проектов многоквартирных домов. В том же направлении унификации развилась архитектура зданий школ, детских учреждений, магазинов и т.д. Комплексы подобных сооружений сформировали пространственный облик новых жилищных массивов города.
Наряду с рационалистической архитектурой в застройке Краснодара 60-80-х гг. встречаются отдельные здания, решенные в стиле а-ля "неоконструктивизм". Наиболее заметным сооружением такого рода является, несомненно, здание кинотеатра "Аврора" (1967 г., арх. Сердюков) с ясно выраженной архитектонической идеей, основанной на нетрадиционной геометризации объемов. Намного проще решено кубическое здание Дома быта(1965 г.).
В конце 80 - начале 90-х гг. интересным явлением стало интенсивное индивидуальное жилищное строительство. Соединяя в себе и откровенный рационализм, и новую, "функциональную" эклектику, и модернизм, такая застройка определяет сейчас пространственный и архитектурно-художественный облик городских окраин.
В советское время художественные стилевые идеи в краснодарской архитектуре прослеживаются нечетко, "стильные" здания единичны, застройка чрезмерно рационалистична.

Наш век — это архитектура коллективных сооружений — крупных жилых комплексов, заводов, вокзалов, аэропортов, дворцов спорта, научных институтов, в недалеком будущем — космодромов. Индустриализация жизни — хочешь, не хочешь — ведет к отрыву человека от природы, а этого человек не переносит. И вот он берет солнце, дневной свет во все свои дома и сооружения.
Однако нынешняя архитектура света появилась не только как ответ на социальные требования. Не только в результате повышения мастерства зодчих. Она возникла потому, что именно теперь смогла возникнуть — для этого есть нужная техника. Прочный железобетон, надежные металлические конструкции и, главное, совершенно новый материал — стекло. Чтобы дойти до нынешних светлых, легких и четких форм, архитектуре понадобилось минимум пять тысячелетий. Сильно упрощая, можно сказать так:
Египет дал архитектуру гробниц;
Греция — архитектуру храмов;
Рим — амфитеатры;
Европейское средневековье — культовую и военную архитектуру (соборы, замки);
Возрождение — архитектуру дворцов и загородных вилл.

Строительство относится к наиболее древним видам человеческой деятельности, а это значит, что уже много тысячелетий тому назад закладывались основы всего дальнейшего развития архитектуры. Приезжая в любой город мы видим дворцы, ратуши, частные коттеджи, построенные в самых различных архитектурных стилях. И именно по этим стилям мы и определяем эпоху их строительства, социально-экономический уровень страны, нравы, традиции и обычаи того или иного народа, его культуру, историю, национальную и духовную наследственность, даже темпераменты и характеры людей этой страны. Архитектура, или зодчество, формирует пространственную среду для жизни и деятельности людей. Отдельные здания и их ансамбли, площади и проспекты, парки и стадионы, поселки и целые города - их красота способна вызывать у зрителей определенные чувства и настроения. Именно это делают архитектуру Искусством - искусством создания зданий и сооружений по законам красоты. И, как всякий вид искусства, архитектура тесно связана с жизнью общества, его историей, взглядами и идеологией. Лучшие по архитектуре здания и ансамбли запоминаются как символы стран и городов. Всему миру известны древний Акрополь в Афинах, Великая Китайская стена, собор Святого Петра в Риме, Эйфелева башня в Париже. Искусство архитектуры – воистину общественное искусство. Даже в наши дни она сложно взаимодействует с историей и непосредственно включается в культуру своего времени. В обществе массового потребления, частного заказа, коммерческой ориентированности строительной деятельности архитектор зачастую весьма ограничен в своих действиях, но за ним всегда остается право выбора языка архитектуры, и во все времена это был сложный поиск пути к архитектуре как к великому искусству и точной науке. Не случайно о великих цивилизациях вспоминают не только по войнам или торговле, но, прежде всего, по памятникам архитектуры, оставленным ею. Поэтому стоит особо подметить ту важную деталь, что архитектура – это еще и очень точный барометр уровня развития цивилизации, ее истории, культуры и интеллектуального уровня разных народов, поскольку у каждой страны – России, Франции, Германии, Италии, Испании, Греции, Дании, Польши, Украины, Индии, Японии, Китая, Египта – свое лицо, свой внутренно-национальный колорит, свои традиции и обычаи. Все это так впечатляюще, так ярко и так неповторимо отображается в архитектуре каждой страны, непосредственно в ее собственной истории. Да и сама архитектура – это своеобразная «визитная карточка» города, государства, и эпохи в целом.

Глава 1. Основы архитектуры.

1.1 Устойчивость.

Устойчивость — способность системы сохранять текущее состояние при влиянии внешних воздействий. Одним из первых вопросов, возникающих при исследовании и проектировании линейных систем управления, является вопрос об их устойчивости. Линейная система называется устойчивой, если при выведении ее внешними воздействиями из состояния равновесия (покоя) она возвращается в него после прекращения внешних воздействий. Если после прекращения внешнего воздействия система не возвращается к состоянию равновесия, то она является неустойчивой. Для нормального функционирования системы управления необходимо, чтобы она была устойчивой, так как в противном случае в ней возникают большие ошибки.

Определение устойчивости обычно проводят на начальном этапе создания системы управления. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, анализ устойчивости довольно прост. Во-вторых, неустойчивые системы могут быть скорректированы, т.е. преобразованы в устойчивые с помощью добавления специальных корректирующих звеньев.

1.2 Прочность

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих под воздействием внешних сил. Прочность подразделяют на статическую, под действием постоянных нагрузок, динамическую и усталостную (выносливость), имеющую место при действии циклических переменных нагрузок.

Для конструкций различают общую прочность — способность всей конструкции выдерживать нагрузки без разрушения, и местную — та же способность отдельных узлов, деталей, соединений.