ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ КУРСА СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ СТУДЕНТАМ АРХИТЕКТУРНОГО ФАКУЛЬТЕТА

ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ КУРСА СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ СТУДЕНТАМ АРХИТЕКТУРНОГО ФАКУЛЬТЕТА

Подготовка высококвалифицированных специалистов в области архитектурного проектирования и дизайна требует освоения студен- тами не только дисциплин, связанных с выбранным профилем, но и достаточно глубокого освоения общетехнических дисциплин, в том числе курсов теоретической и строительной механики. Вопреки рас- пространенному мнению, что архитектору не нужны точны науки, современный специалист не может обойтись без знания основ мате- матики и механики.

Памятники архитектуры, пережившие века. Создавались строи- телями с большим запасом прочности. При этом, формы и размеры сооружений определялись на основе экспериментов и с использова- нием строительного опыта. Качество зданий и других архитектурных объектов проверялись в реальных условиях [1].

В современном мире, при проектировании сооружений невоз- можно опираться только на опыт. Необходимо строить быстро и ка- чественно. Эти требования вызывают потребность в грамотно выпол- ненных расчетах на прочность. жесткость и устойчивость сооружений. Цель расчетов сводится к определению достаточной, но не излиш- ней, безопасности сооружений, то есть достижения долговечности и экономичности.

В предисловии к книге Марио Сальвадори и Роберта Хеллера

[1]          «Конструкции в архитектуре», известный итальянский архитек- тор Пьер Луиджи Нерви писал: «Для того, чтобы изобрести конструк- цию и дать его точные пропорции, нужно следовать как интуиции, так и математическому расчету …».

Архитектура стоит на стыке искусства и технических знаний, ко- торые позволяют реализовать разработанные проекты. Еще в I веке

до н.э. один из создателей теории архитектуры – древнеримский уче- ный, архитектор и механик Марк Витрувий определил три основных принципа, которые должны быть соблюдены в сооружении – поль- за, прочность и красота. Создавая сооружения, архитектор выбира- ет конструкцию, которая должна иметь конкретное функциональное назначение. При этом сооружение должно отвечать критериям проч- ности, жесткости и устойчивости. То есть противостоять приложен- ным нагрузкам и природным силам. При этом оно должно удовлет- ворять эстетическим требованиям.

Быстрое развитие конструкций, создаваемых из новых матери- алов. А так же математические сложности при расчете новых кон- структивных форм, не дают возможности архитектору охватить весь круг проблем, связанных с проектированием современных конструк- ций. В связи с этим, начинающие архитекторы часто доверяют окон- чательный расчет конструкций инженерам-проектировщикам. Но на первоначальной стадии проектирования, архитектор сам назначает форму и пропорции конструкции, полагаясь на знания, полученные, в том числе и в курсе теоретической и строительной механики [2].

Архитектор и инженер-проектировщик взаимодействуют на всех этапах проектирования. Хорошие знания механики помогают архитек- тору не только в обосновании своего творческого замысла. Но и при нахождении оригинальных и оптимальных решений.

При подготовке молодых архитекторов необходимо, чтобы уже на начальных этапах обучения студенты понимали, что конструкция, не зависимо от ее функционального назначения (гражданское или про- мышленное здание, мост, туннель и т. д.) является основным компо- нентом архитектуры. При этом необходимо осознавать важность по- нимания работы конструкций с учетом, действующих на нее нагрузок. Развитие современных строительных материалов, математические трудности расчета сложных конструктивных форм (фермы, оболоч- ки и т. д) значительно осложняют подготовку, необходимую для бу- дущих архитекторов, градостроителей и дизайнеров архитектурной среды. Наряду со специальными знаниями в области архитектурно- го творчества требуется глубокое освоение расчетных и проектиро- вочных дисциплин. Изучение строительной механики, как и других инженерно-технических дисциплин, создает логически-обоснован- ную систему обучения, что в дальнейшем позволит получить специ- алиста, способного полностью разработать конструкцию, начиная от

выработки проектного задания до технико-экономического обосно- вания принятого варианта.

Как отмечает в своих работах ведущий специалист в области строительной механики, профессор А.М. Масленников «Познания архитекторов в расчетной области должны быть в большей степени насыщены концептуальными разделами, акцент должен делаться на общие идеи и принципы статического анализа работы конструкции». Строительная механика – базовая дисциплина, которую осваивают студенты Архитектурного факультета на 2 курсе. Одновременно с ме- ханикой изучаются курсы «Строительных материалов» и «Конструкции зданий и сооружении». Таким образом, формируется образовательный комплекс, который позволяет студентам получить методику определе- ния конструктивных решений, основанных на достижении основных критериев прочности, жесткости и устойчивости зданий и сооружений. При освоении курса строительной механики студентами творче- ских специальностей возникают определенные сложности, связан- ные с недостаточной математической подготовкой, и затруднением при создании расчетных моделей. Для преодоления этих сложностей, необходимо использовать межпредметные связи и общность таких дисциплин, как Высшая математика, черчение, основы архитектур- ного проектирования, макетирование и непосредственно строитель- ной механики. При этом учитывается единство объектов изучения, основные понятия и терминология, практическое применение расче- тов. Максимальный эффект проявляется при одновременном изуче-

нии этих дисциплин [3, 4].

Курс строительной механики для студентов архитектурного фа- культета должен состоять из следующих разделов:

–             статика – раздел, изучающий вопросы равновесия абсолютно твердых тел;

–             сопротивление материалов – раздел, который базируется на ос- новных положениях статики, при этом учитываются физико-механи- ческие свойства строительных материалов, изучаются вопросы проч- ности и устойчивости элементов сооружений, а также определяются изменения формы элементов под действием внешних нагрузок:

–             строительная механика – раздел, который базируется на ста- тике и сопротивлении материалов, и позволяет проводить расчеты на прочность, жесткость и устойчивость расчетных схем сооруже- ний под действием приложенных нагрузок.

Для магистрантов также целесообразно освоить основы теории упругости и теории пластичности, что позволит проектировать кон- струкции с учетом пластических свойств материалов.

Умение вести расчет, позволит архитекторам оценивать внутрен- нее состояние спроектированной конструкции. А также, через рас- смотрение взаимосвязей элементов конструкции появляется возмож- ность выбрать рациональные условия работы конструкции с учетом выбора размера и форм сечений и распределения материала. В свою очередь выбор оптимальных размеров и форм сечений дает возмож- ность для архитектурного творчества.

«Статический анализ выдающихся памятников архитектуры по- зволяет утверждать. Что архитектурная форма всецело вытекает из правильно примененной и грамотно рассчитанной конструкции» [1; 5]. Строительная механика, и в настоящее время наука, которая про- должает свое развитие, на основе разработки эффективных и даю- щих достоверные результаты численных методов с использованием современных компьютерных технологий. Это дает возможность обе- спечить проектировщиков методами расчетов, позволяющих совме- щать расчет элементов конструкций и сооружений в целом, с учетом критериев прочности и устойчивости, а также произвести оптимиза-

цию и синтез конструкций.

«Все это позволяет проектировать и создавать так необходимые современнику прочные, надежные, долговечные, экономичные и эсте- тически приемлемые сооружения» [5].

При изучении курса «Строительной механики» не целесообраз- но рассматривать задачи с условиями и расчетными схемами несу- ществующими в строительной практике. Необходимо дать акцент на практическое применение теоретических знаний. Студент должен понимать, как инженерно реализуются рассматриваемые расчетные схемы. Полученные результаты следует оценивать не только матема- тически, но и позиций возможности конструирования. Это дает воз- можность студентам понимать, как конкретно реализуются, получен- ные знания. Для этого следует решать и прикладные задачи, а теорию пояснять примерами, используемыми в современном архитектурном проектировании.

Литература

1.            Масленников А. М. Основы строительной механики для архитекто- ров: учeб. пособие / А. М. Масленников, А. Г. Егоян; Ленинградский инже- нерно-строит. ин-т. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1988. – 264 с.

2.            Рабинович И. М. Строительная механика стержневых систем. – Москва: Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1954. – 545с.

3.            Шагисултанова Ю. Н. Особенности преподавания расчётных дисци- плин студентам творческих специальностей // Молодой ученый. – 2015. –

№ 9. – С. 1218–1222.

4.            Буланова-Топоркова М. В. Педагогика и психология высшей школы. – Ростов н/Д: Феникс, 2004. – 344с.

5.            Бабанов В. В. Теоретическая механика для архитекторов: учебник для студ. высш. учеб. заведений, обучающихся по направлению подготовки

«Архитектура»: в 2 т. /В. В. Бабанов. – М.: Академия, 2008. – 256 с.