Конструкція атріум із металу

Атриум

Атріум – це великий, часто багатоповерховий відкритий простір усередині будівлі, зазвичай з прозорим дахом (світловим ліхтарем) або частиною стіни, що пропускає природне світло. Метал є одним із ключових матеріалів для створення атріумів завдяки своїй міцності, довговічності, гнучкості у формоутворенні та можливості перекривати великі прольоти.

Основні елементи конструкції атріуму з металу:

1. Несучий каркас (скелет):

   • Колони. Вертикальні опорні елементи, що передають навантаження від перекриттів та даху на фундамент. Можуть бути виконані із сталевих труб круглого чи квадратного перерізу, двотаврових балок, швелерів чи складових профілів. Часто колони атріуму грають як функціональну, а й естетичну роль, залишаючись відкритими і видимими.
   • Балки та ригелі. Горизонтальні елементи, що з’єднують колони та формують рівні перекриттів. Також можуть бути із прокатного профілю (двотаври, швелери) або зварних балок.
   • Ферми. Для перекриття великих безопорних прольотів, особливо для даху атріуму широко використовуються металеві ферми. Вони є гратчастими конструкціями зі стрижнів, з’єднаних у вузлах. Ферми забезпечують високу жорсткість при невеликій вазі, що критично для світлопрозорих покриттів. Розрізняють різні типи ферм (трикутні, сегментні, полігональні тощо) залежно від архітектурних та навантажувальних вимог.
   • Просторові конструкції (структури). Для створення складних, великопрогонових та архітектурно-виразних дахів атріумів можуть застосовуватися просторові стрижневі системи (структури). Вони складаються з безлічі з’єднаних між собою елементів, що утворюють жорсткий та стійкий каркас, здатний сприймати навантаження у різних напрямках.

2. Елементи огорожі (для перекриттів та галерей):

   • Металеві огорожі. Поруччя та балюстради, виконані з нержавіючої сталі (часто), чорного металу з покриттям, алюмінію. Можуть бути як суцільними, так і ґратчастими, з різними декоративними елементами.
   • Комбіновані огорожі. Поєднання металу зі склом (часто загартованим чи триплексом), деревом, пластиком. Металевий каркас або стійки забезпечують несучу здатність, а скло або інші матеріали – заповнення та естетику.

3. Покрівельні та фасадні конструкції (для скління):

   • Металеві профілі. Для кріплення скляних панелей даху та вертикальних стінок атріуму використовуються спеціальні металеві профілі.
   • Системи кріплення скла. Крім профілів, можуть використовуватися точкові кріплення (спайдерні системи) або затискні системи, що мінімізують видимі елементи каркасу і створюють відчуття “невидимого” скла.
   • Розсувні елементи, що відкриваються. У даху атріуму можуть передбачатися люки, що відкриваються, або стулки для вентиляції і димовидалення.

4. Зв’язки жорсткості:

   • Для забезпечення загальної стійкості металевого каркасу атріуму використовуються вертикальні та горизонтальні зв’язки жорсткості (розкоси, портали, діафрагми жорсткості).

Переваги використання металу для атріумів:

• Міцність та довговічність. Метал має високу несучу здатність і стійкість до навантажень, що дозволяє створювати надійні та довговічні конструкції.
• Можливість перекриття великих прольотів. Металеві ферми та просторові структури дозволяють створювати атріуми з величезними безопорними прольотами, забезпечуючи максимальний відкритий простір.
• Архітектурна виразність. Метал легко піддається формоутворенню, що дозволяє реалізовувати складні та оригінальні архітектурні рішення. Він може бути пофарбований у будь-який колір, мати різну фактуру.
• Світлопрозорість. Металевий каркас ідеально поєднується зі склом, дозволяючи максимально використовувати природне освітлення, що є однією з ключових функцій атріуму.
• Швидкість монтажу. Металеві конструкції можуть виготовлятися на заводі з високим ступенем готовності і потім монтуватися на об’єкті, що скорочує термін будівництва.
• Стійкість до корозії. При правильній обробці (грунтовка, фарбування, цинкування) металоконструкції мають високу стійкість до корозії, що особливо важливо для зовнішніх елементів атріуму (дах, фасади).
• Пожежна безпека. Метал є негорючим матеріалом, що підвищує пожежну безпеку будівлі. Однак при високих температурах метал втрачає міцність, тому може знадобитися вогнезахист конструкцій.

Атріум: розрахунок та проектування:

Проектування металевого атріуму є складним інженерним завданням, яке потребує ретельних розрахунків на різні види навантажень:

• власна вага,
• снігові,
• вітрові,
• сейсмічні,
• експлуатаційні.

Важливими є також розрахунки на динамічні впливи (наприклад, пульсація вітру). Використовуються сучасні програмні комплекси для 3D-моделювання та аналізу напружено-деформованого стану конструкцій.