Капитель что такое в строительстве

КАПИТЕ́ЛЬ

Том 13. Москва, 2009, стр. 24

Скопировать библиографическую ссылку:

КАПИТЕ́ЛЬ (от лат. capitellum – го­лов­ка), ар­хи­тек­тур­ный эле­мент, од­на из трёх ос­нов­ных (на­ря­ду со ство­лом и ба­зой) час­тей ко­лон­ны и её мо­ди­фи­ка­ций (по­лу­ко­лон­на, пи­ля­ст­ра). Бу­ду­чи оформ­ле­ни­ем верх­не­го края вер­ти­каль­ной опо­ры, К. при­ни­ма­ет на се­бя тя­жесть ан­таб­лемен­та и пе­ре­да­ёт её ство­лу. В Древ­нем Егип­те К. име­ла вид бу­то­нов ло­то­са и па­пи­ру­са, пуч­ка ли­сть­ев паль­мы, го­ло­вы бо­ги­ни Хат­хор и др. В клас­сич. ар­хи­тек­ту­ре тип К. и её ар­хит.-ху­дож. ха­рак­тер за­ви­сят от то­го, к ка­ко­му ор­де­ру ар­хи­тек­тур­но­му она при­над­ле­жит (тос­кан­ская, до­ри­че­ская, ио­ни­че­ская, ко­ринф­ская, ком­по­зит­ная). К. де­лит­ся по вер­ти­ка­ли на неск. час­тей. Верх­няя, обя­за­тель­ная для всех ор­де­ров часть – абак ; в тос­кан­ском и до­ри­че­ском ор­де­рах к не­му до­бав­ля­ют­ся эхин и шей­ка; в ио­ни­че­ском ор­де­ре шей­ка обыч­но от­сут­ст­ву­ет, но ме­ж­ду аба­ком и эхи­ном име­ет­ся по­душ­ка с во­лю­та­ми ; в ко­ринф­ском ор­де­ре абак ле­жит на бо­га­то ук­ра­шен­ном ко­ло­ко­ле; в ком­по­зит­ном ор­де­ре ме­ж­ду ко­ло­ко­лом и аба­ком по­ме­ща­ет­ся ио­ни­че­ский эхин с во­лю­та­ми. Ви­ды не­клас­сич. К. весь­ма раз­но­об­раз­ны (К. с про­то­ма­ми львов и бы­ков в ахе­ме­нид­ском Ира­не, сред­не­ве­ко­вые ку­би­че­ские, ли­ст­вен­ные, ста­лак­ти­то­вые, фи­гур­ные К. и др.).

Источник

Античная архитектура

Капитель: самый известный элемент ордера

Капитель — это самая выразительная часть здания, именно по ней отличают типы ордеров. В этой части узнаем, почему и посмотрим на разные виды капителей.

Мы уже выяснили, что ордер — намного больше, чем типы капителей; это сложная система соотношений частей здания. Но почему тогда на лекциях много разговоров уделяют такой небольшой детали, как капители колонн? Объясняем.

🌸 Капитель, наоборот, самая пластичная и выразительная часть здания. Это точка перехода, стык двух форм, место, где колонна берет на себя тяжесть здания. Архитектору есть где разгуляться — здесь он может играть с тем, как ложатся тени и сочетаются сложные формы.

Капитель — поле для экспериментов, так что за тысячи лет их в европейской архитектуре накопилось очень много (только посмотрите на подборку ниже), но своих названий у них нет.

🏛 В вечности остались только три капители, они и правда получились удачные: дорическая, ионическая и коринфская. Две с половиной из них создали греки, последнюю доделали римляне и придумали свою вариацию — композитный ордер.

Дорический похож на блинчик.
Ионический имеет две завитушки.
Коринфский состоит из листиков аканта.
Композитный совмещает и листики, и завитушки.

Четыре античных ордера: дорический (Парфенон), ионический (Эрехтейон), коринфский (храм Зевса), композитный (арка Тита в Риме)

А вот капители, которые очень любили варьировать в сталинской архитектуре, добавляя фантазийные элементы: снопы сена и ржи, серпы и звезды, изображения животных

Капители настолько разнообразны, что их можно коллекционировать. Что мы уже начали делать — вот небольшая часть.

❗️ А вам задание — сделайте свою подборку, добавив свои наблюдения — чем именно эти капители зацепили взгляд?

Другая плоскость, в которой интересно рассматривать классические капители — это их качество. Чем выше был статус постройки, тем качественнее резьба. Особенно это заметно на римских примерах.

🏛 Пантеон — важная постройка в центре Рима, поэтому капители нарезаны безупречно, сегодня человечество таких не сделает. То же самое касается арок императора.

🏢 Колизей. Это здание попроще, так что здесь капители не так тонко исполнены, а на листьях нет резьбы.

⛺️ Акведуки. Это утилитарная постройка, так что между арками и опорами слегка намечены горизонтальные полосочки, даже не капители. Вот и весь ордер — очень упрощенный.

1. Колонна Пантеона
2. Колизей
3. Акведук Пон-дю-Гар

Античные архитекторы стремились не только упорядочить здание с помощью ордера, но и создать ощущение массивности, сделать здание еще солиднее. Какими средствами?

✅ Энтазис. Так называют расширение колонн книзу. Одновременно капитель расширяется, потому что берет на себя нагрузку. Именно из-за энтазиса колонна оптически выглядит прямой — если бы утолщения не было, создавалась бы оптическая иллюзия вогнутости.

✅ Каннелюры (борозды) создают игру света, из-за этого колонны выглядят более шершавым.

✅ База колонны состоит из многослойных блинчиков, благодаря которым колонна уверенно встает на землю.

✅ Антаблемент (все, что выше капители) нарезается на слои. Каждый слой — своей толщины, некоторые слои украшены орнаментом. Это делает антаблемент похожим на увесистую раму старой картины в музее.

❗️ Массивность за счет слоев можно встретить даже в наших квартирах: на плинтусах, филенках кухонных шкафов, рамках и нишах дверей — это все «привет» от ордерной системы.

Источник

О капителях

Капительные стыки колонн с плитами перекрытий часто применяют при проектировании нежилых зданий с пролетами более 6 м, а также при больших нагрузках на плиты (например, в подземных и надземных паркингах, торгово-офисных, складских зданиях, а также в различных промышленных сооружениях). Но не смотря на частое использование при проектировании, в наших обязательных нормативных документах нет требований по конструированию и расчету капителей, как отдельного конструктивного элемента. Например, СП 63.13330 (который является обязательным) относит капители к специфическим конструкциям: «Настоящий свод правил не содержит требования по проектированию специфических конструкций (пустотные плиты, конструкции с подрезками, капители и т.п.)«. Так как в терминах и определениях данного нормативного документа авторы не указали, что считать конструкциями с подрезками, и что «капителями и т.п.», остается только предполагать, что речь идет о классических капителях (т.е. утолщениях верхней части колонн), а подрезки — это местное изменение сечения в плите или балке с широкого на более узкое. При отсутствии определений, например, «подрезкой» или конструкцией подобной капители можно также считать короткие консоли колонн, расчет которых приводится в приложении Ж СП 63. Такая путаница получается из-за того, что только небольшая часть нормативных документов по железобетонным конструкциям стала обязательной и многие очевидные для авторов норм понятия приходится уточнять для правильного понимания требований этих документов.

Известно, что капители стали применять в качестве дополнительного конструктивного элемента после создания железобетона, до этого капитель была лишь архитектурным элементом оформления верхней части колонны, т. е. декоративным элементом оформления колонны. С появлением железобетонных конструкций и железобетонных перекрытий их стали использовать для уменьшения пролета плиты, распределения сконцентрированных надколонных моментов, повышения общей жесткости соединения плиты с колонной и уменьшения горизонтальные смещений плит, уменьшения расчетной длины колонн, повышения несущей способности перекрытий на продавливание и уменьшения их прогибов. Со временем их стали применять в зданиях, рассчитываемых на сейсмические воздействия, а также в зданиях рассчитываемых на прогрессирующее обрушение, так как их наличие повышало надежность таких зданий. Появилась потребность и в расчете самих капителей. В России упоминания о капителях при проектировании конструкций начали появляться в начале прошлого века. В частности, при проектировании монолитных перекрытий с капителями. На сегодняшний день об особенностях проектирования капителей написано в нормативных документах разных стран, но в российских обязательных нормах по железобетону требований к их расчету проектированию пока нет.

Чтобы разобраться, является ли конструкция капителью или это утолщение плиты с «подрезкой» в обратную сторону, стоит изучить требования к капителям в зарубежных нормативных документах, а также в технической литературе у нас.

По рекомендациям, описанным в «НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ по теме: Разработка методики расчета и конструирования монолитных железобетонных безбалочных перекрытий, фундаментных плит и ростверков на продавливание», авторами которого являются и авторы СП 63, проверку прямоугольной капители на продавливание следует проводить при ее вылете за грань колонны более чем в полтора раза превышающем толщину. При меньшем вылете продавливание проверяют в плите за гранью капители. То есть, авторы считают, что при вылете менее 1,5 высоты утолщение можно считать классической капителью (утолщением колонны).

В зарубежной (а также в советской) литературе и нормативных документах используется понятие эффективной ширины оголовка колонны (расчетной ширины капители). Эта ширина ограничивается линиями идущими под углом 45 градусов от центральной оси колонны до нижней поверхности плиты и не зависит от реальной ширины верхней части капители, т.е. если угол наклона более 45 градусов, эффективная ширина все равно принимается не более ширины, ограниченной конусом с гранями, идущими под 45 градусов от оси колонны к плите. Это предположение, в частности, подтверждается экспериментально и аналитически в статье «Experimental and numerical analysis of reinforced concrete mushroom slabs. A. F. Lima Neto; M. P. Ferreira; D. R. C. Oliveira; G. S. S. A. Melo». Со статьей можно ознакомиться по ссылке: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1983-41952013000200007&script=sci_arttext&tlng=en.

При небольших углах наклона граней капители, теоретически, она может работать и на изгиб (например, при отношении вылета капители к высоте 1/10 и менее), но классическая капитель с углом наклона граней 45 градусов, работает на сжатие по наклонной сжатой бетонной полосе и изгибаемым элементом не является. Её расчет аналогичен расчету короткой консоли, входящей в состав жесткого (рамного) узла, указанного в приложении «Ж» СП 63.

На рисунке 3 показан пример армирования классической, капители из книги «Manual for detailing reinforced concrete structures to EC2. Jose Calavera. 2012»:

Данная капитель является классической конусообразной капителью колонны, которая армируется наклонными стержнями, которые анкеруются снизу — в колонну, а сверху — в плиту капители. Наклонные стержни охватываются, как обручами, хомутами капители. Кроме этого, внутри капители показаны хомуты колонны, возможно конструктивно (для фиксации вертикальной арматуры). В верхней части капители показана капительная плита. Эту плиту добавляют при больших нагрузках для большего уменьшения пролета и увеличения контура продавливания в вышележащей плите.

В Советском Союзе капители применяли часто, так как они позволяли экономить арматуру, которой, в те времена не хватало. О капителях, к примеру, написано в книге Штаермана и Ивянского «Безбалочные перекрытия. Москва 1953 г.». Фрагмент из книги: «Размеры капителей должны быть обоснованы и каждый раз проверены расчетом плиты на главные растягивающие напряжения по периметру в местах перелома капителей. При средних величинах нагрузок наиболее целесообразными и экономичными являются размеры капителей, равные 0,35 пролета при расчетной ширине капители С, равной примерно 0,22l. Расчетная ширина капители С должна быть во всех случаях не меньше 0,2l, а верхние наружные размеры капители при капителях I и II — не менее 0,35 величины соответствующего пролета l и при капителях типа III — не менее 0,2l. Армирование капители в огромном большинстве случаев по расчету не требуется, так как сечение ее настолько велико, что растягивающие усилия у наружных граней капители не возникают, а сжимающие усилия всегда меньше допускаемых. Поэтому армирование капителей производится только по конструктивным соображениям для обеспечения лучшей связи ее с колонной и плитой. Прямые капители (без изломов) армируются обычно прямыми стержнями диаметром 8-10 мм, поставленными по углам и по середине сторон и стянутыми по высоте 3-4 хомутами диаметром 6 мм (рис. 5,а). Капители с изломом армируются так же, как прямые капители (рис. 5,б), полукапители пристенных колонн армируются так же, как и средние капители. В капителях с надкапительной плитой капитель армируется, как прямая капитель, а в надкапительной плите, в которой возникают только сжимающие усилия, расчетной арматуры не требуется. Она армируется только по конструктивным соображениям сеткой из стержней диаметром 8-10 мм через 10-15 см с концами, отогнутыми вверх под прямым углом (рис. 5,в)».

Некоторую информацию о расчете монолитных капителей можно также найти в «Руководство по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций. Москва 1975 г». Например, в пункте 4.8 этого документа написано о расчете на продавливание капители: «Капители рассчитываются на продавливание в наиболее слабых местах, например там, где очертание образует входящие узлы… При расчете на продавливание капителей или полукапителей, а также плиты по периметру капителей и полукапителей величина силы Р принимается равной сумме сил, передающихся через перекрытие на рассматриваемую колонну, за вычетом нагрузок, приложенных к верхнему основанию пирамиды продавливания».

В пункте 4.11 этого Руководства также даны рекомендуемые параметры ломаных капителей: «При применении квадратных или прямоугольных капителей ломаного очертания рекомендуется принимать величину Сх / lx и Cy / ly — пределах от 0,08 до 0,12; отношение высоты hk капители в месте перелома ее очертания к толщине плиты hп в пределах от hk / hп = 2 до hк / hп = 2,5″.

Классические капители с углом наклона граней 45 градусов хороши тем, что их не нужно проверять на продавливание, не нужно армировать по расчету (только конструктивно), они повышают жесткость стыка плиты с колонной и уменьшают прогибы плит. Однако, их главным минусом являются большие габариты, из-за которых возникают сложности с проводкой коммуникаций и планировкой помещений.

При уменьшении высоты капителей и увеличении угла наклона их граней в капителях возникают проблемы с продавливанием и в них устанавливают не горизонтальные, а вертикальные хомуты (или каркасы). Такие капители можно отнести к утолщению плиты.

Ниже приведены схемы определения расчетных сечений в капительных стыках по зарубежным нормам.

Расчет отдельно стоящих фундаментов с банкетками под железобетонные и стальные колонны на продавливание и на поперечную силу, также описан в главе 2 «Пособия по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83)».

О конструировании и расчете капителей также говорится в «Руководство по проектированию железобетонных конструкций с безбалочными перекрытиями. Москва Стройиздат 1979».

В некоторых зарубежных нормах можно найти запрет на бетонирование капителей отдельно от основной плиты перекрытия, поэтому данное требование также нужно иметь в виду при проектировании. При необходимости устройства холодных швов бетонирования в местах соединения капители (или банкетки) с основной плитой, данный стык необходимо проверить на сдвиг контактного шва по формуле 5.26-5.32 П 1-98 к СНиП 2.03.01-84*.

В нашей литературе можно встретить также исследования надкапительных стыков. Например, в диссертации «РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КАПИТЕЛЬНЫХ УЗЛОВ СОПРЯЖЕНИЯ КОЛОНН С ПЕРЕКРЫТИЯМИ В БЕЗРИГЕЛЬНЫХ КАРКАСАХ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ», автор проводит сравнительное экспериментально-аналитическое исследование «надкапительных» стыков и дает рекомендации по их расчету и конструированию. Основные выводы диссертации:

«Определение несущей способности перекрытия с капителями на продавливание при одновременном действии сосредоточенной силы и изгибающего момента производится по двум сечениям возможного образования трещин:
— в первом случае наклонная трещина пирамиды продавливания образуется на стыке капители и плиты, и следует до нижней поверхности перекрытия, пересекая наклонную арматуру (сеч. І-І, рис. 2);
— во втором случае наклонная трещина образуется на верхней по-верхности перекрытия, и следует под углом 45 град. к нижней поверхности плиты к месту начала отгибов наклонной арматуры (сеч. II-II, рис. 2).

1. Расчет по сечению І-І производят из условия:

где F — сосредоточенная сила от внешней нагрузки;
М — изгибающий момент от внешней нагрузки, учитываемый при расчете на продавливание;

и — предельные сосредоточенная сила и изгибающий момент, воспринимаемые бетоном по сечению І-І;

Fsw,ult и Msw,uit — предельные сосредоточенная сила и изгибаю­щий момент, воспринимаемые наклонной арматурой.

— усилие, воспринимаемое бетоном по сечению І-І, определя­ется по формуле:

где Rbt — расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;

— площадь расчетного сечения І-І, расположенного на рас­стоянии 0,5h0 от грани колонны при h > с или на расстоянии 0,5(d+h0) при h

— предельный изгибающий момент, воспринимаемый бето­ном по сечению І-І, определяют по формуле:

— момент сопротивления расчетного контура поперечно­го сечения І-І.

Усилие Fsw,ult, воспринимаемое наклонной арматурой, определя­ется по формуле:

где Rswi, Aswi, — соответственно, расчетное сопротивление растяжению, площадь и угол наклона к горизонтали каждого наклонного арматурного стержня.

2. Расчет по сечению ІІ-ІІ производят из условия:

и — предельные сосредоточенная сила и изгибающий момент, воспринимаемые бетоном по сечению ІІ-ІІ.

В статье «ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИСПЫТАНИЙ УСИЛЕННЫХ УЗЛОВ ОПИРАНИЯ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ НА КОЛОННЫ» авторами проведен численно-экспериментальный анализ «надкапители», и предложен вариант по усилению перекрытия «надкапителью» следующего вида:

В конце статьи, хочется обратить внимание на то, что классическую капитель, которая не требует никаких специальных расчетов и армируется конструктивно, авторы СП 63 отнесли к специфическим конструкциям и не внесли в данный нормативный документ. Из-за большой популярности этого конструктивного элемента, хотелось бы, чтобы авторы наших обязательных норм добавили определение капители и указали параметры, по которым капитель можно считать классической, а также дали рекомендации по её конструктивному армированию.

Источник

Древняя архитектура не перестает завораживать современного человека. Такие архитектурные элементы, как колонна, пилястра, капитель – это уже давно забытое прошлое. Здания, украшенные такими роскошными элементами, теперь можно увидеть, разве что на экскурсии по памятникам архитектуры. И все же, возможно, они найдут свое место в современных строениях, поэтому необходимо разобраться, что такое капитель и для чего она предназначена.

Архитектурный ордер

Прежде чем ознакомиться с понятием «капитель», необходимо разобраться, что такое архитектурный ордер. Архитектурный ордер – это множество частей несущей конструкции и систем перекрытий. Учитывая то, что эти элементы играли важную роль в устойчивости всей конструкции, они выполнялись с соблюдением четких пропорций.

Архитектурные ордеры бывают: вертикальные и горизонтальные. К вертикальным архитектурным ордерам относятся колонны и пилястры, к горизонтальным – антаблементы. Все эти сооружения берут свое начало в Древнем Риме и Греции. Именно там впервые появились эти декоративные элементы.

Что такое «капитель»?

Капитель относится к вертикальному архитектурному ордеру и является частью колонны. Такие изделия отличаются своей красотой и разнообразием. Если рассматривать точное определение, то капитель – это верхушка колонны, которая соединяет ее с антаблементом. Из этого следует, что функция капители не только эстетическая. На практике она расширяет площадь соединения колонны с балочным перекрытием, а также принимает и перераспределяет его вес. Поэтому верхушка колонны должна быть в форме трапеции, то есть узкое основание, постепенно расширяющиеся по направлению к антаблементу. Как правило, капитель состоит из трех элементов:

Геометрическое строение капители обычно представлено в виде овальной сферы или куба. Капитель в виде куба может обладать ярко выраженными гранями, которые, в свою очередь, украшают архитектурными сколами.

Виды капителей

Значение слова «капитель» с латинского переводится, как «голова». Именно поэтому ей уделяли такое огромное значение. Разнообразные узоры, формы и орнаменты всегда украшали верхушку величественной колонны. Всего существует пять видов капителей, которые различают по их внешним особенностям и технике исполнения. Капители делятся на:

Каждый из этих видов обладает своими уникальными свойствами и особенностями, с которыми нужно ознакомиться поподробнее.

Капители дорического ордена

Для дорического стиля свойственна простота и сдержанность. Капители дорического ордена имеют скромную структуру и не обладают особым разнообразием форм. Ее архитрав, как правило, имеет сглаженные края без нанесённого на него орнамента. Из-за такой сдержанности в формах данный вид капители приобрел название «мужской».

Капители ионического ордера

Полной противоположностью капителей дорического ордена является их ионический стиль исполнения. Для него характерна легкость и изящность структуры архитектурного элемента. Поэтому его именуют как «женскую». Основание ионической капители обладает сферической формой без нанесенного на нее орнамента. Как правило, капитель украшают иониками и четырьмя завитками, которые направлены вниз относительно антаблемента.

Капитель коринфского ордера

Этот стиль родом из Древней Греции. В его основу положены элементы ионического стиля с добавлением дополнительных декоративных элементов. По форме ионическая капитель напоминает колокол. Ее украшают всевозможными листьями, цветами и завитками. Ходит легенда, что создателя этого архитектурного стиля подтолкнула к созданию такого декоративного элемента корзина с цветами на гробнице мертвой молодой девушки. Поэтому украшения в виде листьев и цветов являются неотъемлемой частью коринфской капители.

Византийская капитель

Византийский стиль является абсолютно уникальным в плане технологии строительства и эстетики. Капители тех времен обладали четкими гранями, небольшими размерами и целостностью конструкции. Византийцы считали, что капитель – это целое искусство. Поэтому зачастую этот архитектурный элемент изготавливали из чистейшего белого мрамора и покрывали позолотой. Византийские колонны всегда отличались своим убранством и роскошью, что сделало их уникальными в своем роде.

Готическая капитель

Готический стиль свойственен архитектурным строениям, возведенным в Средневековье на территории Западной Европы. Он также обладает внешними особенностями, которые отличают его от всех остальных. Готическая капитель – это верхняя часть колонны, украшенная узорами, которые имеют округлую форму с уникальными, свойственными исключительно данному стилю, очертаниями. Готическому стилю, как и ионическому, также присущи украшения в качестве листьев. База капители напоминает природные формы с имитацией растущих на нем декоративных растений.

Источник