An innovative solution for constructing an iron-concrete monolithic dome

• Autorzy: Kvaraia Ikrali , Iremashvili Inga , Ujma Adam , Phirosmanishvili Archil

Identyfikatory

DOI

10.17512/znb.2019.1.17

Warianty tytułu

PL

Innowacyjne rozwiązanie technologiczne kopuły żelbetowej o konstrukcji monolitycznej kopuły żelbetowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper provides an innovative - simplified and economical - method for constructing a dome-shaped roof that has become quite an urgent issue due to the development in the field of construction as well as large-scale ongoing construction of churches, monastery buildings, necropolis and other domed buildings over the last years in recent years in Georgia and other countries. With respect to construction, as compared with straight-line roofing concrete and framework consumption for constructing a dome is less by approximately 25÷30%. Besides, dome-shaped roofing provides a great number of opportunities to make various architectural solutions as well as enables to maintain the architectural traditions established over the centuries. However, construction of a monolithic dome technologically is quite a complex and time consuming process that in the first place is explained by the fact that an appropriate mold is necessary to create before. It describes a completely innovative construction of a molding system of the dome of 12 m in diameter with thin-shielded molds in levels and with an original solution of connection and fixation of the curved edges of the cathedral the second in size in Georgia on Mount Makhata in Tbilisi being under construction. As a result, along with significant saving of materials an unmolding process of the dome after it has been composed and concreted has been extremely simplified. It has been found out that by thin shielded molds it is possible to compose separate load-bearing elements of various complexity and configuration included in the molding system. Also, the process of joining in thickened blocks of the abovementioned elements as well as their mounting and firm fixation has been simplified. It should be noted as well unlimited possibilities of increasing extremely the features of their toughness by adding the edges of simple hardness. And what is more important, use of standard materials and molding devices significantly reduces labor and material consumption connected with formation of molds.

PL

Zaprezentowano innowacyjną metodę wznoszenia kopuły żelbetowej, korzystną pod względem czasowym i ekonomicznym. Rozwiązanie okazuje się być ważne ze względu na aktualne tendencje rozwojowe budownictwa, zakładające poszukiwanie rozwiązań materiało- i energooszczędnych. Nie mniej ważne jest występowanie w ciągu ostatnich lat tendencji rozwoju budownictwa sakralnego, w tym budowy kościołów, obiektów klasztornych, nekropolii i innych budynków z kopułami w Gruzji i innych krajach. W odniesieniu do danego typu konstrukcji, w porównaniu z dachami płaskimi, zużycie materiału na te konstrukcje jest mniejsze o około 25-30%. Poza tym dachy w kształcie kopuły dają wiele możliwości tworzenia różnorodnych rozwiązań architektonicznych, a także pozwalają zachować tradycje formy architektoniczne. Jednak budowa monolitycznej kopuły jest technologicznie procesem dość złożonym i czasochłonnym, który przede wszystkim związany jest z koniecznością wcześniejszego stworzenia odpowiedniego szalunku. W pracy opisano innowacyjną konstrukcję szalunku i systemu formowania kopuły o średnicy 12 m, z wykorzystaniem cienkowarstwowych form oraz nowy sposób łączenia i mocowania tych elementów, przy wznoszeniu katedry na Górze Makhata, w pobliżu Tbilisi. W rezultacie, dzięki uzyskaniu znaczącej oszczędności materiałów proces realizacji kopuły, uwzględniając etap szalowania i betonowaniu, został niezwykle uproszczony. Stwierdzono, że dzięki cienkowarstwowym elementom szalunkowym możliwe jest wykonywanie oddzielnych elementów nośnych różnego kształtu i konfiguracji, w procesie ich formowania. Uproszczono również proces łączenia elementów w przypadku konieczności ich pogrubienia. Zwrócono uwagę na nieograniczone możliwości znacznego zwiększania właściwości wytrzymałościowych przez zastosowanie prostego łącznikowego elementu krawędziowego. Zastosowanie w konstrukcji szalunku typowych materiałów i urządzeń do jego wykonania znacznie zmniejsza robociznę i zużycie materiałów związane z powstawaniem form.

Słowa kluczowe

EN

dome-shaped roofing; molding system; thin-shielded molds

PL

pokrycia dachowe w kształcie kopuły; system szalowania; szalunek cienkowarstwowy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2019
• Tom: Z. 25 (175)
• Strony: 111--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kvaraia Ikrali

• Georgian Technical University, 68, M. Kostava str., 0175, Tbilisi, Georgia

autor

Iremashvili Inga

• Ts. Mirtskhulava Water Management Institute of the Georgian Technical University

autor

Ujma Adam

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-200 Częstochowa

autor

Phirosmanishvili Archil

• Georgian Technical University, 68, M. Kostava str., 0175, Tbilisi, Georgia

Bibliografia

• [1] Olenkov V.D., Kravchenko T.A., Kolmogorova A.O., Dome roofs and domes of orthodox churches, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, I, 451, 012065. doi:10.1088/1757-899X/451/1/012065.
• [2] Soleimani Z., Calautit J.K., Calautit K., Hughes B.R., Climatic analysis of ventilation and thermal performance of a dome building with roof vent, Proceedings of the Institution of Civil Engineers 2017, http://dx.doi.org/ 10.1680/jensu.16.00018, paper 1600018.
• [3] Soleimani Z., Calautit J.K., Hughes B.R., Computational Analysis of Natural Ventilation Flows in Geodesic Dome Building in Hot Climates. Computation 2016, 4, 31; doi:10.3390/computation4030031www.mdpi.com/ journal/computation.
• [4] Dabaieha M., Wanas O., Hegazyc M.A., Johansson E., Reducing cooling demands in a hot dry climate: A simulation study for non-insulated passive cool roof thermal performance in residential buildings, Energy and Buildings 2015, 89, 142-152.
• [5] Kamieniarz M., Unikatowa budowla kurhanu w kształcie kopuły, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture JCEEA 2014, XXXI, 61 (3/II/14), lipiec-wrzesień, 251-260.
• [6] Kobielak S., Zamiar Z., Oval concrete domes. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2017,17, 3, May, 486-501.
• [7] Ezugbaia Z., Kvaraia I., Iremashvili I., Mskhiladze N., Construction Technology, Tbilisi Technical University 2018.
• [8] Kvaraia I. ., Methods for constructing molding systems for arranging iron-concrete domed and arched roofing and examples of their realization, Technical University, Tbilisi 2017.
• [9] Obukhov A.E., Leonovich S.N., Bursov N.G., Technology for erecting church constructions from monolithic iron-concrete in contemporary framework systems, International Scientific Methodological Conference - Contemporary Problems of Implementing European Standards in the Field of Construction, Minsk, BNTU - 27-28.05.2014, 58-74.
• [10] Kvaraia I., A role of construction science in implementing religion, Third international conference Science and Religion, Reports, Tbilisi 2014, 256-259.
• [11] Galanin A.V., Domes for churches, Moscow, Science, 2010.
• [12] Lebedeva N.V., Farms, arches, Thin-walled spacious constructions. Architecture, Moscow 2016.
• [13] Makhviladze L., New technologies for constructing iron-concrete roofing, Tbilisi Technical University, 2006.
• [14] Anpilov S.M., Framework systems for monolithic construction, ASV, Moscow 2005

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).