Формотворення і моделювання складних об’ємно-просторових рішень у сакральному будівництві під впливом сучасних конструктивних та будівельних технологій і методик їх розрахунку

Опубліковано:
Номер: Випуск 31(2025)
Розділ: Геодезія та землеустрій
Cторінковий інтервал статті: 163-170
Ключові слова: будівельні конструкції, вузли з’єднання, геометризація, нормативна база, оболонка, параметричне моделювання, розрахунок, сакральна архітектура, складні форми, FEM-аналіз.
Як цитувати статтю: Кельба С. С., Ященко О. Ф. Формотворення і моделювання складних об’ємно-просторових рішень у сакральному будівництві під впливом сучасних конструктивних та будівельних технологій і методик їх розрахунку. Дороги і мости. Київ, 2025. Вип. 31. С. 163–170.
Як цитувати статтю (references): Alexei Yaschenko, Serhii Kelba. Form generation and modelling of complex spatial solutions in sacral construction under the influence of modern structural and building technologies and calculation methodologies. Dorogi і mosti [Roads and bridges]. Kyiv, 2025. Issue 31. P. 163–170 [in Ukrainian].

Автори

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ, Україна
https://orcid.org/0009-0006-0844-8653
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ, Україна
https://orcid.org/0000-0001-6181-6597

Анотація

Вступ. У статті розглянуто проблему проектування складних архітектурних форм у сучасному сакральному будівництві з акцентом на конструктивну реалізованість та інженерно-розрахункові аспекти. Розкрито значення будівельних конструкцій як ключового чинника, що дозволяє втілювати нетипові об’ємно-просторові рішення в умовах реального будівництва. Підкреслено актуальність комплексного підходу до формоутворення, що охоплює як архітектурну концепцію, так і точний інженерний аналіз.

Проблематика. Брак уніфікованих методик моделювання, розрахунку та нормативного регламенту для проектування складних конструктивних систем призводить до труднощів у практичній реалізації інноваційних архітектурних форм. Це особливо актуально у сфері сакральної архітектури, де візуальна експресія потребує конструктивної обґрунтованості.

Мета статті. Висвітлення перспектив сучасного конструювання складних форм на прикладі сакральних будівель та обґрунтування потреби в оновленні розрахункових підходів, типологій конструкцій і нормативної бази.

Матеріали і методи. Для дослідження використано метод аналізу реалізованих архітектурно-конструктивних рішень у сфері сакрального будівництва, інструменти параметричного та геометричного моделювання (Grasshopper, Rhino), програмні засоби для FEM-розрахунку (LIRA-SAPR, SCAD Office, Karamba3D), огляд чинних нормативних документів та порівняльні інженерні розрахунки. Розглянуто типологію сучасних конструкцій та принципи їх адаптації до складних форм.

Результат. На прикладі порівняння традиційної та параметричної купольної конструкції доведено вплив геометрії на напружено-деформований стан та матеріаломісткість. Запропоновано підходи до панелізації, розробки вузлів з’єднання, оптимізації армування та врахування температурно-деформаційних впливів. Встановлено ключові обмеження чинної нормативної бази та подано пропозиції щодо її оновлення.

Висновки. Складні форми в архітектурі неможливо реалізувати без глибокого інженерного аналізу та міждисциплінарної співпраці. Будівельні конструкції нового покоління дозволяють поєднати естетику, довговічність та технологічність, однак потребують перегляду нормативних і методичних засад проектування. Отримані висновки можуть бути корисними для проектувальників, науковців і розробників сучасних будівельних норм.

Посилання

  1. ДБН В.1.1-7:2016. Навантаження і впливи. Київ: Мінрегіон України, 2016. 89 с. (Інформація та документація).
  2. ДБН В.2.6-98:2009. Конструкції будинків і споруд. Бетонні та залізобетонні конструкції. Основні положення. Київ: Мінрегіонбуд України, 2010. 150 с. (Інформація та документація).
  3. ДСТУ-Н Б В.2.6-185:2012. Настанова з проєктування конструкцій з використанням композитної арматури. Київ: Мінрегіон України, 2013. 112 с. (Інформація та документація).
  4. Killian A., Khemlani L. Computational design and BIM integration in modern architecture. International Journal of Architecture and Computing. 2019. Vol. 17(2). P. 123–142. DOI: https://doi.org/10.1260/1478-0771.17.2.123.
  5. Пархоменко І. О., Носенко С. В. Параметричне моделювання складних форм у контексті сучасної архітектури. Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. 2021. № 2. С. 45–52.
  6. Маковецький С. М. Конструктивні системи сучасних будівель: навч. посіб. Львів: ЛНАУ, 2015. 296 с.
  7. Williams C.J.K. Geometry of structure: from mathematics to architecture. Nexus Network Journal. 2001. Vol. 3(1). P. 75–85. DOI: https://doi.org/10.1007/s00004-001-0005-5
  8. Романенко І. А., Гаврилюк А. В. Проектування оболонкових конструкцій складної геометрії. Архітектура та сучасність. 2020. № 27. С. 33–39.
  9. Шевченко Л. М., Лещенко А. С. Інженерна геометрія у моделюванні архітектурних форм. Промислове будівництво та інженерні споруди. 2018. № 4. С. 21–28.
  10. Karamba3D Documentation. URL: https://www.karamba3d.com/documentation/ (дата звернення: 08.04.2025).