что такое капители колонн
Капитель (архитектура)
Капитель (лат. caput «голова») — венчающая часть колонны или пилястра. Используется во многих архитектурных стилях, начиная с античности. Верхняя часть капители выступает с каждой стороны колонны с тем, чтобы обеспечить переход к абаке, которая обычно имеет квадратную форму.
Содержание
Капители в древности
Ордер — это внешний вид капители колонны. Разновидности ордеров — ионический, дорический, коринфский. Ионический — символ женщины, дорический — мужчины.
Классические капители
Индо-коринфские капители
Византийские и готические капители
Капители Возрождения и современные
Архитектура — Слово архитектура по своей форме латинское (architectura), хотя и происходит от греческих корней αρχι и τεκτονική, что значит высшее плотничное или строительное искусство. В этом смысле слову архитектура придавали очень обширное значение; так,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Архитектура Древней Греции — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия
Капитель — (от позднелат. capitellum головка) в архитектуре, пластически выделенная венчающая часть вертикальной опоры (столба или колонны), передающая ей нагрузку от архитрава и расположенных выше частей здания (или образно выражающая эту функцию, как,… … Архитектурный словарь
Архитектура Барнаула — Барнаул с самого своего основания в 1730 х годах застраивался по единому «регулярному» плану: параллельно перпендикулярное расположение улиц дало повод назвать их линиями, как в Санкт Петербурге. Профессиональные архитекторы… … Википедия
Капитель — (архитект. термин) верхняя, так или иначе орнаментированная часть колонны, столба или пилястры, лежащая непосредственно на фусте и служащая переходом от него к архитраву. Формы и орнаментация К. различны в разных архитектурных стилях. Подробности … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Древнегреческая архитектура — Содержание 1 Древнегреческие храмы 2 Стили колонн 3 Основные периоды греческой архитектуры … Википедия
ВИЗАНТИЙСКАЯ АРХИТЕКТУРА — первый в истории великий стиль купольной архитектуры, существовавший на огромной территории, находившейся под властью Византийской империи, а также в сфере ее политического и культурного влияния. Период активного развития византийской архитектуры … Энциклопедия Кольера
Колонна (архитектура) — У этого термина существуют и другие значения, см. Колонна. Железная колонна в Дели (IV V вв. н. э.) Колонна (греч … Википедия
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.).
Что такое капители колонн
верхняя часть колонны или столба, принимающая непосредственно на себя нагрузку вышележащих архитравов или арок и обычно богато украшенная орнаментацией. К. является одной из деталей, наиболее ярко характеризующих архитектурный стиль здания. Происходит от латинского слова caput (capitis) — голова, верхняя или главная часть чего-либо.
Происхождение капители чисто конструктивное. Для поддержания балок под деревянные стойки обычно подкладывали камень, чтобы воспрепятствовать стойкам углубляться в грунт; отсюда произошла база колонны. Наверху же, между стойкой и балкой, вставляли (под балку) небольшой отрезок бревна или массивную деревянную доску с целью предохранения стойки от загнивания в месте соприкосновения ее с балкой и обеспечения балке более широкой плоскости опоры.
Декоративное украшение капители было первоначально исключительно растительного характера и могло происходить от обычая обвязывать верхнюю часть столба цветами или листьями в виде букета. На это указывают формы наиболее древних египетских капителей, на которых в камне изображались стебли лотоса и пальм вокруг центрального столба, иногда — отдельные цветы, бутоны и даже жгуты, обвязывающие стебли растений.
Над капителей у египтян обязательно была положена небольшая каменная плита, перешедшая в абаку. В Месопотамии капитель, на которую опирались взаимно перпендикулярно одна к другой деревянные балки, устраивалась раздвоенной. Две ветви обрабатывались в виде передних частей быков, львов или коней, сливавшихся над колонной. Между шеями животных проходила одна балка, другая же опиралась на нее и головы животных. Капители подобного типа, но с более простой отделкой, встречаются в сохранившихся до настоящего времени древних сооружениях Кавказа, Средней Азии, Ирана, Турции и др.
Впервые форма капители была доведена до высокого совершенства и объединена с общим стилем сооружений в античной Греции. С четкостью выражения конструктивной идеи, свойственной античному греческому искусству, она была отделена от колонны и сама получила четкое членение.
Сообразно трем греческим стилям — дорическому, ионическому и коринфскому — имели различную форму (рис. 1). Наиболее простой дорический стиль (рис. 2) имела капитель из трех основных частей:
Капитель отделялась от колонны глубоким прорезом под шейкой. Ионического стиля имела, как и дорическая, шейку и эхин; между эхином и абакой вставлялось нечто вроде гибкой пластины, свешивавшейся с эхина и сворачивавшейся по его бокам валиками.
На передней и задней сторонах торцы валиков обрабатывались спиралями — волютами. Абака делалась тоньше дорической и обрабатывалась профилем. Капитель коринфского стиля была выше предыдущих в два раза и имела вид корзины, обернутой двумя рядами листьев аканта. Из листьев выступали стебли аканта, оканчивавшиеся под самой абакой завитками волют более тонкой и более изысканной формы, чем в предыдущих стилей Римские зодчие, стремясь упростить и стандартизировать архитектурную декорацию, вырастали вместо стилей архитектурные ордера, в которых приняты три греческих стиля с добавлением к ним простого — тосканского или более богатого (сложного) — композита.
Одной из особенностей капители раннего средневековья были импосты — надставки над ней в виде опрокинутой усеченной пирамиды с большей площадью основания, чем абака. Это вызывалось необходимостью поддерживать уже не архитрав, а пяты двух или трех опирающихся на колонну арок, более широких, чем абака.
Орнаментация капителей византийских, романских и готических более разнообразна, но почти всегда грубее античных. В нее кроме растительных мотивов вводятся фигуры животных, человека, фантастических существ, причем в одном и том же сооружении обычно различны по своим деталям.
На парных колоннах капители сливаются вместе, на пучках колонн они обвивают весь пучок, теряя характер и переходя в тягу. В восточных стилях капитель очень тонких колонок сильно расширяются кверху и украшаются «сталактитами».
В стилях русского зодчества капитель или отсутствует или заменяется профилями тяги, опоясывающей колонну. Только в конце 17 в. появляются капители, заимствованные с запада и ближе полходящие к коринфской, но в очень упрощенной и грубой трактовке.
В стилях Ренессан капители имели очень разнообразные детали, варьировавшие сначала римско-коринфского стиля, а затем и других. Зодчими Ренсанса была проработана теория ордеров, получившая свое окончательное формальное цифровое выражение. На форме капители это отразилось главным образом в большей их орнаментации Эти формы в основном сохраняются.
Попытки в Италии и северо-западной Европе в стиле барокко внести изменения основной формы остались без подражания. При возврате к классике в конце 18 в. возобновилось увлечешь античных римских форм; в стиле Империи в его строгих по характеру постройках повторяются формы античной Греции, особенно дорической.
В современных конструкция капитель теряет свое конструктивное значение или упраздняется совсем или приобретает очень разнообразные формы. В архитектуре метре очень удачно использованы раструбы капители для помещения в них источников света.
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.