Проекты

Разработка новой технологии возведения сборно-разборных архитектурных сооружений

Работа призёров конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Строительство, дизайн и архитектура» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1534 «Академическая»
Предметы: Физика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Темп нашей жизни постоянно ускоряется. Это касается и сферы строительства. Минимальные сроки сдачи объектов предполагают решение самых разных задач. Используя основной принцип ТРИЗ и ориентируясь на идеальный конечный результат, авторы в проекте применяют процессы и явления, улучшающие конструкцию.

Принцип «наоборот» на примере пирамиды. Пирамиды связаны общим тросом, падение каждой из них будет компенсировать падение другой, и перевёрнутая пирамида будет держаться, таким образом достигается стабилизация неустойчивого положения.

В нашей конструкции используются самостоятельно разработанные способы возведения, позволяющие быстро собрать и разобрать конструкцию, а также экономно расходовать энергетические ресурсы.

Цель

Разработка макета и предложение технологии возведения архитектурного сооружения, основанного на оригинальных инженерных решениях. Использование противоречивых процессов и явлений «в пользу».

Задачи

  1. Изучение методов ТРИЗ и определение их места в нашей работе.
  2. Выбор подходящей архитектурной формы.
  3. Определение формы крыши.
  4. Разработка чертежей и конструкции макета.
  5. Предварительные расчёты параметров конструкции.
  6. Рассмотрение разных материалов и их преимуществ.
  7. Создание действующего макета.
  8. Получение независимой экспертной оценки.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Компьютер с установленным ПО: AutoCAD, SketchUp

Описание

В процессе работы командой проекта изучены и применены на практике основные принципы ТРИЗ. Новый принцип сооружения легковозводимых конструкций подан на патентование.

Этапы работы над проектом

1. Определили круг заказчиков (организаторы ярмарок, выставок) сооружения. Сооружение можно использовать как место проведения концертов, ярмарок, танцевальных баттлов, выставок. Пользователями конструкции могут быть посетители мероприятий и парков.

2. Применили физические эффекты и явления для минимизации усилий и затрат.

3. Использовали более двух падающих опор, так как на них можно расположить перекрывающую конструкцию. Форма может быть произвольной, но было решено, что лучше всего взять крышу яйцеобразного профиля. При этом крыша не является только перекрытием. Она также обеспечивает напряжённость всей конструкции.

4. Возведение лесов и строительство кранов только усложняет задачу. Было принято решение, что изначально конструкция будет собираться на земле. Затем на ней разместится крыша яйцеобразного бокового профиля.

5. Подъёмный механизм представляет собой сочетание подъёмного и удерживающего механизмов и состоит из 3 барабанов с общей осью, расположенных на самом перекрытии. Вращение оси будет приводить в движение барабаны, которые будут наматывать на себя натяжные тросы, приводя конструкцию в функциональное положение. Затем барабан фиксируется.

6. Рабочие чертежи макета сделаны в двух- и трёхмерной системах автоматизированного проектирования и черчения AutoCAD, а трёхмерная визуализация конструкции макета выполнена в программе для 3D-дизайна и архитектурного проектирования SketchUp.

7. Рассмотрели разные материалы для опор и, сделав предварительные расчёты, пришли к выводу, что деревянные опоры делать нецелесообразно, потому что из-за смены погодных условий они могут начать быстро гнить или трескаться, что может в дальнейшем привести к падению конструкции. Поэтому дальше мы приведём наши расчёты с приблизительными данными, которые могут использоваться.

8. Действующий макет готов.

Результаты работы/выводы

Разработанная конструкция будет иметь успех у руководителей регионов, строительных компаний и на архитектурных выставках.

Сборно-разборные сооружения могут быть использованы как элемент ландшафтного дизайна, в технологиях «умного» города, что подтверждено специалистами ВОИР (Всероссийского общества изобретателей и рационализаторов).

Перспективы использования результатов работы

Мы планируем получить патент, а дальнейшую реализацию нашего проекта мы видим в следующих направлениях:

●       стать консультантами в строительстве при продаже лицензии;

●       открыть собственное предприятие для реализации нашего проекта.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

МАРХИ

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Городской конкурс проектов «Школа будущего – 2021» – победитель.

Конкурс научно-технического творчества молодёжи «Новые технологии – 2021» – победитель.

Конкурс проектных работ школьников «Создаём будущее вместе» НИТУ МИСиС – призёр.