Конструкции

В течение столетий при строительстве зданий и сооружений человек возводил массивные структурные элементы, работающие на сжатие. Для перекрытия зданий, как правило, общественного назначения применялись своды или купола также массивной конструкции из камня, кирпича или бетона — материалов, могущих воспринимать в основном сжимающие усилия. С появлением в начале XX в. железобетона, способного принимать любые формы и сопротивляться сжатию, растяжению и изгибу, стали создавать такие строительные конструкции, в которых использовались качества нового материала, на свойства которого можно оказывать влияние.
Такими конструкциями явились оболочки. В то время как сводчатые конструкции воспринимали в основном сжимающие напряжения, в оболочках под действием нагрузки возникало сложное напряженно-деформированное состояние, В. Хенн в 1930 г. охарактеризовал оболочки как трехмерные несущие конструкции, отличающиеся пространственной работой и состоящие из поверхностей одинарной или двоякой кривизны. Ф. Дишингер в 40-х годах в определении оболочек покрытий зданий учитывал уже как один из критериев понятие толщины. По его определению под оболочкой понимается структура, форма которой представляет собой поверхность одинарной или двоякой кривизны, а толщина очень мала по сравнению с размерами самой поверхности. Ф. Ангерер отмечал, что основное отличие оболочек от сводов состоит в том, что в них возникают и растягивающие, и сжимающие усилия.
Интенсивное развитие железобетонных оболочек в 30—50-х годах привело к тому, что сами понятия пространственные конструкции, пространственная работа связывались прежде всего с оболочками.
Однако пространственные конструкции существовали и до появления тонкостенных железобетонных оболочек. Прежде всего, это металлические стержневые купола и своды. Применение металла (сначала железа, а потом стали) в качестве строительного материала для стержневых систем позволило не только усовершенствовать конструкции двускатных строительных ферм. Еще в XIX в. применялись легкие стержневые структуры для устройства сводов и куполов, заменяя ими традиционные массивные каменные конструкции;