Примеры пневматических конструкций

Создание прочных тканей и пленок, не пропускающих воздух, дало толчок появлению пневматических конструкций. Пневматическими конструкциями называются мягкие оболочки, форма которых обеспечивается за счет избыточного давления воздуха, нагнетаемого непрерывно под оболочку. Каждая такая воздухоопорная оболочка состоит из шлюза для перехода, оболочки, вентилятора и калорифера (рис. 8.65). Калорифер требуется, если необходимо поддерживать внутри температуру более высокую, чем снаружи. В нижней части оболочки устраивается силовой пояс, с помощью которого оболочка крепится к основанию. На ленточных бетонных фундаментах крепление мягкой оболочки можно выполнять, используя прижимные пластины, скрепленные с фундаментом.

Рис. 8.65. Воздухоопорная оболочка.

Источник: playtennis.ru.

Крепление оболочки к грунту можно осуществить посредством штырей или винтовых свай. Избыточное давление под оболочкой обычно не превышает 0,5 кПа, что человек не ощущает.

Впервые строительная пневматическая конструкция с размерами в плане 60? 20 м и высотой 6 м для проектного бюро появилась в 1946 г. в г. Хемел-Хемпстед (Англия). В здании было предусмотрено электрическое отопление ввиду слабых теплоизоляционных свойств материала оболочки. Здание использовалось в течении двух лет.

В США впервые применили однослойное пневматическое покрытие из стекловолокнистой ткани толщиной 2,4 мм, подкрепленное 12 стальными тросами диаметром 48 мм, для павильона США на выставке «Экспо-70» в Осаке (рис. 8.66). Овальное в плане здание имело размеры 138? 78 м со стрелой подъема 6,1 м. Избыточное давление воздуха — 0,27 кПа, которое могло быть поднято до 0,63 кПа при сильных порывах ветра. Покрытие в Сибар-Фолсе (США) выполнено уже двухслойным с теплоизоляционным промежуточным слоем (рис. 8.67). Оболочка усилена сеткой из стальных тросов, расположенных параллельно диагоналям прямоугольного плана. Концы канатов заанкерены в железобетонном опорном.

Рис. 8.66. Павильон США на «Экспо-70». Япония, г. Осака.

Рис. 8.67. Двухслойное покрытие в Сибар-Фолсе. США, 1978 г.

контуре. Позже стали возводить двухслойные пневматические конструкции и в виде куполов.

Считается, что Всемирная выставка «Экспо-70» в Осаке (Япония) дала сильный импульс развитию строительства пневматических конструкций по всему миру, так как многими странами на этой выставке были представлены воздухоопорные и воздухонесомые пневматические конструкции. Такие конструкции, как пневмокаркасы, пневмоматы и пневмолинзы, появились в 1980;х гг. (см. параграф 14.2).

Примеры мембранных покрытий

Мембранные покрытия представляют собой пространственную конструкцию, состоящую из тонкого металлического листа и жесткого опорного контура. Тонкий лист обладает малой изгибной жесткостью, поэтому работает только на растяжение.

В нашей стране накоплен значительный опыт по расчету, проектированию и строительству различных типов мембранных покрытий, позволивший осуществить ряд уникальных большепролетных покрытий для спортивных залов и дворцов Олимпиады-1980. В Измайлово сооружено комбинированное покрытие из цилиндрических мембран толщиной 2 мм универсального спортивного зала размером 83? 66 м, прямоугольное в плане с диагональными подкрепляющими элементами.

В Крылатском возведено комбинированное покрытие велотрека размером 168? 138 м (рис. 8.68), состоящее из двух сочлененных седловидных оболочек в форме гиперболического параболоида толщиной 4 мм, уложенных на направляющие стальные полосы толщиной 6 мм и шириной 750 мм, подвешенные к аркам. Покрытие монтировали в следующем порядке: сначала арки, затем навески и выверки натяжением сетки из направляющих с последующей укладкой на направляющие и приваркой полос мембраны.

В Ленинграде (ныне — Санкт-Петербурге) для универсального спортивного зала осуществлена провисающая мембрана на круглом плане размером 160 м с толщиной листа 6 мм, стабилизированная вантовыми фермами. Самое крупное сооружение Олимпиады — универсальный стадион на проспекте Мира размером 224? 183 м — перекрыто провисающей мембраной толщиной 5 мм (рис. 8.69).

Рис. 8.68. Велотрек в Крылатском. Москва, 1979 г.

Рис. 8.69. Самое большое мембранное покрытие в мире — универсальный стадион на проспекте Мира. Москва, 1980 г.

Источник: cstroy.ru.

Рис. 8.70. Конструктивная схема здания Дворца спорта в Бишкеке. 1974 г., арх. В. Костин, В. Маруков.

1 — каркас здания; 2 — мембраннобалочная висячая система Источник: baurum.nl.

Это самое большое мембранное покрытие в мире. Мембрана стабилизирована радиально расположенными висячими фермами высотой 2,5 м, поставленными с шагом 10 м. Массовое внедрение мембранных покрытий инициировалось ЦНИИСК им. В. В. Кучеренко. Первыми мембранными покрытиями в СССР на прямоугольном плане были Дворец спорта в Бишкеке (ныне — Киргизия) (рис. 8.70) и плавательный бассейн «Пионер» в Харькове (ныне — Украина) с размерами 30×63 м, 1976 г.

Из зарубежных объектов, перекрытых мембранами, наиболее интересно преднапряженное покрытие спортзала диаметром 112 м в Австрии.