Пневматические строительные конструкции.

Пневматические строительные конструкции. Строительные конструкции из мягких оболочек, несущую способность которых обеспечивают избыточным давлением воздуха, называют пневматическими. К преимуществам таких конструкций относятся: уникальная легкость (при пролетах около 100 м и массе 1 м² оболочки около З кг/м²), компактность в сложенном виде, высокая транспортабельность и небольшая стоимость. Такие конструкции легко и быстро возводятся. Однако они легко повреждаются от механических воздействий, неогнестойкости, имеют большую деформативность. В пневматических сооружениях размещают ремонтно-механические цехи и мастерские, гаражи, а в особенности склады, укрытия полигонов по производству железобетонных изделий и т.п. При возведении пневматических сооружений во внутреннее замкнутое пространство мягкой оболочки нагнетают воздух, который растягивает оболочку, придавая ей заданную форму, устойчивость в несущую способность.

Основными элементами пневматического сооружения являются оболочка (иногда с каркасом), шлюзы, окна, двери (или ворота), анкерные устройства или фундаменты и машинное отделение. В сооружениях, возводимых из прозрачных материалов, проемы для освещения не требуются. Материал оболочек должен быть воздухо и влагонепроницаемым эластичным, прочным, легким и долговечным. В большей мере этим требованиям удовлетворяют синтетические пленки (армированные) и технические ткани.

Пневматические оболочки сооружают сферической и цилиндриче­ской формы.

Последние могут иметь сферические и цилиндрические торцы. Такие формы наиболее просты в раскрое и из­готовлении. Клеевые и строчечные швы между отдельными частями оболочки проклеивают лентами из герметиков. Двери и ворота в таких сооружениях делают распашными, можно предусматривать и вращающиеся двери. Простейшая дверная конст­рукция — скользящий карман, т. е. висячая мембрана, прижимаемая к оболочке избыточным внутренним давлением.

В машинном отделении размещают вентиляторы, воздухонагревате­ли и дизель-генератор, необходимые для нагнетания воздуха под обо­лочку и поддержания заданных метеорологических условий и чистоты воздуха в помещении. В пневматических сооружениях можно устраи­вать искусственное освещение и отопление.

В зависимости от способа обеспечения устойчивости и неизменяе­мости оболочки пневматические сооружения подразделяют на воздухоопорные, пневмокаркасные и комбинированные.

Воздухоопорными сооружениями называют такие, в которых слабосжатый воздух подается непосредственно под оболочку, которая выполняет в этом случае одновременно несущие и ограждающие функции. В местах опирания пневмати­ческих сооружений предусматрива­ют надежную и герметичную задел­ку, для чего используют различные устройства. Простейшими из них являются трубы, наполненные во­дой или песком и укладываемые по периметру оболочки. Эти балласт­ные устройства прижимают оболоч­ку к земле, предотвращая выход воздуха наружу.

Для крепления оболочек исполь­зуют винтовые анкеры-сваи, ввин­чиваемые в грунт деревянные брусья или металличе­ские уголки, прикрепляемые к железобетонным фундаментам.

 

Герметизацию мест примыкания оболочек к земле и за­щиту их от атмосферных воздейст­вий обеспечивают внутренними и наружными фартуками.

Пневмокаркасные сооружения состоят из несущих кон­струкций в виде пневмоарок или пневморам и опирающихся на них оболочек (тентов). Оболочки в этом случае выполняют лишь огражда­ющие функции.Преимущество пневмокаркасных сооружений заключается в обес­печении нормального атмосферного давления в помещениях, что ис­ключает необходимость их герметизации и устройства шлюзов. Они просты в эксплуатации. Однако на пневмокаркасные сооружения по сравнению с воздухоопорными требуется больше материалов, они сложны в устройстве и менее экономичны. Пневмокаркасные сооружения можно также устраивать совмещен­ными с двойной оболочкой, разделенной диафрагмами. Пневмокаркас в этих сооружениях отсутствует. Воздух, нагнетаемый между наружной и внутренней оболочками, придает сооружению заданную форму и не­сущую способность.

Пневмоарки (пневморамы) опирают на самостоятельные фунда­менты и крепят к ним шарнирно. Возникающий в них распор гасится затяжками или надежно закрепленными в грунте фундаментами. Обо­лочку, набрасываемую на пневмокаркас, натягивают и крепят к земле по периметру здания.

Комбинированные пневматические сооружения монтируют из пневмокаркасных и воздухоопорных элементов. В соо­ружениях такого типа основной несущей конструкцией является пнев­мокаркас, а дополнительной воздухоопорная оболочка. Иногда такие сооружения усиливают тросами. В тихую погоду оболочку можно эксплуатировать при нормальном атмосферном давлении, а в период больших ветровых и снеговых на­грузок при избыточном давлении под оболочкой. Избыточное давле­ние под оболочкой снимает часть нагрузки с пневмокаркаса. К группе комбинированных конструкций можно отнести пневматиче­ские сооружения с жестким каркасом из сборных деревянных или ме­таллических элементов, а также с каркасом переменной жесткости из канатов и оттяжек. По каркасу укладывают ограждаю­щую оболочку, которая может быть опертой на него или воздухоопорной. Сооружения этого типа позволяют перекрывать значительно боль­шие пролеты. Однако наличие жесткого каркаса несколько увеличива­ет их массу.

В верхних частях так называемых этажерок, используемых для размещения бытовых и лабораторных помещений, колонны образуют треугольники, к которым на канатах подвешивают балки.

Для консольных вантовых систем важное значение имеет характер сопряжения покрытия со стенами, так как прогиб конца консолей от снеговой нагрузки.

Несущими конструкциями собственно висячих покрытий являются мембраны и гибкие нити, криволинейно очерченные под действием приложенной к ним нагрузки. Нагрузка на нити может передаваться с помощью подвесок. В прямоугольных зданиях несущие нити располагают параллельными рядами, в круглых зданиях радиально.

В целях обеспечения устойчивости от действия ветровой нагрузки ограждающую часть висячих покрытий делают из тяжелых настилов, чтобы собственный вес покрытий превосходил предполагаемый ветровой отсос. Необходимо производить обжатие железобетонного настила.

Наряду с рассмотренными однопоясными висячими системами применяют также двухпоясные. Наличие в таких системах не только основных несущих канатов, но и напрягающих, а иногда и наклонных диагональных элементов увеличивает их жесткость и позволяет применять ограждение из легких эффективных настилов.

Однопоясное висячее покрытие применено, в частности, в здании гаража. Сетка осей здесь 12х (12+78+12) м. Несущими элементами покрытия служат канаты диаметром 40 мм, с шагом 1, 5 м, которые прикреплены к железобетонным бортовым балкам двутаврового сечения. По канатам уложены железобетонные плиты размерами 1, 5х 1, 5 м и толщиной 25 мм. Бортовые балки опираются на колонны, усиленные заанкеренными в грунте оттяжками. Плиты сопряжены с канатами посредством петлевых выпусков, а швы между ними замоноличены бетоном. Продольный уклон кровли от середины к торцам здания создан разностью провеса канатов; наименьший провес имеют средние канаты.

Двухпоясное висячее покрытие автобусных мастерских пролетами 9+50+9 м. Висячие фермы, имеющие шаг 5, 4 м, состоят из несущих и натяжных элементов, двух наклонных тросов и подвесок. Очертание несущих и натяжных элементов параболическое. Все элементы висячих ферм выполнены из круглой стали с пределом прочности 900 МПа (90 кгс/мм2). Между фермами подвешена сетка из стальных стержней, по которой уложены асбестоцементные настилы, утеплитель и рулонная кровля.

Нагрузка от висячих ферм передается на железобетонные контрфорсы, расположенные через 21, 6 м. Натяжные элементы и наклонные тросы закреплены в междуэтажных перекрытиях

Висячие покрытия позволяют создать любое объемно-планировочное решение здания, а при надлежащем выборе материалов несущих и ограждающих конструкций можно построить здания различной долговечности и удовлетворяющие разнообразным требованиям. При относительно небольшом расходе металла, малой собственной массе, простоте в изготовлении и монтаже висячие покрытия позволяют перекрывать пролеты более 100 м.

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Архитектура и строительные конструкции
2. Градостроительные системы. Градостроительный каркас. Виды градостроительных систем.
3. ЕДИНЫЕ НОРМЫ И РАСЦЕНКИ НА СТРОИТЕЛЬНЫЕ, МОНТАЖНЫЕ И РЕМОНТНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
4. Исполнительные пневматические устройства
5. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
6. Строительные и конструктивные системы и схемы
7. Теплоизоляционные материалы и конструкции. Тепловой расчет тепловых сетей. Пути повышения технико-экономической эффективности теплоизолирующих конструкций.