Висячие конструкции (вантовые, мембранные), пневматические и тентовые покрытия.

Они являются наиболее характерными представителями висячих покрытий и по существу занимают промежуточное положение между чисто висячими и традиционными схемами покрытий.

В вантовых покрытиях чаще всего применяют гибкие нити в виде элементов с пренебрежимо малой жесткостью на изгиб и кручение, с равномерным распределением напряжений растяжения в сечениях, нормальных к их продольным осям.

Вантовые покрытия, как и все висячие, являются распорными. Опорный контур их (бортовой элемент) в виде замкнутого кольца, квадрата и т. д. или отдельных разомкнутых элементов воспринимает распоры чаще всего в уровне покрытия и конструируется из жестких элементов, способных работать на сжатие, изгиб или кручение. Восприятие распора от пролетной части покрытия также возможно при помощи оттяжек, заанкеренных в грунт, или контрфорс. Иногда распор воспринимается так называемым гибким контуром, где отсутствуют напряжения изгиба и кручения.

К вантовым покрытиям можно отнести так называемые тканевые оболочки из хлопчатобумажных и синтетических материалов.

Ткань, представляющая собой сеть, образованную двумя семействами взаимно пересекающихся гибких нитей, при значительном увеличении количества нитей и соответствующем уменьшении расстояния между ними, является ограждающей и несущей конструкцией и отличается от обычных мембран отсутствием касательных напряжений.

Покрытия, пролетная часть которых состоит из гибких вант и жестких элементов, работающих на изгиб, называют комбинированными висячими. Жесткие элементы в комбинированных покрытиях способствуют распределению сосредоточенных и неравномерных нагрузок на значительное количество несущих гибких вант.

Мембранные покрытия представляют собой однослойные сплошные покрытия, состоящие из листов или полос, раскроенных и соединенных так, что они образуют заранее заданную поверхность одинарной или двоякой кривизны. Мембранное покрытие сочетает в себе несущие и ограждающие функции, что является достоинством по отношению к другим видам висячих конструкций, однако большая поверхность открытого металла приводит к малой огнестойкости всего покрытия, а возможность коррозии вынуждает принимать толщину стального листа 4…5 мм, хотя по условию прочности часто достаточно 1…2 мм. В зависимости от метода возведения мембранных покрытий их разделяют на два типа: ленточные покрытия и мембранные оболочки. Ленточные покрытия образуются из отдельных, не связанных между собой лент и работают подобно однопоясной вантовой конструкции. К этому типу относят также более жесткие системы из переплетенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях лент. В мембранных оболочках отдельные ленты при помощи сварки, высокопрочных болтов или клепки сопрягаются в сплошную пространственную конструкцию, способную воспринимать сдвигающие усилия. Благодаря этому мембранные оболочки обладают большей несущей способностью и жесткостью но сравнению с ленточными мембранами, требуют меньшего расхода материала на пролетную конструкцию.В Советском Союзе мембранные покрытия применены на нескольких олимпийских объектах в Москве. Так, ими покрыт главный крытый Олимпийский стадион на проспекте Мира. Здесь мембранное покрытие использовано совместно с провисающими фермами, расположенными радиально над овальным контуром стадиона. Они предназначены для монтажа мембран и придания жесткости покрытию.

Пневматическими конструкциями называют мягкие оболочки, несущие функции которых обеспечиваются воздухом, находящимся внутри них под некоторым избыточным давлением. Материалом для таких покрытии служит воздухонепроницаемая ткань, синтетическая обычно армированная, пленка.

Большие преимущества пневматических конструкций перед другими видами покрытий заключаются в небольшом весе и объеме, которые они имеют в ненадутом воздухом состоянии. Это значительно облегчает их транспортировку и монтаж, который проводится без сложного строительного оборудования.

Все пневматические конструкции покрытий можно разделить на две резко различающиеся между собой группы: на воздихоопорные оболочки и воздухонесомые покрытия. Избыточное давление воздуха у первых находится под покрытием, а у вторых оно находится только в несущих пневмобаллонах.

Воздухоопорные оболочки чаще всего применяют цилиндрической или сферической формы.Воздухонесомые покрытия — это пневмокаркасы, пневмоматы и пневмо-линзы. Крепление воздухоопорной оболочки к основанию выполняется несколькими способами. На ленточных бетонных фундаментах крепление оболочки удобнее всего выполнять, используя прижимные пластины, надежно скрепленные с фундаментом. Временноеодноразовое крепление оболочки к грунту выполняется анкерми в виде штырей, штопоров и винтовых сваи в зависимости от размеров сооружения. Все эти анкеры имеют сверху проушины, через которые производится привязка к ним силового пояса оболочки. Из воздуупнрспмых ПНЕВМАТИЧЕСКИХ конструкций чаще всего применяют конструкции пневмоарочные. Они состоят из баллонов, наполнненных воздухом с избыточным давлением до 100 кН/м2, Которые служат несущими конструкциями для водонепроницаемой ткани самого покрытия.

Натяжение тентов производится подтягиванием оттяжек, заанкеренных в грунт, накладных тросов, тросов-подборов и т. П.

Тентовые покрытия обычно приме­няются для временных сооружений. Состоят они из мягкой водонепрони­цаемой ткани, которая натягивается, закрепляясь одними концами за возвы­шающиеся опоры, другим - за анкеры в грунте или за оттяжки, за тросы­подборы и т. п. По своей статической работе тенты очень близки сетчатым, предварительно напряженным ванто­вым покрытиям, с той только разни­цей, что вантовые сетки из металличе­ских канатов могут выдержать значи­тельно более высокие напряжения, чем ткань из хлопчатобумажных или син­тетических нитей. Поэтому и пролеты, которые могут перекрыть такие тенты, существенно меньше, чем пролеты сет­чатых вантовых покрытий, и редко пре­восходят 10 м. Они представляют собой криволиней­ные поверхности (гипары), седловид­ныe поверхности и др. Тент может быть натянут и на многопролетный каркас с наклонными стойками. Такой тент в своей верхней части опирается на опорный трос, соединяющий верши­ны противостоящих наклонных стоек, а в нижней части прижимается накладным тросом.

Тент может иметь сложную поверх­ность, например, состоящую из взаимно пересекающихся гипаров, причем сами линии пересечения, если нет соот­ветствующих накладных тросов, могут быть размытыми, т. е. округленными. При таком решении концы тента не обязательно должны доходить до уровня грунта, а могут заканчиваться оттяжками, концы которых на некото­ром, расстоянии от покрытия были бы заанкерены в грунт.