лекции ч2

МНОГООПОРНЫЕ ОБОЛОЧКИ

ДВУХПРОЛЁТНЫЕ ВОЗДУХООПОРНЫЕ ОБОЛОЧКИ С ОТТЯЖКАМИ И ДИАФРАГМАМИ

1 диафрагма; 2 оттяжка; 3 катенарный пояс; 4 трос-подбор; 5 элемент жёсткости

Мягкие диафрагмы из материала оболочек позволяют изменить форму оболочки в соответствии с архитектурными требованиями и повысить стабильность оболочки, особенно при воздействии ветровой нагрузки.

Диафрагмы с целью придания им жёсткости в своей плоскости усиливают по нижней кромке тросподбором, снабжают оттяжками или доводят до пола.

А вид сверху. Б интерьер

ПНЕВМОЛИНЗЫ

Симметричная оболочка

Пологая нижняя оболочка

Подкреплённая сеткой

С внутриконтурными опорами

Е оболочка, подкреплённая канатами и центральной опорой. Ж симметричная оболочка, напряжённая вакуумом.

З трехслойная оболочка.

Пневмолинзы состоят из двух оболочек верхней и нижней, соединённых между собой по периметру и передающих распор жёстким системам По принципу работы они не отличаются от воздухоопорных оболочек, хотя избыточное давление в эксплуатируемом пространстве отсутствует. От толщины линзы зависят усилия в самой оболочке и жёстких конструкциях, воспринимающих распор. Усиление канатами и сетками позволяет разгрузить линзы. При падении давления воздуха в межоболочечном пространстве верхняя оболочка ложится на нижнюю, которая превращается в висячее покрытие. Нагревом подаваемого в пневмолинзу воздуха можно решить проблему снегоудаления, а также регулирования температуры в помещении. Двояковогнутые пневмолинзы создаются небольшим вакуумом в межоболочечном пространстве.

Футбольный стадион «Альянс Арена» г. Мюнхен. Германия 2005 г.

Примером использования пневмолинз из стеклоткани покрытой тефлоном является конструктивное решения ограждающих конструкций стадиона «Альянс Арена». Сооружение напоминает необычное сплюснутое облако с оболочкой, состоящей из множества пластиковых надутых подушек, и футбольным полем внутри.

Пневмолинзы (панели) крепятся на металлическую конструкцию фасада-крыши, представляющую собой сетку из дуговых направляющих: к горизонтальным поясам крепятся наклонные стойки под углом 45°. Эта конструкция, в свою очередь, прикреплена на относе к бетонной основе из перекрытий и наклонных колонн. К сетке надувные панели крепятся при помощи специальных алюминиевых зажимов. Толщина пленки, из которой выполнены панели, варьируется от 2 до 4 мм. К каждой панели подведено по два отвода от воздушных каналов, опоясывающих здание между каждым рядом панелей.

Панели различаются по размеру. Всего 1437 разновидностей – от 2x7 м до 6x17 м, а также по степени прозрачности. Срок их службы составляет как минимум 25 лет. Они не горючи, у них малая теплопроводность, и благодаря гладкой поверхности они самоочищаются во время дождя. Для удаления дождевой воды между подушками предусмотрены пластиковые желоба.

ТРАНСФОРМИРУЮЩИЕСЯ

ПОКРЫТИЯ

Клуб в г. Рюльцгейме (Германия)

Особое место занимают воздухоуправляемые или трансформирующиеся оболочки. Трансформация оболочек происходит автоматически.

Диаметр пневмолинзы клуба (36 м) превышает диаметр круглого в плане здания. Кольцевой карниз с помощью оттяжек закреплён к основанию и его можно опускать до тех пор, пока он полностью не закроет здание. При потравливании оттяжек стены раскрываются, и оболочка поднимается.

ДВУХСЛОЙНЫЕ ВОЗДУХООПОРНЫЕ ОБОЛОЧКИ

P1< P2

Эти решения позволяют обеспечить необходимый микроклимат в помещении. Стабильность формы обеспечивается разностью давлений воздуха для каждой оболочки в отдельности. Внутренняя оболочка может прикрепляться к внешней в отдельных точках, создавая воздушные прослойки разной толщины. Конденсат выпадает в межоболочечное пространство и стекает в канализационную сеть.

ДВЕРИ И ВОРОТА

Для сокращения потерь воздуха при открывании входов используются шлюзы. Классическая конструктивная схема шлюза представляет собой жёсткий пространственный каркас, тент и заполнение проёмов (двери, ворота). В общественных и спортивных зданиях применяются, как правило, уравновешенные двери, в которых давление распределяется поровну между жёстко связанными половинками створок, вращающихся вокруг вертикальной оси.

К РАСЧЕТУ ВОЗДУХООПОРНЫХ ОБОЛОЧЕК

Пневматические оболочки являются кинематически подвижными и геометрически изменяемыми системами. Перемещение оболочки может быть следствием двух причин: упругого или пластического удлинения материала (деформации) и изменения геометрии оболочки при приложении нагрузок – кинематического перемещения, которое в значительной степени обуславливает интенсивность и характер ветровой и снеговой нагрузок. Изменение геометрии оболочки под действием нагрузок (переход в новое равновесное состояние) соизмеримо с размерами самой оболочки, требует учёта геометрической нелинейности, что существенно усложняет задачу расчёта.

Расчёт оболочек осуществляется на действие ветровой, снеговой нагрузки и избыточного давления. Усилия в сферических и цилиндрических оболочках определяются по безмоментной теории

Условие устойчивости оболочки Т1(2) > 0.

КРЕПЛЕНИЕ ОБОЛОЧКИ К ЛЕНТОЧНОМУ ФУНДАМЕНТУ

1 оболочка; 2 контурный фал; 3 прижимной элемент; 4 болт; 5 фасонка; 6 упругая прокладка

Опорный контур оболочки передает основанию усилия натяжения оболочки, которая стремится оторваться от него при действии ветра и избыточного давления, а также герметизирует периметр стыка оболочки с основанием. Основания можно разделить на две группы: гравитационные и свайные. К первым относятся массивные ленточные фундаменты, которые своей массой погашают вертикальную составляющую опорной реакции. Свайные анкера применяются для мобильных воздухоопорных оболочек.

Необходимо монтировать по периметру оболочки наружный и внутренний фартук. Фартуки обес-

печивают герметизацию и защищают узловые крепления от замачивания и повреждений.