Главная|Контакты
ПОСЛЕДНИЕ ЗАПИСИ
Памятники культуры могут разрешить передавать между учебными заведениями

Памятники культуры могут разрешить передавать между учебными заведениями

Учебные заведения, находящиеся в признанных культурным наследием зданиях, возможно смогут...

06.09.16  В Королеве в октябре будет открыта пешеходная зона в технологическом стиле

31.08.16  Корпорация Технониколь открыла новый завод по производству минваты в Хабаровске

31.08.16  Отреставрированный корпус РЭУ им. Плеханова открыт

29.08.16  На строительство нового терминала аэропорта на Камчатке претендуют 4 инвестора

29.08.16  ЦАГИ включен в список объектов культурного наследия

28.08.16  На Северном Кавказе к 2017 году будет введен в экусплуатацию индустриальный комплекс

26.08.16  Жилой комплекс со спортивной инфраструктурой будет построен в Казани

26.08.16  В усадьбе "Константиново" откроется детский хоспис

25.08.16  Перинатальный центр на северо-западе Москвы в скоро времени будет построен

24.08.16  В ходе реставрации метро "Сокол" будут восстановлены исторические элементы

ТОП СТАТЕЙ
Опубликовано : 08.02.15 | Категория: Пневматические строительные конструкции
Если надуть мыльный пузырь на гантелевидном контуре основания, то первоначально образуются два купола с мягким переходом между ними — см. боковой вид (рис. 8.1) и вид CO стороны меньшего торца (рис. 8.4). Примечательно, что в данном случае минимальная поверхность мыльного пузыря имеет ясно выраженную седловидную поверхность. Перехват, возникающий несмотря на равенство мембранных напряжений, исчезает при дальнейшем надувании пузыря (рис. 8.2, 8.3, 8.5). Следовательно, седловидное изгибание мыльной пленки получается только в непосредственной близости от места перехвата опорного контура.
Если повторить такой же опыт на опорном контуре, состоящем из двух соединенных 3/4 окружности без разделяющей промежуточной стенки, как это показано на эскизе основания (рис. 8.8 слева вверху), то возникает поверхность с различной высотой в разных точках поверхности и с едва заметной седловидностью — см. боковой вид (рис. 8.6) и вид с узкого торца (рис. 8.7 и 8.8). Мембрана вблизи острых выступов контура основания выпучивается сначала почти горизонтально наружу, затем круто поднимается вверх. Образуется поверхность с очень малой седловидностью. Острые внутренние выступы контура основания оказывают в этом случае значительно меньшее влияние на форму минимальной поверхности, чем мягкие закругления контура в первом опыте.
Двойной купол с мягким переходом представляет интерес для целого ряда сооружений.
Двойные купола

В проекте зала (рис. 8.9) двойной купол на вершине горы располагается в непосредственной связи с жесткими зданиями, отвечающими функциональному назначению, а также особенностям местности. Воздушный шлюз располагается в одном из этих зданий. В опытной модели этого объекта (рис. 8.10) была использована первоначально плоская резиновая мембрана с нанесенной на нее квадратной сеткой. Сетка позволила точнее отобразить форму мембраны на фотографии.
При прямоугольной форме контура опирания, как, например, показано на рис. 8.11, возникает плавная седловидная мембрана, если только мембрана не разделяется пополам сильно врезающимся перехватывающим тросом. Купола могут объединяться с помощью мягких переходов в длинный ряд.
Очень интересная конструкция передвижного здания (архитектор В. Ланди) американской выставки по атомной энергии показана на рис. 8.12—8.15. Павильон был сконструирован В. Бэрдом при участии инж. С.-Эльштад-Крегера. Вопросы акустики сооружения разрабатывались Болтом, Беранеком и Ивманом. Здание, имеющее 91 м в длину, 33 м в ширину и 19 м в высоту, обладает высокой транспортабельностью и имеет общий вес 28 т. Оно было спроектировано для выставочного турне, которое проводилось с 1 ноября 1960 г. в Южной Америке.
Двойные купола

В этом здании было использовано несколько конструктивных приемов для того, чтобы, с одной стороны, обеспечить высокую надежность сооружения, а с другой — удовлетворить архитектурным требованиям. Как видно на разрезе (рис. 8.13) и на плане сооружения (рис. 8.14), средняя часть оболочки состоит из двух больших куполов, связанных седловидной промежуточной частью. Мы имеем в данном случае типичный двойной купол с мягким переходом. Размеры каждого из двух куполов по высоте и ширине — переменные. Внутренний объем здания находится под избыточным давлением. Вход в здание — через вращающиеся двери, которые помещаются в жестких и герметичных торцовых рамах. Покрытие выполнено в виде двухслойной оболочки. Внутренняя оболочка напрягается внутренним избыточным давлением в 49 мм вод. ст., давление в полости оболочки составляет 39 мм вод. ст. Расстояние между двумя слоями оболочки равно 1,2 м. Этот зазор служит для повышения теплоизоляции здания, а также как дополнительное мероприятие по увеличению надежности сооружения. Внутренняя полость оболочки разделяется на отдельные камеры. Если оболочка будет повреждена в каком-нибудь месте, она потеряет предварительное напряжение только в ограниченной области. Расстояние между слоями оболочки, во всяком случае, достаточно для того, чтобы обеспечить эффект самогерметизации. Давление во внутреннем объеме сооружения и в промежуточной полости поддерживается отдельными воздуходувками.
Внутри здания располагается зрительный зал на 300 мест, а также еще один пневматический купол из прозрачной пластмассовой пленки, который, в свою очередь, укрывает опытный атомный реактор. Таким образом, одна пневматическая конструкция располагается внутри другой. В этом куполе поддерживается более высокое внутреннее давление, чем в остальной оболочке. Посетители выставки находятся в зоне среднего давления, внутренняя полость двухслойной оболочки находится под меньшим давлением; таким образом, разность давлений направлена наружу, так что каждый из слоев оболочки сохраняет свою форму. Время на монтаж здания, нуждающегося в бетонном фундаменте, составляет от 3 до 4 дней; время надувания — 30 мин. Оболочка крепится к трубе, прочно закрепляемой в бетонном фундаменте.
Двойные купола

Фотографии показывают здание во время открытия выставки в Рио-де-Жанейро 1 ноября 1960 г. К мягким куполам с обеих сторон по длинной оси с помощью жестких плоских рам присоединяются два входных навеса, которые состоят из надувных арок и представляют собой пневматически напряженную подушкообразную конструкцию, с которой мы познакомимся позднее. Таким образом, эти навесы являются также пневматически напряженными, но они основываются на другом конструктивном принципе. Так как под этими навесами отсутствует повышенное давление, поскольку они открыты наружу, то с помощью полотнищ, подвешиваемых по внешним кромкам навесов, они могут служить как воздушные шлюзы для вноса больших экспонатов в выставочное здание. (Конструктивное сопряжение навесов с двойным куполом, находящимся под избыточным давлением, осуществляется на жесткой раме.
Создание такого выдающегося сооружения пневматической конструкции предоставляет богатый материал для изучения и обобщения. Так как в сооружении были использованы различные типы пневматических конструкций, возможно сравнение их эксплуатационных качеств. На примере этого сооружения могут изучаться даже проблемы космического строительства.
Двойные купола

Павильон выставки представляет собой первую практическую попытку расширить круг форм использовавшихся до сих пор пневматических конструкций, которые ранее мыслились только как сферические купола или цилиндрические своды.
Купола на произвольном контуре опирания. Был проведен ряд опытов для изучения формы здания на произвольном контуре опирания. Для надувания моделей использовались тонкие резиновые мембраны с системой нанесенных сеток. Тонкие резиновые мембраны при надувании приобретают формы, весьма близкие к минимальным поверхностям. В этих опытах предполагалось изучение не только закономерностей формообразования мембран на произвольном контуре основания, но и, в особенности, условий возникновения седловидных поверхностей, в пневматических конструкциях сравнительно редких.
Влияние жесткого криволинейного опорного контура на мембрану, имеющую звездообразное очертание в плане (рис. 8.16), ясно проявляется только в непосредственной близости от линии опирания. Средняя часть купола почти не отличается от сферы, которая была бы надута на круглом основании, очерченном по некоторой средней линии контура.
При звездообразном контуре опирания с расширяющимися концами ясно проявляются седловидные участки поверхности и перетяжки контура (рис. 8.17). В центре мембрана имеет большую высоту, чем краевые купола. Даже если опорная площадь центральной мембраны равняется опорной площади периферийного купола, центральный купол вследствие изгибания мембраны в месте перехватов имеет большую высоту, чем краевые купола. Эти опыты показывают, что пневматические конструкции обладают высокой конструктивной и планировочной гибкостью и могут использоваться для решения самых разнообразных объемно-планировочных задач. Любой произвольный контур опирания может быть перекрыт пневматически напряженной мембраной. Конечно, возникающие в этих случаях формы мембран не одинаково рациональны в конструктивном отношении.
Двойные купола

На рис. 8.18 показана мембрана на амебообразном контуре опирания. Под действием избыточного давления она образует свод переменной высоты, в зависимости от прилежащего среднего свободного пролета. Мембрана в большей части поверхности имеет двоякую положительную кривизну. Существуют также и седлообразные области и переходные участки с одинарной кривизной.
Эти опыты с сильно деформируемыми мембранами представляют интерес для проектирования зданий из малодеформируемых материалов, например из стеклотканей с покрытием, которые при придании им соответствующей формы и при прочих равных условиях имеют такое же напряженное состояние, как и сильно деформируемые мембраны.
Купола с частично утолщенными мембранами. Мягкие перехваты оболочки могут быть достигнуты также утолщением мембраны в определенных местах. Несмотря на приблизительно равные по всей поверхности оболочки мембранные усилия, участки с большей толщиной, например двойной, воспринимают более высокие мембранные усилия. Если резиновую мембрану усилить трехлучевой звездой (рис. 8.19), образуется купол из трех частей, связанных мягкими переходами (рис. 8.20), как это особенно отчетливо видно на фронтальных линиях оболочки (рис. 8.21).
Если бы в данном случае была применена тросовая звезда, то возникли бы резкие перехваты. При применении нескольких тросов или полос из тросовых сеток можно и в этом случае добиться плавности переходов.
Двойные купола

Мягкие закругления обусловливают плавное перераспределение мембранных усилий в области перехвата. На практике постепенное утолщение мембраны трудно осуществимо. Целесообразнее применять двухслойные и трехслойные склеенные мембраны. Усиливать можно не только область перехвата, но также и целые поверхности, нагруженные особенно сильно, в тех случаях, например, когда они должны иметь меньший радиус кривизны по сравнению с остальными частями конструкции при одинаковом внутреннем давлении. Необходимо отметить, что любой шитый или клеевой шов представляет собой усиление в два слоя, жесткость которого при соответствующем давлении также проявляется в мягких перехватах. Таким образом, швы действуют так же, как усиливающая сетка.
Купола, опорный контур которых не лежит в одной плоскости. Купола могут иметь не только плоский, но и пространственно развитый контур опирания. Это открывает еще более широкие возможности в области формообразования пневматических оболочек, причем значительное число форм имеет практическое значение. Пневматически напряженный купол — весьма многосторонняя конструктивно и функционально гибкая конструкция. Его форма может широко варьироваться и легко приспособляться для решения различных строительных задач. В целях экономии материала с тем, чтобы обеспечить наименьшее усилие в мембране и в опорном контуре, а следовательно, и в фундаменте, для любого контура опирания можно подобрать определенную форму мембраны, которая в данных условиях наиболее благоприятна. При проектировании крупных сооружений необходимо предварительно особенно тщательно исследовать эти формы на моделях с помощью мыльных пузырей на изучаемом опорном контуре, с помощью резиновых мембран или мембран из других газонепроницаемых материалов (прорезиненных тканей).
Для пояснения сказанного служат приведенные здесь эскизы некоторых проектов. Линия опорного контура спортивного стадиона с земляными трибунами (рис. 8.22) должна удовлетворять условиям видимости и представляет собой пространственную кривую. При таком опорном контуре пневматическое покрытие может быть возведено уже над существующим сооружением.
В проекте, показанном на рис. 8.23, пневматически напряженный купол перекрывает внутренний двор, образованный кольцеобразным зданием с кровлей в виде волнистой оболочки, служащей балластирующей пригрузкой для пневматически напряженной оболочки.
Двойные купола

Большая климатическая оболочка (рис. 8.24) перекрывает стык двух горных долин, причем мембрана во многих местах глубоко врезается в расщелины, в то время как склоны гор, покрытые лесом, остаются свободными.
Иногда, в соответствии с акустическими требованиями, мембранные купола могут выполняться с вертикальным или наклонным волнообразным контуром опирания (рис. 8.25 и 8.26). Входы, световые проемы, а также связь с другими зданиями в указанном примере могут располагаться внутри заполнения боковых волнистых линий, образованных жесткими стержнями, причем каждая из вершин жесткого опорного контура раскрепляется тросом.
Купола на свободном плане, усиленные тросами. Примером купола со свободным планом, усиливаемого тросовой сеткой, служит проект театра.
При разработке проекта первоначально изучалось раздувание резиновой пленки (рис. 8.27), опирающейся на контур, соответствующий традиционному планировочному решению летнего театра. Было установлено, что даже при значительных мембранных усилиях получается неблагоприятное соотношение высот оболочки прежде всего в зоне сцены.
Значительно лучшая форма (рис. 8.28) получилась при усилении резиновой мембраны с помощью тросов. Форма плана (рис. 8.30 и 8.31) была приспособлена к новым условиям. Четыре троса заанкериваются по верхней кромке амфитеатра и объединяются пространственно искривленным тросом, который проходит по линии, отделяющей зрительный зал от сцены. Путем нагнетания под давлением гипса в резиновую мембрану была изготовлена жесткая модель покрытия. Отдельные элементы формы тщательно изучались.
Входы, фойе, административные помещения, а также ресторан помещаются в одно- и двухэтажных зданиях с плоскими кровлями в виде террас, композиционное решение которых отвечает условиям местности. Сцена вращающаяся, оборудованная киноэкранами и сменяемыми стенами; в качестве дополнительной меры безопасности сконструирована также криволинейная жесткая стена в форме вертикальной вращающейся цилиндрической оболочки (см. разрез, рис. 8.29).
Двойные купола

Акустические условия в рассматриваемом варианте значительно благоприятнее, чем в первоначальном случае. Изучалась также возможность усиления мембраны, располагаемой между главными тросами, тросовой сеткой, с тем, чтобы путем дальнейшего акустического дифференцирования здания получить тонкую структуру поверхности оболочки.
Следует отметить, что данная пневматическая форма, будучи выполнена в жестких конструкциях, может с успехом применяться в качестве пространственной конструкции, воспринимающей нагрузку от внешнего давления. Тросы заменяются в этом случае жесткими арками, форма которых при нагрузке только собственным весом мембраны может быть точно определена.
В случае же пневматической нагрузки форма тросов может быть найдена весьма приближенно опытным путем.
Похожие новости