Разновидности мягких оболочек пневматических сооружений воздухоопорного типа

12.09.2020

Оболочки, усиленные канатами или сетками. Канаты воспринимают основные усилия, возникающие в воздухоопорном сооружении при действии внутреннего давления воздуха и внешних нагрузок, тогда как оболочка выполняет локальные функции, работая как мембрана в пределах площади, ограниченной канатами (рис. 2.16.21). Совместная работа оболочки и канатов возможна, если их жесткости при растяжении примерно одинаковы:

где Е, Eк — модули упругости материалов оболочки, кН/см, и каната, кН/см2; а — шаг канатов, см; Aк — площадь сечения каната, см2.

Существует три группы мягких оболочек, усиливаемых канатами или сетками:

1) при мелкой сетке (измеряемой сантиметрами) форма сооружения определяется раскроем сетки; тонкая и малопрочная оболочка обеспечивает только воздухонепроницаемость;

2) при малом (до 1 м) шаге канатов общая поверхность сооружения проектируется гладкой; местные выпуклости оболочки между канатами образуются за счет упругих деформаций материала; оболочка с канатами не связана и взаимные смещения их свободны;

3) при большом (в несколько метров) шаге канатов (крупной сетке) общая поверхность сооружения расчленяется канатами на ряд выпуклых, специально выкраиваемых участков оболочки.

Цилиндрические оболочки с кольцевыми канатами формируются в виде ряда тороидальных поверхностей, причем отсутствие складок (т. е. двухосное напряженное состояние) обеспечивается только при следующем соотношении геометрических параметров:

где f, С, R см. на рис. 2.16.22, а.

Примерно то же соотношение справедливо и для оболочек типа зонтичных куполов (рис. 2.16.22, б).

Пологие оболочки больших пролетов на овальных и прямоугольных планах проектируют с подъемом 1/7...1/12 пролета (рис. 2.16.23). Канаты располагают параллельно диагоналям плана с шагом 6...12 м. Опорное кольцо располагают на такой отметке, чтобы в случае падения давления воздуха под оболочкой она, опускаясь, не достигала 2...3 м до пола. Минимальные изгибающие моменты в опорном кольце, в его плоскости, возникают при расположении перекрестных канатов параллельно диагоналям прямоугольника, описанного вокруг овального («суперэллипс» (х/а)''+(у/b)'' = 1) или прямоугольного со срезанными углами плана.

Оболочки с промежуточными опорами (оттяжками). Проблема покрытия больших площадей пневматическими оболочками может быть решена путем постановки внутренних промежуточных опор в виде оттяжек или диафрагм (рис. 2.16.24). В местах присоединения оттяжек на поверхности оболочки образуются воронки, которые для обеспечения водоотвода с поверхности делают трубчатыми. Линии присоединения диафрагм к оболочке образуют на ее поверхности ендовы.


При крупном (более 20...30 м) шаге оттяжек целесообразно использовать усиливающие канаты — главные, идущие от оттяжки к оттяжке, и второстепенные — от главных к главным (рис. 2.16.24, а, б). Эта схема рациональна для культивационных сооружений, где по требованиям высокой светопроницаемости приходится использовать сравнительно слабые материалы типа армированных пленок.

Двухслойные оболочки. Назначение второго (внутреннего) слоя воздухоопорной оболочки — повышение теплотехнических и акустических показателей пневматического сооружения.

Существуют три способа поддержания внутренней оболочки, которая, не будучи подвержена атмосферным воздействиям, делается из легких и дешевых материалов: 1) раздельный поддув воздуха под наружную и внутреннюю оболочки (рис. 2.16.25, а); 2) использование естественной разницы давлений над и под внутренней оболочкой при наличии в ней ряда отверстий (рис. 2.16.25, б); 3) подвеска к наружной оболочке (рис. 2.16.25, в). Последний способ используется только для матерчатых экранов, предназначенных для защиты от инсоляционного перегрева воздуха в сооружении.


Замкнутые оболочки. К замкнутым относятся линзовидные и трансформирующиеся оболочки. Пневмолинзы (пневмоподушки) состоят из двух оболочек — верхней и нижней, соединенных между собой по периметру и передающих распор жестким системам по всему контуру или в отдельных точках.

Формообразование пневмолинз подчиняется тем же законам, что и воздухоопорных оболочек, в том числе усиленных канатами или сетками. Предварительное натяжение обеспечивается избыточным давлением или вакуумом. Контур пневмолинзы (рис. 2.16.26), воспринимающий распор оболочки, в зависимости от его очертания испытывает сжатие или изгиб со сжатием. Его воспринимает жесткий контур или распорки, устанавливаемые в толще линзы между оболочками. Обычные отношения толщины пневмолинзы к пролету — 1/5...1/7.

Трансформирующиеся оболочки. К трансформирующимся относятся замкнутые оболочки, изменяющие свою форму при росте или падении внутреннего давления с одновременным изменением схемы опорных креплений (рис. 2.16.27). Трансформации могут подвергаться как воздухоопорные здания в целом, так и их части или детали. К трансформируемым оболочкам относится пневматическая опалубка Д. Бини, превращаемая из плоской мембраны в выпуклую за счет ее растяжения при подаче воздуха.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна