Пневматические и тентовые покрытия

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 воздухоопорные оболочки и воздухонесомые покрытия. Избыточное давление воздуха у первых находится под покрытием, а у вторых оно находится только в несущих пневмобаллонах (рис. XII.36, а—е).

Воздухоопорные оболочки чаще всего применяют цилиндрической или сферической формы.

Воздухонесомые покрытия — это пневмокаркасы, пневмоматы и пневмолинзы. Пневмокаркасы и пневмоматы наиболее рационально используются в форме арок, а пневмолинзы —в форме чечевицы или подушки.

Цилиндрические воздухоопорные оболочки выполняются обычно со стрелой подъема, равной от 3/8 до 1/2 пролета. Торцы заканчиваются либо сферической, либо цилиндрической поверхностью. Каждая такая оболочка состоит из следующих основных частей: шлюзов для перехода, оболочки, под которой находится избыточное давление воздуха, и вентилятора, поддерживающего это давление. Шлюзы обычно выполняют в виде легкого металлического каркаса, обтянутого той же тканью, из которой сделана оболочка. Соединяется ткань шлюза с тканью оболочки с помощью переходника, т. е. ткани соответствующего раскроя. Освещаются помещения под пневмооболочками дневным светом через свегопрозрачные вставки из соответствующих синтетических пленок. В нижней части оболочки устраивается так называемый силовой пояс, с помощью которого оболочка крепится к основанию.

Избыточное давление под оболочкой обычно не превышает 500 Н/м2, что человек, как правило, не ощущает. Для поддержания такого давления достаточно иметь один работающий вентилятор. Если при этом необходимо обогревать помещение под оболочкой, то это выполняется калориферами, подающими теплый воздух. В целях уменьшения утечки воздуха, особенно из-под силового пояса, с его обеих сторон у основания предусматриваются фартуки из той же ткани. Наружный фартук присыпается землей, а внутренний помещается под поверхностью пола (рис. XII.37).

При соединении отдельных секций на строительстве пневмооболочки применяют монтажные швы, такие, например, как петельно-тросовый, накладной и др. Секции с внутренней и наружной сторон снабжены фартуками, причем наружный фартук находится только у одной секции, которым закрывается сверху петельный шов, пристегиваясь ко второй секции с помощью кнопок.

Крепление воздухоопорной оболочки к основанию выполняется несколькими способами по рис. XII.38. На ленточных бетонных фундаментах крепление оболочки удобнее всего выполнять, используя прижимные пластины, надежно скрепленные с фундаментом. Временное одноразовое крепление оболочки к грунту выполняется анкерами в виде штырей, штопоров и винтовых сван в зависимости от размеров сооружения.

Все эти анкеры имеют сверху проушины, через которые производится привязка к ним силового пояса оболочки.

Из воздухонесомых пневматических конструкций чаще всего применяют конструкции пневмоарочные. Они состоят из баллонов, наполненных воздухом с избыточным давлением до 100 кН/м2, которые служат несущими конструкциями для водонепроницаемой ткани самого покрытия. Для придания аркам устойчивости они раскрепляются растяжками, к которым затем крепится водонепроницаемая ткань. Может быть принято и другое решение, когда к аркам попарно пришивается водонепроницаемая ткань, образуя секции, из которых затем монтируется пневмоарочное покрытие.

Достоинство пневмоарочных покрытий перед воздухоопорными оболочками заключается в отсутствии шлюзов, в отсутствии необходимости в непрерывной подаче воздуха под покрытие, в отсутствии опасности падения всего покрытия только при одном прорезе оболочки. В то же время пневмоарочное покрытие уступает воздухо-опорной оболочке по стоимости конструкции, быстроте монтажа и необходимости в более мощном агрегате для создания избыточного давления внутри арки, который работает по мере необходимости. Раскрепляются пневмоарки между собой с помощью тросов или шнуров, пропущенных через мягкие петли, пришитые к наружной поверхности арок. К этим тросам или шнурам крепится водонепроницаемая ткань.

Пиевмоматы арочного вида отличаются от пневмоарок тем, что они сшиваются из единого полотнища по специальному раскрою и представляют собой одновременно и несущую, и ограждающую конструкцию. Опираются арочные пневмоматы на песчаные подушки, которыми заполняются траншеи, вырытые вдоль краев покрытия. Диаметр баллонов пневмоарок принимают от 1/55 до 1/25 пролета, у арочных матов — соответственно от 1/20 до 1/30

Тентовые покрытия обычно применяются для временных сооружений. Состоят они из мягкой водонепроницаемой ткани, которая натягивается, закрепляясь одними концами за возвышающиеся опоры, другими — за анкеры в грунте или за оттяжки, за тросы-подборы 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.

На рис. XII.39 изображены наиболее часто встречающиеся виды тентов. Они представляют собой криволинейные поверхности (гипары), седловидные 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. От величины стрелы провисания опорного троса и стрелы подъема накладного троса зависит и архитектурная форма покрытия.

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

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. закругленными. 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.