Пневматические конструкции.

Пневматические конструкции обеспечивают несущую способность избыточным давлением воздуха или другого газа, заключенного в газонепроницаемую оболочку, выполненную из ткани или пленки.

Пневматические конструкции отличаются предельной легкостью и транспортабельностью. Их возведение весьма просто и не требует каких-либо тяжелых вспомогательных приспособлений. Они обладают высокой сейсмостойкостью, а их фундаменты можно возводить на слабых, просадочных, вечномерзлых или водонасыщенных грунтах.

Пневматические строительные конструкции подразделяются на воздухоопорные, пневмокаркасные и комбинированные (рис. 16.6.).

Воздухоопорные конструкции представляют собой замкнутую оболочку, под которой, внутри помещения, создается небольшое избыточное давление воздуха, играющее роль основного несущего элемента конструкции. Это давление, устанавливаемое расчетом в пределах 1,5 – 0,5 кПа, обеспечивает необходимую устойчивость сооружения и практически не ощущается находящимся в помещении людьми.

Воздухоопорные пневматические конструкции проектируются, как правило, в виде сферических куполов или цилиндрических сводов пролетом от 12 до 50 м и более. Торцы сводов в большинстве случаев выполняются также из пленки или ткани со сферическим очертанием. Для сводов небольших пролетов торцовые части (в некоторых случаях) делают плоскими из жестких материалов (дерево, металл, пластмассы). Оболочка из воздухонепроницаемого материала в этих конструкциях выполняет несущие и ограждающие функции. С целью обеспечения герметичности и минимальных потерь избыточного давления через входы в воздухоопорных конструкциях необходимо устраивать шлюзы.

Избыточное давление внутри помещения создается компрессорами или вентиляторами. Если давление повышается выше допустимого предела, воздух выпускают через предохранительные клапаны. Запуск вентиляторов при аварийной утечке воздуха производится автоматически.

Рис. 16.6. Схемы пневматических конструкций.

а) воздухоопорные с сферическими торцами;

б), в) пневмокаркасные (арка, балка);

г) комбинированные линзообразные.

1 – воздухонепроницаемая ткань или пленка, 2 – шлюз,

3 – анкерные крепления, 4 – стойки, 5 – жёсткое кольцо.

Пневмокаркасные конструкции состоят из ряда несущих надувных элементов, обычно арок или рам с трубчатой формой сечения. Проект­ное положение эти конструкции сохраняют благодаря избыточному внут­реннему давлению воздуха от 50 до 150 кПа.

Внутри помещения, перекрытого пневмокаркасной конструкцией, в отличие от воздухоопорной, сохраняется нормальное давление воздуха. Однако конструкции этого типа сложнее в изготовлении и требу­ют установки для нагнетания воздуха под большим дав­лением. Для этой цели используются обычно компрессоры, а иногда - баллоны со сжатым воздухом или газом.

Пневмокаркасные конструкции применяются в виде пневмобалок, пневмостоек, пневмоарок, пневморам, пневмокуполов и др.

Комбинированные конструкции состоят из сборного каркаса (алюминиевого, стального или деревянного) и воздухоопорной ограж­дающей оболочки. В обычных условиях внутри помещения поддержива­ется нормальное давление. Это давление повышается при значитель­ной ветровой нагрузке или при обильных снегопадах. Комбинирован­ные конструкции отличаются повышенной стоимостью, однако их при­менение целесообразно при перекрытии больших пролетов.

Вантово-пневматические конструкции представляют собой соче­тание воздухоопорных оболочек с вантовыми системами из стальных или синтетических тросов.

Линзообразные пневматические конструкции состоят из замк­нутых висячих оболочек, закрепленных на жестком опорном каркасе.

Пневматические конструкции применяют в основном для времен­ных легких передвижных зданий разного назначения. В строительст­ве общественных зданий пневматические конструкции используют в покрытиях зрелищных, спортивных, выставочных сооружений и др. В сельскохозяйственном строительстве они применяются для сооруже­ния складов удобрений, инвентарных и зерноскладов, теплиц, гара­жей сельскохозяйственных машин и т.п. Кроме того, пневматические конструкции находят применение при монтаже купольных конструкций, в качестве несъемной опалубки при изготовлении куполов и сводов (методом послойного напыления стеклопластика и пенополиуретана, в результате чего образуется монолитная трехслойная конструкция), в качестве опалубки для бе­тонирования и т.п.