Вопрос № 57 Архитектурные формы из пластмасс: жесткие пространственные покрытия и пневматические сооружения.

Использование пластмасс в качестве строительного материала пока не привело к появлению каких-либо принципиально новых видов строительных конструкций. Просто пластмассы – теоретически наиболее приемлемый материал для изготовления пространственных покрытий и стремление применить строи­тельные пластмассы для жестких пространственных покрытий свя­зано с возможностью свести к ми­нимуму массу конструкции, уменьшить ее собственный вес.

Простейшими среди жестких пространственных покрытий являются сводчатые формы – оболочки. В современной практике распространены своды круговых, параболических и стрельчатых очертаний, причем наиболее выгодными с точки зрения использования материала из них являются параболические.

Длинные цилиндрические оболочки, опертые по торцам или на угловые опоры, как правило, не выполняются полностью из пластмассы. Для получения сводов большей длины их выполняют составными, из ряда коротких сводов. Наибольшее распространение получили волнистые и складчатые своды и купола. В чем их отличие от железобетонных? Дело в том, что специфичность каркасных пластмассовых сводов связана с заполнением межкаркасного пространства крупноразмерным светопрозрачным гнутым листовым материалом, что делает их привлекательными и оригинальными с архитектурной точки зрения.

Одна из важнейших тенденций развития современного зодчества – более широкое распространение объемно-блочного строительства, различных систем блокируемых ячеек. Пространственность, малая толщи­на ограждающих поверхностей, замкнутость контура — характер­ные черты сооружений из пластмассовых блок-оболочек. Все типы объемных образований, по сходству формообразующих принципов могут быть объединены в один большой класс блок-оболочек. Среди них по своим геометрических характеристикам можно выделить параллелепипеды (могут быть просто кубы), дома-тюбинги, сферические и блок-оболочки свободных и комбинированных форм.

Дома тюбинговой формы своим возникновением обязаны развитию мобильного и объемного индустриального строительства, которое потребовало жестких и максимально технологичных ячеек. Этим условиям и отвечает форма тюбинга – горизонтального цилиндра или лежачей призмы.

Блок-оболочки сферических и свободных и комбинированных форм также получили разнообразное распространение. По формообразованию они выделяются огромным количеством повторяющихся элементов многограника, состоящих из только треугольных или многоугольных граней, или вместе треугольных и многоугольных граней. Сферическая форма – технологически простейшая среди замкнутых тел вращения.

Пневматические сооружения появились сравнительно недавно, хотя такие «нестроительные» пневматические конструкции, как колесные шины, надувные плоты и лодки, аэростаты и дирижабли, давно не считаются техническими новинками. Первое пневматическое сооружение со своим фундаментом появилось в 1946 году в США – купол в ¾ сферы диаметром 15 метров. Оно казалось «чудом XX века» - туго натянутая тонкая (менее 1 мм) ткань надежно защищала от ветра и снега. Современные громадные пневматические сооружения являются прямыми потомками воздухоплавательных аппаратов.

Различают два способа обеспечения устойчивости и работоспособности пневматических сооружений:

1. Воздухоопорные, когда осуществляется подача воздуха под оболочку, которая служит и несущей и ограждающей конструкцией.

2. Воздухонесомые, когда осуществляется подача воздуха в несущие элементы стержневого типа. (рис. 137).

В упрощенной трактовке основной формой воздухоопорной конструкции является надувной шар, а воздухонесомой – удлиненный цилиндр с надувными ребрами. И та, и другая формы довольно широко варьируются.