Воздухоопорные здания и сооружения, их достоинства и недостатки, архитектурные формы и физические законы, их регламентирующие.

Достоинства:

- чрезвычайно малый расход материалов;

- возможность перекрытия больших про­летов;

- полное заводское изготовление;

- быстрота монтажа;

- сравнительно низкая стоимость;

- транспортабельность;

- невозможность обруше­ния;

- светопроницаемость в заданной степени.

Недостатки:

- необходимость поддержания постоянного давления воздуха;

- трудности создания требуе­мого микроклимата;

- недолговечность.

Основные конструктивные элементы: оболочка, опорные устройства, воздухоподающая установка

три состояния:

- начальное или раскройное – давление несколько превышает атмосферное чтобы расправить складки;

- исходное – давление на эксплуатационном уровне;

- конечное – к полностью надутой оболочке приложены внешние нагрузки.

Исходная форма образуется в результате деформаций материала в общем случае анизотропного с нелинейными упругими характеристиками.

1) Геометрические формы воздухоопорных оболочек могут быть:

- простыми (поверхности вращения);

- составными (участки простых оболочек);

- сложными – не имеющими математического выражения.

2) Усиленные канатами или сетями:

- однопролетные;

- многопролетные.

Форма оболочки, найденная с помощью уравнения мыльной пленки, является первым приближением, которое может быть скорректировано с учетом ряда специфических требований. Она не всегда является оптимальным решением, как по функциональному признаку, так и по технологическому. Однако форма мыльной пленки отражая соответствие нагрузке действующей только в данный момент все же служит хорошей моделью воздухоопорной оболочки.

Тентовые покрытия, способы их формообразования и обеспечения стабильной формы.

Тентовое покрытие – предварительно напряженная конструкция. Натяжение оболочки тента осуществляется механическим путем: оттягиванием углов, подъемом опорных стоек, притягиванием промежуточных точек тента к земле или оттягиванием их кверху, искривлением жесткого опорного контура и др. В результате в оболочке возникает начальное натяжение.

Форма поверхности тента должна удовлетворять требованиям:

- обеспечению равномерного распределения предварительного натяжения по всей поверхности оболочки

- «жесткости формы» после создания в оболочке предварительного натяжения. Ограниченная подвижность точек оболочки под воздействием нагрузок.

Для образования устойчивой формы оболочки необходимым условием является наличие предварительного натяжения, а достаточным – наличие минимум четырех фиксированных точек оболочки, не лежащих в одной плоскости. Это основной принцип формообразования тентовых оболочек, который реализуется в двух случаях: 1) исходные условия определяют только контур оболочки, 2) исходные условия кроме контура определяют положение некоторых внутриконтурных точек.

Конструктивные способы:

устойчивая форма обеспечивается закреплением:

- отдельных точек контура в разных уровнях;

- оболочки на криволинейном или полигональном изгибно-жестком неплоском опорном контуре;

- внутриконтурных точек вне в плоскости контура.

классы оболочек:

- с гибким контуром - не образуют замкнутого объема;

- с жестким контуром;

- с внутриконтурными опорами;

- с внутриконтурными оттяжками;

- комбинированные оболочки.

Способы форообразования тентовых оболочек:

Оболочки с контурным закреплением:

1) оболочки с несколькими закрепленными точками контура (с гибким контуром);

2) оболочки, закрепленные на жестком пространственном контуре (с жестким контуром);

оболочки с внутриконтурным опиранием:

3) оболочки с внутриконтурными точками, оттянутыми наружу сооружения (с внутриконтурными опорами);

4) Оболочки с внутриконтурными точками, втянутыми внутрь сосоружения (с внутриконтурными оттяжками).

Тент может существовать, будучи закрепленным в трех точках и туго натянутым. Однако при этом он будет плоским и нестабильным. Условие образования стабильной формы требует наличия четвер­той точки крепления, не лежащей в плоскости трех остальных. Эта чет­вертая точка может находиться на контуре оболочки или быть внутри кон­тура.