Растяжимая конструкция – это элементы конструкции, воспринимающие только растяжение, без сжатия или изгиба. Растяжимые мембранные конструкции чаще всего используются в качестве крыши, поскольку они могут экономично и привлекательно перекрывать большие расстояния. Этот тип конструкций часто встречается в спортивных сооружениях, складских и складских зданиях, выставочных комплексах.
В этой статье мы кратко рассмотрим типы, формы и преимущества натяжных конструкций.
- 1. Коническая натяжная конструкция
- 2. Гипар или антикластическая структура
- 3. Параллельная арка или конструкция бочкообразного свода
- 4. Кабельная сеть и мембранная конструкция
История растягивающихся конструкций
Первая разработка практических расчетов напряжений и деформаций растягивающихся конструкций, оболочек и мембран принадлежит русскому инженеру Владимиру Шухову. для Нижегородской ярмарки 1896 года он спроектировал восемь выставочных павильонов из растягивающихся конструкций и тонкостенных конструкций площадью 27 000 квадратных метров.
В последнее время растягивающиеся конструкции обрели большую популярность и используются во многих местах. Среди них можно выделить мюнхенский OlympiaPark, лондонский Millennium Dome и Ashford Designer Outlet в Великобритании.
ОлимпияПарк в Мюнхене
Купол тысячелетия в Лондоне
Типы растягивающихся конструкций
Классификация растяжимых конструкций производится по плоскости, в которой в конструкции действуют растягивающие силы. Исходя из этого, растяжимые конструкции делятся на следующие типы.
1. Линейные растягивающие конструкции
Линейные растягивающие конструкции – это конструкции, в которых все элементы находятся под действием линейных растягивающих усилий. Эти линейные элементы поддерживаются сжимающими элементами, но основные нагрузки приходятся на растягивающие элементы. Распространенным примером такой конструкции являются вантовые подвесные мосты. Главные опоры действуют на сжатие, но вся нагрузка приходится на тросы, которые находятся в натянутом состоянии.
Растягивающие силы, действующие на подвесной мост.
Линейные растягивающие конструкции подразделяются на следующие типы,
- Подвесные мосты
- Драпированные тросы
- Вантовые балки или фермы
- Кабельные фермы
- Прямые натяжные тросы
2. Трехмерные растягивающиеся конструкции
Трехмерные растягивающиеся конструкции – это совокупность элементов, которые находятся в основном в напряженном состоянии, при этом сжатие передается на центральную мачту и вниз в землю. Наиболее часто трехмерные растяжимые конструкции можно увидеть на спортивных аренах, которые обычно служат крышами для этих сооружений.
Трехмерные растяжимые конструкции
Трехмерные растяжимые конструкции далее классифицируются на следующие типы,
3. Растягивающиеся конструкции с поверхностным напряжением
Поверхностно-напряженные растяжимые конструкции такие же, как и другие две растяжимые конструкции, но поверхностные элементы являются несущими элементами. Тканевые растягивающие конструкции являются отличным примером поверхностно-напряженных растягивающих конструкций, где вертикальные стойки держат специальную спроектированную ткань, которая находится в напряженном состоянии.
Тканевая растягивающаяся конструкция
Растягивающиеся конструкции с поверхностным напряжением подразделяются на следующие типы,
Формы растягивающих конструкций
Четыре основные формы, используемые в растягивающихся конструкциях, следующие,
1. Коническая натяжная конструкция
Высокоэффективная для покрытия больших площадей, коническая натяжная конструкция легко идентифицируется по форме, напоминающей шатер. Конические конструкции могут иметь как одну, так и несколько мачт. В обоих вариантах конструкции мембраны натягиваются между кольцом на вершине и нижними опорными колоннами по периметру. Конусы особенно эффективны на участках, где необходимо соблюдать нормы по высокой дождевой или снеговой нагрузке.
Коническая натяжная конструкция
2. Гипар или антикластическая конструкция
Гипар (гиперболический параболоид) – одна из самых распространенных натяжных мембранных конструкций, благодаря своему эстетически приятному виду, отличается превосходными характеристиками по удержанию формы и стоку воды. Эти структуры опираются на две противоположные кривизны, также известные как антикластические, для обеспечения их стабильности. Этот тип конструкций идеально подходит для создания тени над зонами отдыха или пешеходными дорожками с высокой проходимостью.
Гипар или антикластическая структура
3. Параллельная арка или конструкция бочкообразного свода
Эти симметричные изогнутые параллельные арочные конструкции образуют невероятно функциональный навес из натянутой мембраны, который может перекрывать большие расстояния, например, спортивную арену, или небольшие площади, например, вход в здание. В зависимости от пролетов, система бочкообразного свода может быть очень экономичным способом включения натяжной мембраны в проект благодаря повторяющемуся характеру конструкции и эффективности материалов.
Параллельная арка или конструкция бочкообразного свода
4. Кабельная сеть и мембранная конструкция
Для длиннопролетных кровельных покрытий из растягивающейся мембраны, обычно встречающихся на стадионах или в больших помещениях, эффективным решением для легкой растягивающейся архитектуры являются трехмерные конструкции из кабельной сетки или кабельной решетки.
Кабельная сетка и мембранная конструкция
Преимущества растягивающихся конструкций
Читайте также : Типы напрягаемых элементов в стальных конструкциях
Читайте далее:- Проектирование кровельных ферм.
- Типы арочных конструкций по форме, материалу изготовления, качеству исполнения.
- Концептуальный сейсмический проект моста с вантовой опорой и его компоненты.
- Бетонная тонкошовная конструкция типы и формы.
- Растяжимые тканевые конструкции – свойства, типы и преимущества.
- Тросовые и натяжные конструкции.
- Характеристики мостов на вантовых опорах во время землетрясений.