WikiDer > Конструкция с воздушной опорой

Air-supported structure
Купол на воздушной опоре, используемый как спортивно-развлекательная площадка

An воздушная опора (или надувная) конструкция любое здание, структурная целостность которого достигается за счет использования внутренних герметичных воздуха для надувания податливого материала (например, конструкционной ткани) конверт, так что воздух является основной опорой конструкции, а доступ туда осуществляется через шлюзы.

Масштабно концепцию реализовали Дэвид Х. Гейгер с павильоном Соединенных Штатов в Экспо '70 в Осака, Япония в 1970 г.[1]

Это обычно куполообразный, так как эта форма создает наибольшую объем за наименьшее количество материала. Для сохранения структурной целостности конструкция должна находиться под таким давлением, чтобы внутренние давление равно или превышает любое внешнее давление, прикладываемое к конструкции (т. е. ветер давление). Конструкция не обязательно должна быть герметичной для сохранения структурной целостности - до тех пор, пока система наддува, обеспечивающая внутреннее давление, заменяет любую утечку воздуха, конструкция будет оставаться стабильной. Весь доступ к внутренней части конструкции должен быть оборудован каким-либо видом воздушный шлюз- обычно либо два набора параллельных дверей, либо вращающаяся дверь или оба. Конструкции с воздушной опорой крепятся к земле тяжелыми грузами, грунтовые анкеры, крепление к фундаменту или их сочетание.

Среди его многочисленных применений: спортивные и развлекательные объекты, складирование, временные убежища и обтекатели. Конструкция может иметь полную, частичную или воздушную поддержку только на крыше. Конструкция, полностью поддерживаемая воздухом, может быть предназначена как временное или полувременное или постоянное сооружение, в то время как конструкция только с крышей с воздушной опорой может быть построена как постоянное здание.

В настоящее время в кампусе IBM в г. East Fishkill, Нью-Йорк.[2] Открытие запланировано на 2019 год (дважды задерживается),[3] Sports KingDome будет иметь потолок высотой 160 футов (49 м) и площадь 350000 квадратных футов (33000 м).2) тренировочного помещения для легкой атлетики.

дизайн

Форма

Форма конструкции с воздушной опорой ограничена необходимостью иметь равномерную поверхность оболочки. под давлением. Если это не так, конструкция будет поддерживаться неравномерно, создавая складки и точки напряжения в гибкой оболочке, что, в свою очередь, может привести к ее разрушению.[4]

На практике любая надутая поверхность имеет двойную кривизну. Поэтому наиболее распространенными формами конструкций с воздушной опорой являются полусферы, овалы и полуцилиндры.

Структура

Основными нагрузками, действующими на оболочку с воздушной опорой, являются внутреннее давление воздуха, ветер или вес от снега. Чтобы компенсировать силу ветра и снеговую нагрузку, соответствующим образом регулируется надувание конструкции. Современные конструкции имеют механические системы с компьютерным управлением, которые отслеживают динамические нагрузки и автоматически компенсируют их инфляцию. Чем лучше качество конструкции, тем большие силы и вес она может выдержать. Конструкции самого высокого качества могут выдерживать ветер до 120 миль в час (190 км / ч) и вес снега до 40 фунтов на квадратный ярд.[4] (21,7 килограмма на квадратный метр).

Интерьер Tokyo Dome иллюстрирует, насколько большую площадь можно охватить крышей с воздушной опорой.

Давление воздуха на оболочку равно давлению воздуха, оказываемому на внутреннюю поверхность земли, толкая всю конструкцию вверх. Поэтому его необходимо надежно прикрепить к земле (или к основанию в конструкции только для крыши).

Для широкопролетных конструкций требуются тросы для анкеровки и стабилизации. Для постановки на якорь требуется балласт (грузы). Ранние конструкции анкеровки включали мешки с песком, бетонные блоки, кирпичи и т.п., которые обычно размещали по периметру юбки уплотнения. В большинстве современных конструкций используются запатентованные системы крепления.

Опасность внезапного обрушения практически ничтожна, поскольку конструкция будет постепенно деформироваться или провисать под воздействием большой нагрузки или силы (снег или ветер). Только в том случае, если эти предупреждающие знаки игнорируются или не замечаются, накопление экстремальной нагрузки может привести к разрыву оболочки, что приведет к внезапному сдуванию и разрушению.[нужна цитата]

Распространенное заблуждение состоит в том, что эти конструкции не предназначены для использования в качестве постоянных объектов, однако все крупные корпорации, участвующие в этой отрасли, соответствуют той или иной форме Международных строительных норм и правил. Чтобы быть постоянным объектом, эти купола должны быть спроектированы в соответствии с теми же строительными нормами, что и традиционные конструкции.[нужна цитата]

Конструкции с воздушной опорой или купола также широко известны как «пузыри».

Материал

Материалы, используемые для конструкций с воздушной опорой, аналогичны материалам, используемым в натяжные конструкции, а именно синтетические ткани, такие как стекловолокно и полиэстер. Во избежание порчи от влаги и ультрафиолетовый излучения, эти материалы покрыты полимерами, такими как ПВХ и Тефлон.

В зависимости от использования и местоположения конструкция может иметь внутреннюю облицовку из более легких материалов для изоляции или акустики. Материалы, используемые в современных конструкциях с воздушной опорой, обычно являются полупрозрачными, поэтому использование системы освещения внутри конструкции не требуется в дневное время.

Давление воздуха

Внутреннее давление воздуха, необходимое для конструкций с воздушной опорой, не так велико, как ожидает большинство людей, и, конечно, не заметно внутри. Необходимое давление зависит от веса материала и подвешенных на нем строительных систем (освещение, вентиляция и т. Д.) И давления ветра. Тем не менее, это лишь небольшая часть атмосферное давление. Внутреннее давление обычно измеряется в дюймы воды, inAq, и частично изменяется от 0,3 дюймов водного столба для минимального накачивания до 3 дюймов водного столба для максимального, при этом 1 дюйм водного столба является стандартным уровнем давления для нормальных рабочих условий. Что касается наиболее распространенных фунтов на квадратный дюйм, 1 дюйм водного столба равен всего 0,037 фунта на кв. Дюйм (2,54 мбар, 254 Па).[4]

Известные купола с воздушной опорой

В действии

Бывшие известные купола

использованная литература

  1. ^ "Дэвид Гейгер, инженер, 54 года, умер". Нью-Йорк Таймс. 1989-10-04.
  2. ^ «Спортивный комплекс в бывшем кампусе IBM станет одним из крупнейших куполов в мире». Ежедневный голос Southwest Dutchess. Получено 2017-11-03.
  3. ^ "Дом | KingDome". KingDome. Получено 2017-11-03.
  4. ^ а б c Д.А. Лютни (май 1971 г.). «Конструкции с воздушной опорой CBD-137». Национальный исследовательский совет Канады. Архивировано из оригинал на 2009-10-31. Получено 2009-10-19.
  5. ^ Карлсон, Крис (16 марта 2020 г.). «Дефляция крыши Carrier Dome знаменует конец эпохи в Сиракузах и стране». Постстандарт. Сиракузы, Нью-Йорк. Получено 2020-03-16.
  6. ^ "Солнечный купол". Архивировано из оригинал 24 сентября 2015 г.. Получено 29 марта 2015.

внешние ссылки

СМИ, связанные с Надувные постройки в Wikimedia Commons