Пневматические конструкции (ПК).

Пневматические конструкции являются самыми распространенными пространственными конструкциями из пластмасс.

Пневматическими или надувными называют конструкции, несущая способность которых обеспечивается избыточным давлением воздуха или другого газа, заключенного в газонепроницаемую оболочку, выполненную из ткани или пленки.

Пневматические конструкции отличаются простотой, легкостью и компактностью в сложенном виде, высокой сборностью и транспортабельностью. Их возведение весьма просто и не требует каких-либо трудоемких вспомогательных приспособлений.

Пневматические конструкции подразделяются на:

- воздухоопорные (воздухонесущие);

- пневмокаркасные;

- комбинированные (вантовопневматические и линзообразные).

Воздухоопорные конструкции представляют собой закрытую пневмооболочку, под которой внутри помещения создается небольшое избыточное давление воздуха, играющее роль основного несущего элемента конструкции. Это давление устанавливается расчетом в пределах от 0,001 до 0,01 атм. Такое

давление обеспечивает необходимую устойчивость сооружения и практически не ощущается находящимися в помещении людьми.

Воздухоопорные ПК проектируются, как правило, в виде сферических куполов или цилиндрических сводов пролетом от 12 до 50 м и более.

Свод со сферическими торцами

Рисунок 14.7 – Пневмооболочка

Торцы сводов в большинстве случаев выполняются так же из пленки или ткани со сферическим очертанием. Для сводов небольших пролетов торцовые части в некоторых случаях делают плоскими из жестких материалов (дерево, металл, пластмасса).

Рисунок 14.8 – Свод с жесткими торцами

С целью обеспечения герметичности и минимальных потерь избыточного давления через входы необходимо устраивать шлюзы.

Избыточное давление внутри помещения создается компрессорами или вентиляторами. Если давление выше допустимого предела, воздух выпускают через предохранительные клапаны. Запуск вентилятора при утечке воздуха может производиться автоматически.

Пневмокаркасные конструкции состоят из ряда несущих надувных элементов. Пневмоэлементы представляют собой герметически закрытые баллоны, чаще всего трубчатой формы диаметром до 60-70 см.

Пневмокаркасные конструкции применяются в виде пневмобалок, пневмостоек, пневмоарок, пневмокуполов и других конструкций.

Пневмоарка (Ризб=0,5-1,5 атм)

Пневмобалка

Пневмостойка

Пневмокупол

Рисунок 14.9 – Пневмокаркасные конструкции

Опоры пневмоарок шарнирные. Торец пневмоэлементов надевают на стальной стакан и закрепляют нагелями или хомутами. Наиболее целесообразно для ПК использовать арки кругового очертания. Пролет пневмоарок следует принимать от 12 до 16 м, шаг от 2,5 до 3 м. Проектное положение ПК сохраняется благодаря избыточному давлению воздуха в замкнутом объеме элемента (1,5 атм и более).

Внутри помещения с пневмокаркасными конструкциями в отличие от воздухоопорных, сохраняется нормальное давление воздуха. Однако, конструкции этого типа сложнее в изготовлении и требуют установки для нагнетания воздуха под значительно большим давлением. Для этой цели используют обычно компрессоры, а иногда баллоны со сжатым воздухом или газом.

Комбинированные конструкции состоят из сборного каркаса (алюминиевого, стального или деревянного) и воздухоопорной ограждающей оболочки.

Рисунок 14.10 – Комбинированная конструкция (тентовая с жестким каркасом)

В обычных условиях внутри помещения поддерживается нормальное давление. При значительных ветровых или снеговых нагрузках давление повышается. Эти конструкции отличаются повышенной стойкостью, их применение целесообразно при перекрытии больших пролетов.

Вантовопневматические конструкции представляют собой сочетание воздухоопорных оболочек с вантовыми системами из стальных или синтетических тросов.

Рисунок 14.11 – Вантовопневматическая конструкция (тентовая вантово-стоечная)

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

Рисунок 14.12 – Линзообразная пневматическая конструкция

Пневмоконструкции применяются во временных сооружениях: зерноскладах, складах сыпучих материалов, как опалубка для монтажа постоянных (бетонных) конструкций; для капитальных сооружений – как покрытие цирков, стадионов, летних кинотеатров. Кроме того, ПК применяют для изготовления куполов и складов методом поверхностного нанесения стеклопластика или полиуретана, в результате чего образуется монолитная трехслойная конструкция.

Из всех видов ПК наибольшее применение получили воздухоопорные конструкции в виде цилиндрических или сферических оболочек.