Металлические мембранные покрытия.

Главным преимуществом этих систем являются совмещение несущей и ограждающей функций и индустриальность изготовления. Утеплитель и гидроизоляцию кровли в них укладывают непосредственно на несущую оболочку, не применяя кровельных плит.

Полотнища оболочек изготовляют на заводе и доставляют на строительство в виде рулонов, из которых на месте собирают всю оболочку без применения лесов. В готовом покрытии фермы работают вместе с оболочкой, увеличивая ее жесткость при действии неравномерных нагрузок.

Форма оболочек может быть весьма разнообразной: цилиндрическая, коническая, сферическая, чашеобразная, седловидная и шатровая. Большинство перечисленных форм оболочек работает по пространственной схеме, делает ее весьма выгодной и позволяет применять листы толщиной 2-5 мм.

Определение усилий в оболочке вращения прикрепленной по периметру к недеформируемому кольцу и нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, может быть выполнено приближенно по безмоментной линейной теории.

Уравнение поверхности z = f/ (х/а)² + f (у/а)².

Желательно иметь непрерывное по всему периметру скрепление оболочки с опорным кольцом, т.к. это уменьшает изгибающие моменты в нем от действия неравномерных нагрузок. Кольцевые усилия в оболочке и опорном кольце взаимно противоположны по знаку и, взаимодействуя, частично гасят друг друга.

Мембранные покрытия получили развитие в связи со становлением специализированных заводов металлических конструкций, изготавливающих на автоматизированных технологических линиях раскроенные по проекту тонколистовые (толщиной 2-5мм) рулонные заготовки шириной до 10м и длиной на пролет или полупролет. На строительстве рулоны раскатывают по специальной «постели» из направляющих. В качестве направляющих используют стальные полосы, балки и легкие висячие фермы, которые располагаются по направлениям главной кривизны и фиксируют проектную геометрическую форму поверхности покрытия. Элементы постели одновременно обеспечивают стабилизазию покрытия. Продольные края «лепестков» соединяют друг с другом шовной сваркой или высокопрочными болтами.

Стрела провиса мембран составляет 1/15 – 1/20 пролета, форма поверхности покрытия на круглом плане – параболоид вращения, на эллиптическом – эллиптический параболоид. «Лепестки» мембран в этих случаях имеют треугольную форму, причем вершины треугольников крепят к центральному стальному растянутому кольцу, а «основание» к сжатому железобетонному или сталежелезобетонному кольцу опорного контура.

Преимуществом мембранных покрытий перед покрытиями из стержней и тросов является совмещение мембранной оболочкой несущих и ограждающих функций.