11.1 Конструктивные схемы тентовых покрытий

В отечественной и зарубежной строительной практике область применения тентовых покрытий непрерывно расширяется, чему способствует совершенствование материалов мягких оболочек и их некоторые преимущества по сравнению с традиционными конструкциями большепролетных покрытий. Примерно 50% всех возведенных тентовых сооружений относится к области гражданского строительства, 30% - к сельскохозяйственному и только 20% - к промышленному.

Пролеты, перекрываемые тентами, колеблются в широком диапазоне. Основную долю (70%) составляют сооружения средних пролетов (≤30 м). Почти треть из них – небольшие погоднозащитные навесы с пролетами до 12 м. Однако, в последние годы пролеты и перекрываемые площади неуклонно растут. Примером может служить покрытие построенного в 1987г. международного аэропорта в г. Джидда (Саудовская Аравия), состоящее из 210 тентовых «модулей» размерами 45x45 м. Общая площадь этого покрытия превышает 42 га.

Тентовое покрытие – предварительно напряженная «эластичная» конструкция из мягкой тканевой оболочки. 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 т.д.

Форма поверхности тента должна удовлетворять двум основным требованиям:

1. обеспечение равномерного распределения предварительного натяжения по всей поверхности оболочки;

2. «жесткость» формы после создания в оболочке предварительного натяжения. Под «жесткостью» формы подразумевается ограниченная подвижность точек оболочки при приложении к ней знакопеременной внешней нагрузки.

Для образования устойчивой формы оболочки необходимым условием является наличие предварительного натяжения, а достаточным – наличие, как минимум, четырех фиксированных точек оболочки, не лежащих в одной плоскости. Этот основной принцип формообразования тентовых оболочек рекомендуется в двух случаях: исходные условия определяют только контур оболочки; исходные условия кроме контура определяют положение некоторых внутриконтурных точек. Конструктивно это достигается четырьмя способами, два из которых относятся к первому случаю, а два вторых – ко второму. Первый способ заключается в том, что устойчивая форма оболочки обеспечивается закреплением отдельных точек опорных контуров в разных уровнях (рис. 11.1 «а» и «б»). Контур оболочки в этом случае является гибким, т.е. не сопротивляется сжатию и изгибу.

Рисунок 11.1 Схемы тентовых оболочек: а – закрепление контура в четырех точках, расположенных в разных уровнях; б – то же, но в нескольких точках; в – закреплением на полигональном жестком неплоском контуре; г – то же, на криволинейном контуре; д – введением внутриконтурных точек, направленных в разные стороны.

Второй способ состоит в закреплении оболочки на криволинейном или полигональном изгибно-жестком неплоском опорном контуре (рис. 11.1 «в»). Третий и четвертый способы отличаются тем, что устойчивая форма оболочки сохраняется выведением внутриконтурных точек из условной плоскости фиксированных точек контура. Три из них определяют контур оболочки, а четвертая находится внутри контура. Разница между третьим и четвертым способом заключается в направлении «выведения» внутриконтурных точек «наружу» или «внутрь». В пределах одной оболочки оба способа могут быть использованы одновременно, равно как и другие комбинации способов (рис. 11.1 «г», «д»).

Классификация оболочек тентовых покрытий приведена в блок-схеме на рис. 11.2, а примеры конструктивных решений тентовых оболочек показаны на рис. 11.3. Оболочки с гибким контуром (тип I) применяют, как правило, для покрытий, защищающих от осадков и инсоляции, но не образующих замкнутые контуры (рис. 11.3 «а»). Оболочки с жестким контуром (тип II) могут быть использованы в сооружениях различного назначения, разных размеров и формы в плане (рис. 11.3 «б»).

Оболочки с внутриконтурными опорами (тип III) очень распространены. Это наиболее простой тип оболочек, не требующих сложных конструктивных устройств для их натяжения (рис. 11.3 «в», «г»).

Оболочки с внутриконтурными оттяжками (тип IV) являются инверсией оболочки типа III с той только разницей, что поддерживающие конструкции обеспечивают фиксированное положение точек контура выше его внутренних точек (рис.11.3 «д»), оттянутых вниз сооружения.

Конструктивные схемы узлов присоединения оболочки к точечным опорам показаны на рис. 11.4. Передача сосредоточенных усилий от стоек, подвесок, оттяжек и других конструкций неизбежно связана с повышением напряжений в оболочке. Приведенные примеры таких узлов позволяют избежать этих опасных напряжений введением распределяющих узлов.

Оболочки тентовых покрытий выполняют, как правило, из прорезиновых тканей, в которых усилия воспринимает силовой слой из прочных тканей на основе растительных (хлопок, лен или джут) или синтетических (полиамидных, полиэфирных, акрилонитрильных) волокон. Чтобы исключить аварии возводимых сооружений при случайном прорыве ткани, оболочки тентовых покрытий выполняют из двух (дублированных) или трех слоев. Каждый слой соединяется со смежным прослойкой из резины. Термостойкость тканей оболочек определяется термостойкостью тканей силового слоя и клеев, используемых для склеивания полотнищ. Капроновые ткани сохраняют свою прочность до 100-150 °С. Термостойкость клея СВ-1 лежит в пределах + 80-100 °С. Физико-механические свойства тканей для тентовых покрытий приведены в табл. 11.1.

Рисунок 11.2 Блок-схема классификации оболочек тентовых покрытий.

Рисунок 11.3. Примеры конструктивных решений тентовых покрытий:

а, б, в – тентовые оболочки с удалением перенапряженных участков и заменой их жесткими конструктивными элементами; г, д – усиление оболочки в местах приложения сосредоточенных сил элементами жесткости.

Рисунок 11.4. Конструктивные решения узлов присоединения оболочки к точечным опорам: а, б, в – замена «удаленной» части оболочки жесткими опорными контурами; г – устройством распределительного жесткого «зонтика» с внутриконтурной опорой; д – установкой гибкого верхнего опорного элемента с криволинейным нижним опорным контуром.

Ф

Таблица 11.1

Примечание: стоимость тканей приведены в ценах 1985 г.