Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Купол на воздушной опоре, используемый как спортивно-развлекательная площадка

Воздуха поддерживается (или надувной) структуры любое здание , которое получает свою структурную целостность при использовании внутреннего сжатого воздуха , чтобы раздуть гибкий материал (то есть структурная ткань) огибающие , так что воздух является главной опорой структуры, и где доступ через шлюзы.

Эта концепция была широко реализована Дэвидом Гейгером в павильоне США на выставке Expo '70 в Осаке, Япония, в 1970 году [1].

Обычно он имеет куполообразную форму , так как эта форма создает наибольший объем при наименьшем количестве материала. Для поддержания структурной целостности конструкция должна находиться под давлением таким образом, чтобы внутреннее давление равнялось или превышало любое внешнее давление, прикладываемое к конструкции (т. Е. Давление ветра ). Конструкция не обязательно должна быть герметичной для сохранения структурной целостности - до тех пор, пока система наддува, которая обеспечивает внутреннее давление, заменяет любую утечку воздуха, конструкция будет оставаться стабильной. Весь доступ к внутренней части конструкции должен быть оборудован воздушным шлюзом той или иной формы - обычно либо двумя парами параллельных дверей, либо вращающейся дверью.или оба. Конструкции с воздушной опорой крепятся тяжелыми грузами на земле, грунтовыми анкерами , креплением к фундаменту или их комбинацией.

Среди его многочисленных применений: спортивные и развлекательные объекты, складские помещения , временные укрытия и обтекатели . Конструкция может иметь полную, частичную или воздушную поддержку только на крыше. Конструкция, полностью поддерживаемая воздухом, может быть предназначена для использования в качестве временного или полувременного сооружения или постоянного объекта, тогда как конструкция с крышей, поддерживаемой только воздухом, может быть построена как постоянное здание.

В настоящее время в кампусе IBM в Ист-Фишкилле , штат Нью-Йорк, возводится самый большой в мире купол с воздушной опорой . [2] Запланированное к открытию в 2019 году (дважды задерживалось) [3] Sports KingDome будет иметь потолок высотой 160 футов (49 м) и площадь для тренировок по легкой атлетике в 350 000 квадратных футов (33 000 м 2 ).

Дизайн [ править ]

Форма [ править ]

Форма конструкции с воздушной опорой ограничена необходимостью обеспечения равномерного давления на всю поверхность оболочки . 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 [ править ]

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 более высокие нагрузки 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 демонстрирует, 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. Следовательно, его необходимо надежно прикрепить к земле (или к основанию в конструкции только для крыши).

Для широкопролетных конструкций необходимы 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., обычно размещаемые по периметру юбки уплотнения. В большинстве современных конструкций используются запатентованные системы анкеровки.

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

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

Материал [ править ]

Материалы, используемые для конструкций с воздушной опорой, аналогичны материалам, используемым в растяжных конструкциях , а именно синтетическим тканям, таким как стекловолокно и полиэстер . Чтобы предотвратить повреждение от влаги и ультрафиолетового 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 [ править ]

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 атмосферного давления . Внутреннее давление обычно измеряется в дюймах воды , inAq , и изменяется незначительно от 0,3 inAq при минимальной инфляции до 3 inAq для максимума, с 1 inAq быть стандартным уровнем наддува для нормальных условий эксплуатации. Что касается более распространенных фунтов на квадратный дюйм , 1 дюйм водного столба равен всего 0,037 фунта на квадратный дюйм (2,54 мбар, 254 Па). [4]

Известные купола с воздушной опорой [ править ]

В работе [ править ]

  • Bennett Indoor Athletic Complex , Томс-Ривер, Нью-Джерси , США
  • Дальплекс (спортивный комплекс), Галифакс , Новая Шотландия , Канада
  • Центр олимпийской подготовки Велодром , Колорадо-Спрингс , Колорадо , США
  • Edmonton Soccer Dome , Эдмонтон , Альберта , Канада
  • Спортивный центр Гарри Джерома , Бернаби, Британская Колумбия , Канада.
  • Krenzler поле , Cleveland State University , Кливленд, Огайо , США
  • Tokyo Dome , Токио , Япония

Бывшие известные купола [ править ]

  • BC Place , Ванкувер , Британская Колумбия , Канада (Раньше крупнейший в мире стадион с пневматической опорой. В 2011 году крыша была заменена на раздвижную)
  • Спортивный комплекс Greater Binghamton , Бингемтон, Нью-Йорк , США. (Крыша обрушилась в декабре 2020 года)
  • Burswood Dome , Перт, Западная Австралия (снос начался в июне 2013 г.)
  • Carrier Dome , Сиракузы, Нью-Йорк , США (крыша с воздушной опорой была спущена в последний раз 16 марта 2020 г., и в сентябре того же года была установлена ​​крыша с опорой на стальную раму) [5]
  • DakotaDome , Вермиллион, Южная Дакота , США (в 2001 году крыша с воздушной опорой была заменена купольной крышей из стального каркаса)
  • Центр Дональда Н. Дедмона , Рэдфорд, Вирджиния , США (в 2009 году крыша с воздушной опорой была заменена стальной фермой и тканевой крышей)
  • Хьюберт Х. Хамфри Метродоум , Миннеаполис, Миннесота , США (крыша спущена 18 января 2014 г., снесена в феврале 2014 г.)
  • Центр О'Коннелла , Гейнсвилл, Флорида , США (в 1998 году крыша с воздушной опорой была заменена крышей со стальным каркасом)
  • RCA Dome , Индианаполис, Индиана , США (снесен в декабре 2008 г.)
  • Понтиак Сильвердом , Понтиак, Мичиган , США (спущен в начале января 2013 года; снесен в декабре 2017 года)
  • Сент-Луисский научный центр Exploradome, Сент-Луис, Миссури , США (снесен в 2013 году)
  • UNI-Dome , Сидар-Фолс, Айова , США (в 1998 году крыша из тефлона / стекловолокна с воздушной опорой была заменена крышей из нержавеющей стали / стекловолокна с опорой на стальной каркас)
  • Yuengling Center (первоначально USF Sun Dome), Тампа, Флорида , США (в 2012 году крыша из тефлона / стекловолокна с воздушной опорой была заменена крышей на стальной раме) [6]

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Дэвид Гейгер, инженер, 54 года, умирает" . Нью-Йорк Таймс . 1989-10-04.
  2. ^ «Спортивное сооружение в бывшем кампусе IBM станет одним из крупнейших куполов в мире» . Southwest Dutchess Daily Voice . Проверено 3 ноября 2017 .
  3. ^ "Дом | KingDome" . KingDome . Проверено 3 ноября 2017 .
  4. ^ а б в Д.А. Лютни (май 1971 г.). «Конструкции с воздушной опорой CBD-137» . Национальный исследовательский совет Канады. Архивировано из оригинала на 2009-10-31 . Проверено 19 октября 2009 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  5. ^ Карлсон, Крис (2020-03-16). «Дефляция крыши Carrier Dome знаменует конец эпохи в Сиракузах и стране» . Постстандарт . Сиракузы, штат Нью-Йорк . Проверено 16 марта 2020 .
  6. ^ "Купол Солнца" . Архивировано из оригинального 24 сентября 2015 года . Проверено 29 марта 2015 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

СМИ, связанные с надувными зданиями на Викискладе?

  • Натяжные конструкции
  • РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ НАЗЕМНЫХ НАДЕЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
  • РУКОВОДСТВО ПО ОЦЕНКЕ МАКСИМАЛЬНЫХ ЯКОРНЫХ НАГРУЗОК НА КОНСТРУКЦИЯХ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДДЕРЖКЕ