ГлавнаяЧеловек с планеты Земля → Преимущества устройства мембранной кровли

Преимущества устройства мембранной кровли

13 Окт 2014

membrannaja-krovljaВ строительной практике тонкие стальные листы применяются давно и широко. В жилых и общественных зданиях они используются в качестве кровли, а в промышленных зданиях — кровельных настилов. У тонкого стального листа весьма высокая прочность на растяжение, но ничтожно малая изгибная жесткость. Возьмите в руки лист бумаги. Чтобы его разорвать, растягивая, нужны немалые усилия, а согнуть его можно почти без всяких усилий. Именно из-за этих свойств тонкого листа его настилают в крышах жилых зданий на почти сплошное деревянное основание.

Заставить работать на изгиб можно и металлический лист, но для этого ему необходимо, например, штамповкой придать гофрированную форму. Расход металла при этом возрастет более чем вдвое, а настил способен будет перекрыть лишь пролет до трех метров.

В таких весьма распространенных конструкциях материал используется явно неэффективно. Это становится особенно очевидным, если учесть, что тонким стальным листом, скажем, толщиной 2 миллиметра можно без всяких поддерживающих конструкций перекрыть пролет в 200 метров. Но для этого лист надо закрепить в опорном контуре и дать ему возможность свободно провиснуть.

Это и будет мембрана, то есть тонкая двухосно растянутая пластина, способная воспринимать только растяжение.

Впервые висячие пространственные покрытия в виде мембран были применены выдающимся ученым и инженером В. Г. Шуховым при создании павильона на Нижегородской ярмарке в 1896 году. Потом о них, к сожалению, напрочь забыли и вновь изобрели лишь спустя несколько десятилетий.

Оказывается, никакие искусственные приемы для того, чтобы заставить работать опорный контур только на сжатие, вообще не нужны. В мембранной конструкции любого очертания это достигается автоматически, за счет саморегулирования напряженного состояния. А раз так, то в контуре будут действовать только сжимающие усилия. Но ведь длинные и относительно тонкие стержни (а они и образуют контур) при сжатии, как известно, теряют устойчивость. Однако в мембранной конструкции этого опасаться не приходится, так как опорный контур, будучи связанным с растянутой пологой мембраной, не может потерять устойчивость в ее плоскости. Именно поэтому его сечение должно определяться только из условий прочности на сжатие.

Эти важные свойства были выявлены и подтверждены многочисленными теоретическими и экспериментальными исследованиями. В частности, они были подтверждены и на крупномасштабных моделях и в опытных сооружениях — эллиптических, овальных и прямоугольных очертаний в плане. Во всех случаях контуры принимались весьма гибкими. Их сечения заведомо назначались такими, чтобы самостоятельно, без помощи мембраны, они не были бы способны работать ни на изгиб, ни на сжатие.

Страницы: 1 2




Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля