Havo bilan quvvatlanadigan tuzilma

Havo bilan taʼminlangan (havo bilan toʻldiriladigan) konstruktsiya — bu oʻzining strukturaviy yaxlitligini egiluvchan material (yaʼni strukturaviy mato) konvertini puflash uchun ichki bosimli havodan foydalanish natijasida hosil qiluvchi har qanday bino boʻlib, bu bino havo strukturaning asosiy tayanchi boʻladi va qayerga kirishini havo qulflari orqali amalga oshirilishi koʻzda tutilgan. Bu orqali katta natijaga erishish koʻzda tutilgan. Tarixda qurilgan birinchi havo quvvatli inshoot 1948-yilda Cornell Aeronautical Laboratory tomonidan ishlab chiqarilgan radom edi. Kontseptsiya 1970-yilda Yaponiyaning Osaka shahrida boʻlib oʻtgan Expo 70 koʻrgazmasida Amerika Qoʻshma Shtatlari paviloni bilan David H.Geiger tomonidan keng miqyosda amalga oshirildi. Odatda gumbaz shaklida boʻladi, chunki bu shakl eng kam miqdordagi material uchun eng katta hajmini yaratgan. Strukturaning yaxlitligini saqlab qolish uchun strukturaga shunday bosim oʻtkazish kerakki, bu bosqichda ichki bosim strukturaga qoʻllaniladigan har qanday tashqi bosimga (yaʼni shamol bosimi) teng yoki undan yuqori boʻlgan. Strukturaning yaxlitligini saqlab qolish uchun strukturaning havo oʻtkazmasligi — ichki bosimni taʼminlaydigan bosim tizimi har qanday havo oqishini almashtirar ekan, struktura barqaror boʻlib qoladi. Strukturaning ichki qismiga kirish har qanday havo qulfi bilan jihozlangan boʻlishi kerak edi. Havo bilan qoʻllab-quvvatlanadigan tuzilmalar yerga ogʻirliklar, zamin ankrajlari, poydevorga biriktirilishi yoki ularning kombinatsiyasi bilan mustahkamlangan. Uning koʻplab foydalanishlari orasida sport va dam olish maskanlari, omborxonalar, vaqtinchalik boshpana va radomlari boʻlgan. Tuzilishi toʻliq, qisman yoki faqat tomga havo bilan taʼminlanishi koʻzda tutilgan. Toʻliq havo bilan taʼminlangan inshoot vaqtinchalik yoki yarim vaqtinchalik ob’yekt yoki doimiy boʻlishi mumkin, faqat havo bilan quvvatlanadigan tomga ega boʻlgan inshoot doimiy bino sifatida qurilishi kerak boʻlgan.

Dizayni

Shakli 
Havo bilan qoʻllab-quvvatlanadigan strukturaning shakli butun konvert yuzasiga teng bosimga ega boʻlish zarurati bilan cheklanadi. Agar bunday boʻlmasa, struktura notekis qoʻllab-quvvatlanadi, bu esa egiluvchan konvertda ajinlar va stress nuqtalarini yaratgan, bu esa oʻz navbatida uning ishlamay qolishiga olib kelishi mumkin. Amalda har qanday shishgan sirt ikki marta kavisni oʻz ichiga oladi. Shuning uchun havo bilan quvvatlanadigan tuzilmalar uchun eng keng tarqalgan shakllar, yarim sharlar, tasvirlar va shunga oʻxshash yarim silindrlardan iborat boʻlgan.

Tuzilishi 
Havo bilan qoʻllab-quvvatlanadigan konvertga qarshi taʼsir qiluvchi asosiy yuklar ichki havo bosimi, shamol yoki qor toʻplanishidan hosil boʻlgan. Shamol kuchi va qor yukini qoplash uchun strukturaning inflyatsiyasi mos ravishda oʻrnatilgan. Zamonaviy tuzilmalar dinamik yuklarni kuzatuvchi va avtomatik ravishda inflyatsiyani kompensatsiya qiluvchi kompyuter tomonidan boshqariladigan mexanik tizimlarga ega boʻlgan. Strukturaning sifati qanchalik yaxshi boʻlsa, u shunchalik yuqori kuchlar va ogʻirliklarga bardosh bera olgan. Eng yaxshi sifatli tuzilmalar  gacha boʻlgan shamollarga bardosh bera oladi va qorning ogʻirligi kvadrat metrga 40 funtga yetgan (kvadrat metr uchun 21.7 kilogramm).

Konvertdagi havo bosimi butun tuzilmani yuqoriga suradigan ichki yerga taʼsir qiladigan havo bosimiga tengdir. Shuning uchun, u yerga (yoki faqat tomga moʻljallangan dizayndagi pastki tuzilishga) ishonchli tarzda biriktirilishi kerak boʻlgan. Keng oraliqli tuzilmalar uchun ankraj va barqarorlashtirish uchun kabellar talab qilingan. Dastlabki ankraj dizaynlari odatda muhr etagiga perimetr atrofida joylashtirilgan qum qoplari, beton bloklar, gʻishtlar yoki shunga oʻxshash narsalarni oʻz ichiga olganligini koʻrganmiz. Koʻpgina zamonaviy dizayn tuzilmalari xususiy ankraj tizimlaridan foydalangan. Toʻsatdan qulash xavfi deyarli ahamiyatsiz, chunki struktura ogʻir yuk yoki kuch (qor yoki shamol) taʼsirida asta-sekin deformatsiyalanadi yoki choʻkadi deb baholashgan. Bu choʻkishni oldini olish uchun albatta ahamiyatli boʻlishimiz kerak boʻladi deb ishonch bildirishgan. Faqatgina ushbu ogohlantirish belgilari eʼtiborga olinmasa yoki haddan tashqari yukning toʻplanishi konvertni yorib yuborishi mumkin boʻlsa, bu toʻsatdan deflyatsiya va qulashga olib kelgan. Bu tuzilmalar doimiy ob’ektlar boʻlishi uchun moʻljallanmagan, yaʼni bu sanoatda ishtirok etuvchi barcha yirik korporatsiyalarda xalqaro qurilish kodeksining baʼzi shakllariga mos kelishi shart boʻlgan. Doimiy ob’ekt boʻlish uchun albatta bu gumbazlar anʼanaviy tuzilma bilan bir xil qurilish qoidalariga muvofiq ishlab chiqilgan. Havo bilan taʼminlangan tuzilmalar yoki shunga oʻxshash gumbazlar ham odatda „pufakchalar“ deb atalgan.

Materiali 
Havo bilan taʼminlangan tuzilmalar uchun ishlatiladigan materiallar valentlik tuzilmalarida, yaʼni shisha tolali va polyester kabi sintetik matolarda ishlatiladigan materiallarga oʻxshaydi. Bu matolar oʻziga xos xususiyatga ega boʻlgan. Namlik va ultrabinafsha nurlanishining yomonlashishini oldini olish uchun ushbu materiallar PVX va Teflon kabi polimerlar bilan qoplangan.

Havo bosimi 
Havo bilan taʼminlangan tuzilmalar uchun zarur boʻlgan ichki havo bosimi koʻpchilik kutganidek emas, balki ichkarida sezilmaydigan boʻlib qolganligiga taʼrif berishgan. Zarur boʻlgan bosim miqdori materialning ogʻirligiga va unga osilgan qurilish tizimlariga (yoritish, shamollatish va boshqalar) va shamol bosimiga bogʻliq boʻlgan. Biroq, u atmosfera bosimining faqat kichik bir qismini tashkil qilgan. Ichki bosim odatda suv dyuymlarida oʻlchanadi,  inAq va minimal inflyatsiya uchun 0.3 inAq dan maksimal uchun 3 inAq gacha oʻzgargan. 1 inAq normal ish sharoitlari uchun standart bosim darajasidan foydalanishgan. Kvadrat dyuym uchun keng tarqalgan funt sterling nuqtai nazaridan, 1 inAq atigi 0.037 psi (2.54 mBar, 254 Pa) ga teng boʻlgan. Bu hisob-kitobni aniqlik bilan amalga oshirish kerak boʻlgan.

Eʼtiborli havo quvvatli gumbazlari

Ishda 

 Bennett Indoor Athletic Complex, Toms River, Nyu-Jersi, AQSH
 Dalplex (yengil atletika majmuasi), Halifax, Yangi Shotlandiya, Kanada
 Olimpiya oʻquv markazi Velodrom, Kolorado Springs, Kolorado, Amerika Qoʻshma Shtatlari
 Edmonton Soccer Dome, Edmonton, Alberta, Kanada
 Garri Jerom sport markazi, Burnabi, Britaniya Kolumbiyasi, Kanada.
 Krenzler Field, Klivlend shtat universiteti, Klivlend, Ogayo, AQSh
 Tokio gumbazi, Tokio, Yaponiya

Oldingi mashhur gumbazlari 

 BC Place, Vankuver, Britaniya Kolumbiyasi, Kanada (ilgari dunyodagi eng katta havo quvvatli stadioni. 2011-yilda tom tortiladigan tomga oʻzgartirildi)
 Greater Binghamton sport majmuasi, Binghamton, Nyu-York, Amerika Qoʻshma Shtatlari. (2020-yil dekabr oyida tom qulagan)
 Bursvud gumbazi, Pert, Gʻarbiy Avstraliya (Buzilish 2013-yil iyun oyida boshlangan)
 Carrier Dome, Sirakuza, Nyu-York, Amerika Qoʻshma Shtatlari (havo bilan taʼminlangan tom oxirgi marta 2020-yil 16-martda oʻchirilgan, oʻsha sentyabrda poʻlat karkasli tom oʻrnatilgan).
 DakotaDome, Vermillion, Janubiy Dakota, Amerika Qoʻshma Shtatlari (2001-yilda havo bilan jihozlangan tom poʻlatdan yasalgan gumbazli tom bilan almashtirilgan)
 Donald N. Dedmon markazi, Radford, Virjiniya, Amerika Qoʻshma Shtatlari (2009-yilda havo bilan ishlaydigan tom poʻlat truss va mato tomi bilan almashtirildi)
 Hubert X. Humphrey Metrodome, Minneapolis, Minnesota, Amerika Qoʻshma Shtatlari (Tomi 2014-yil 18-yanvarda oʻchirilgan, 2014-yil fevralda buzib tashlangan)
 OʻConnell Center, Gainesville, Florida, Amerika Qoʻshma Shtatlari (1998-yilda havo bilan ishlaydigan tom poʻlatdan yasalgan tom bilan almashtirilgan)
 RCA Dome, Indianapolis, Indiana, Amerika Qoʻshma Shtatlari (2008-yil dekabr oyida buzib tashlangan)
 Pontiac Silverdome, Pontiak, Michigan, Amerika Qoʻshma Shtatlari (2013-yil yanvar oyi boshida deflyatsiya qilingan; 2017-yil dekabrida vayron qilingan)
 Sent-Luis ilmiy markazi Exploradome, Sent-Luis, Missuri, AQSh (2013-yilda buzib tashlangan)
 UNI-Dome, Sidar sharsharasi, Ayova, Amerika Qoʻshma Shtatlari (havo bilan taʼminlangan Teflon/shisha tolali tom 1998-yilda poʻlat karkasli zanglamaydigan poʻlat/shisha tolali tom bilan almashtirilgan)
 Yuengling markazi (aslida USF Sun Dome), Tampa, Florida, Amerika Qoʻshma Shtatlari (havo bilan taʼminlangan Teflon / shisha tolali tom 2012-yilda poʻlat ramkali tomga almashtirildi).

Oʻxshash tushunchalar 

 Blimps, ushbu texnikani havo kemalariga qoʻllash, ularning koʻtaruvchi gazi va tashqi atmosfera oʻrtasidagi bosim farqidan foydalanib, strukturaning yaxlitligini taʼminlaydi.
 Balonli tanklar, bu texnikani raketalarga qoʻllash, qattiqlik uchun tank bosimini qoʻllash.

Manbalar

Havolalar 
Wikimedia Commons’dagi Puflanadigan binolar bilan bogʻliq ommaviy axborot vositalari

 Kuchlanish tuzilmalari
 YERGA OʻRNATILGAN HAVO KOʻRSATILGAN TUZILMALAR UCHUN DIZAYON QOʻLLANMA
 HAVO QOʻLLAB-QUVVATLAGAN TUZILMALARGA MAKSIMAL ANKOR YUKLARINI BAHOLASH UCHUN QOʻLLANMA

Air-supported structure