ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПОКРЫТИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Полезная модель относится к строительству и может быть использовано при возведении временных и капитальных общественных и производственных зданий и сооружений, требующих покрытия больших пролетов в обычных и сложных условиях строительства.
Известно солнцезащитное укрытие для открытых спортивно-зрелищных сооружений [1], несущим элементом которого является аэростат, заполненный легким газом закрепленный фалами и растяжками к перекрываемому сооружению. Сооружение снабжается закрепленной к фалам сеткой с лентами, выполняющими роль жалюзи солнцезащиты. Недостатком такой конструкции является ее подвижность под действием атмосферных явлений, а также невозможность ее использования для защиты от дождя и ветра и низких температур.
Известно также пространственное пневматическое покрытие [2], несущим элементом которого является оболочка в форме тора наполненная газом легче воздуха. Внутри несущего элемента размещена двойная или тройная мембрана выполняющая функцию покрытия, кривизна которой регулируется заполнением воздухом пространства между этими мембранами. Для фиксации покрытия на определенной высоте применяются растяжки, соединяющие несущие элементы и конструкции покрываемого здания. Недостатком такой конструкции является ее сложность и нестабильность в горизонтальном и вертикальном направлении, т.к. гибкость тросов не позволяет жестко стабилизировать оболочку под воздействием изменяющихся ветровых нагрузок и подъемной силы.
Известно также покрытие из наполненной газом легче воздуха оболочки (аэростата) в форме овального диска [3], покрывающего все отверстие в покрытии над футбольным стадионом. Аэростат крепится к конструкциям покрываемого здания гибкими тросами. Как и в предыдущих случаях, в известном техническом решении не обеспечивается стабильность и неподвижность конструкции покрытия.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является аэростатическая опора крыши сооружения [4], содержащая аэростат, прозрачное гибкое покрытие, канаты и лебедки, причем покрытие выполнено в виде полога из отдельных косынок, соединенных друг с другом, каждая из которых одним концом закреплена к поверхности аэростата, а другим концом при помощи канатов к лебедкам, установленных на конструкции сооружения.
Лебедки снабжены электроприводом.
Управление лебедками осуществляется посредством компьютера.
Крыша снабжена датчиками: натяжения канатов, давления газа в аэростатической опоре, а также изменений погодных условий, при этом указанные датчики также соединены с компьютером.
Недостатком известного технического решения является конструктивная и эксплуатационная сложность, ненадежность и большая стоимость электронной системы обеспечения стабильности.
Целью предлагаемого технического решения является упрощение конструктивной и эксплуатационной сложности за счет применения механических способов стабилизации газонаполненной оболочке, а также использование таких конструктивных признаков (размеров, форм), которые позволяют достичь оптимальных технических показателей и наилучшим образом обеспечивают выполнение функций покрытия больших пространств, зданий и сооружений.
Технический результат, заключающийся в устранении отмеченных недостатков прототипа [4], достигается в предлагаемом пространственном покрытии зданий и сооружений, выполненном в виде герметичной оболочки, заполненной газом легче воздуха и прикрепленной натяжными крепежными элементами, например, тросами или растяжками, к удерживающим элементам, тем, что оно содержит тент, под которым расположены одна или несколько газонаполненных оболочек с обеспечением подъема тента в месте их расположения на определенную проектом высоту, при этом тент и расположенная под ним висящая оболочка зафиксированы в пространстве посредством крепления тросов или растяжек с использованием столбов, мачт, вышек или конструктивных элементов зданий и сооружений, причем крепление оболочки осуществлено одновременно к верхней и нижней части столбов, мачт, вышек или конструктивных элементов зданий и сооружений, а также к удерживающим элементам, расположенным на поверхности земли.
Технический результат достигается также тем, что газонаполненная оболочка выполнена в виде двух герметично соединенных по краям тентов, пространство между которыми заполнено газом легче воздуха.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 представлен первый вариант конструкции покрытия с использованием оболочки и тентов;
- на фиг.2 представлен второй вариант конструкции покрытия с использованием оболочки и тентов;
Пространственное покрытие зданий и сооружений содержит герметичную оболочку 1 (фиг.1, фиг.2), заполненную газом легче воздуха.
Покрытие зафиксировано в пространстве посредством крепления тросов или растяжек 2 к конструктивным элементам 3, расположенным на поверхности земли или на конструктивных элементах 3 зданий и сооружений, с использованием столбов, мачт и вышек 4.
Одна или несколько газонаполненных оболочек 1, расположены под тентом 5 с обеспечением подъема тента 5 в месте их расположения на определенную проектом высоту.
Тент 5 и расположенная под ним висящая оболочка 1 прикреплены одновременно к верхней и нижней части столбов, мачт, вышек 4 или конструктивных элементов зданий и сооружений, а также к удерживающим элементам 3.
Газонаполненная оболочка 1 может быть выполнена в виде двух герметично соединенных по краям тентов 5 и 6, пространство между которыми заполнено газом легче воздуха (фиг.2).
Устройство работает следующим образом.
Газонаполненная оболочка 1 наполняется газом легче воздуха и выполняется в форме круглого, овального или иного по форме в плане диска либо многогранника.
Висящая в воздухе оболочка 1 подвешивается под тентом 1 над пространством, сооружением или помещением, выполняющими функцию спортивной арены, театра, цирка, выставочного или конференц-зала, музея, оранжереи, аквапарка, вокзала, храма, рынка, поля для массовых мероприятий, ангара, цеха и т.д.
С целью стабилизации оболочки 1 в пространстве на заданной высоте она крепится тросами 2 к земле или конструкциям зданий или сооружений 3 через удерживающие элементы 3 или специальные столбы, мачты, вышки 4, высота которых больше или равна высоте расположения оболочки 1.
Оболочка может быть выполнена в виде двух герметично соединенных по краям тентов 5 и 6, пространство между которыми заполнено газом легче воздуха (фиг.2).
Предлагаемое покрытие позволяет покрывать пространства значительно больших размеров, чем при любом другом, известном в настоящее время, способе покрытия. При этом качество покрытия может значительно повышаться, т.к. изготовление оболочки производится в заводских условиях, а доставка к месту установки осуществляется в полной заводской готовности путем буксировки по воздуху.
Оболочка 1 покрытия выполняется из пленочного прочного полимерного и синтетического материала в заводских условиях и доставляется на место подвески и установки путем буксировки по воздуху. Тенты 5 выполняются из прочного и легкого синтетического материала.
Полезная модель позволяет значительно сократить время и трудозатраты на устройство покрытия, а также на его демонтаж и перемещение на другое место.
Нагрузки от веса покрытия на конструкции стен и фундаментов, а также на основание зданий и сооружений стремятся нулю или направлены вверх за счет подъемной силы газонаполненной оболочки. Эти свойства дают значительные преимущества, а также экономию средств и трудозатрат при сложных и особо сложных условиях строительства, в частности:
- в труднодоступных местностях, удаленных от баз индустриального строительства;
- на сложном крутом рельефе;
- на слабых и посадочных грунтах;
- на вечной мерзлоте;
- при высокой сейсмической активности;
- при особых экологических, археологических, геологических и иных требованиях к сохранению почвы, рельефа растительного или культурного слоя, и т.д.;
- при необходимости в кратчайшие сроки устроить временное покрытие, и при необходимости последующего перемещения его в другие места, например, для проведения олимпиад, чемпионатов, массовых праздничных мероприятий;
- при необходимости срочного устройства временного покрытия ангаров и цехов, временных укрытий и т.д.
Источники информации:
1. Патент РФ №2032053, МКИ Е04Н 15/14, Е04Н 15/00 от 1995 г.
2. Авторское свидетельство СССР №1260492, МКИ Е04 15/20 от 1986 г.
3. Патент Японии №56421, МКИ Е04Н 15/20 Е04Н 7/1 от 2006 г.
4. Патент РФ №56421, МКИ Е04В 1/00 от 2006 г.