На создание данной темы меня сподвигла следующая логика. Обычный сфероидный (при всей условности этого термина) купол редко вылезает за лимит диаметра 12 м. Желание вылезти из этого лимита наталкивается на массу проблем: технологических, конструкционных и материальных. Растут требования к прочности стены, усложняются работы по возведению конструкции, появляется дикая и ненужная высота, которую в рамках одноэтажной концепции не хочется отапливать, а двухэтажная концепция требует доп. вложений по целому комплексу причин (не буду расписывать в силу их очевидности). Обычно, натолкнувшись на перечисленные выше сдерживающие обстоятельства, домостроители просто переходят на ангароподобные формы или строят несколько маленьких куполов вместо одного большого. Иногда купола соединяются какими - то аногароподобными пуповинами. Против концепции ангара ничего не имею (там есть могучие плюсы в плане удобства планировки и возможности достройки). Но это отдельная тема. Идея же строительства нескольких куполов вместо одного большого мне не нравится, ибо при дроблении любого объёма на части суммарная площадь поверхности возрастает. Со всеми вытекающими для стоимости дома и стоимости отопления ...
Классический купол в виде сегмента сферы хорошо противостоит нагрузкам, потому что сопротивляется деформации развитием напряжений исключительно вдоль касательной к его поверхности. Но, если не вдаваться в частности, это г.о . нагрузка на сжатие. Между тем, как я понимаю, если скаты крыши купола будут не выпуклыми, а вогнутыми, то нагрузка на сжатие сменится нагрузкой на растяжение. Речь идёт о куполах, чья крыша напоминает внутреннюю нижнюю часть бублика (дырка м. б. очень маленькой). Переключение со сжатия на растяжение таит в себе колоссальные возможности по облегчению конструкции. Понятно, что на распор палка держит на порядок меньше, чем на растяжение, поскольку при работе на распор при малейшем намёке на дугу она сразу выходит из режима сжатия и включается в работу на изгиб. Гитарная струна имеет предел прочности на растяжение 231 кг/мм кв., а на распор её и вовсе нельзя нагрузить, потому что она сразу же теряет форму. Всё это понятные соображения, и я далее здесь пояснять что - либо не вижу смысла. Более прогрессивный способ противостояния нагрузкам в торроидном своде - это снижение материалоёмкости конструкции. А снижение материалоёмкости - это удешевление строительства. В этой связи мне плохо понятно, почему сегмент сферы в купольном строительстве так уверенно преобладает над всеми другими купольными формами. Сегмент тороида ведь тоже обладает двойной кривизной поверхности, и это позволяет ему эффективно противостоять деформации. Но за эту ценную способность по противостоянию деформации нужно будет ощутимо меньше заплатить, суммируя все технологические и финансовые сложности строительства.
Когда я понял, в чём состоит прелесть торроида с отрицательной кривизной, я стал перебирать в уме все мыслимые и немыслимые варианты сооружения такого купола. В настоящее время эту форму избирают г. о. изготовители всевозможных мобильных укрытий - цирков шапито, кафе, павильонов и пр. Как правило, это холодные однослойные туго натянутые мембраны, функция которых - просто защита от дождя, ветра и солнца. Продвинутые сорта промтента якобы способны служить десятками лет ... Их кровные враги - ультрафиолет и перетирание нитями нитей при ветровом треморе. Так что, как ни крути, смерть промтента всё - таки наступит, ибо данные факторы неустранимы в принципе ... Вариант утепления - мутен и малопонятен. Теоретически какие - то рулонные утеплители там бы прижились, но ни одного примера утепления таких сооружений по полной программе я не видел. предприятие "СВД - тент" даже выпускает изначально утеплённый тентовый материал, но толщина утеплителя там невеликаю Я пытался выяснить, что будет, если изнутри на тент из армированного ПВХ напылить адекватный слой ППУ. Толком ничего не выяснил. Меня стали пугать, что ППУ потрескается. Я ответил: "Да и хрен с ним, пусть трещит, лишь бы ПВХ не порвался". На этом дискуссия, еле начавшись, сразу кончилась. Одним словом, приспособление такого мобильного укрытия для постоянного проживания - вопрос настежь открытый ... А также ... Штука это трясущаяся, вытягивающаяся, за натяжением нужно следить. На жаре натяжение может губительно сказаться на промтенте. Подозреваю, что и на морозе, когда он задубеет охрупчится ...
Помимо варианта с натянутым промтентом я также прикидывал вариант с тросовой паутиной и тентом, который просто опирается на неё, но сам на растяжение работает постольку, поскольку это нужно для сохранения его формы и противостояния ветровому тремору (флаттеру). Причём на паутину, если её натянуть посильнее, теоретически уже можно укладывать какие - то листовые материалы - фанеру, жесть и пр. Но родовые пороки чистой мембраны и здесь присутствуют - все эти талрепы, лебёдки, дрожь, тряска, плюс тросы ещё нужно надёжно зафиксировать в перекрестиях ... Чтобы паутина была равномерно нагружена, всё нужно правильно отмерить, собрать ... Причём, быть может, и на высоте ... А опираться при сборке паутины на неё же саму - не факт, что удастся ...
Не буду тянуть далее с историей изысканий ... Наступил момент, когда в башке щёлкнуло, и я понял, что выход - это сварная паутина из обычной арматуры. Ставится на попа бревно с навершием из стального кольца. От этого кольца идут вниз к земле наклонно хлысты арматуры. Для серьёзных куполов они д. б. минимум один раз раздвоены, чтобы ради частоты лучей у земли не перебарщивать с частотой лучей наверху. Отрицательная гауссова кривизна обеспечивается просто естественным провисанием лучей. После их якорения или приваривания к арматуре кольцевого фундамента паутина насыщается кольцевыми широтами. Пересечение луча и широты фиксируется без затей - сваркой. Чик, и всё. Возможно композитная арматура тоже м. б. использована для организации паутины, но настораживает как раз проблема фиксации перекрестий. Диаметр арматуры лучей до и после развилки, диаметр арматуры широт - всё это варьируется в зависимости от марки стали, диаметра купола и массы, которая потом ляжет на паутину (включая и снег). Эта сварная паутина уже не трясётся, не играет, как тросовая, по ней можно ползать со сваркой, она имеет собственную жёсткость, и её уже нет нужды отдельно натягивать. Висит себе и висит. Понятно, что висение троса 6 мм и "висение" арматуры 12 мм - это разные вещи. С арматурой меньше проблем при сборке и меньше хлопот при эксплуатации.
Далее мне уже всё менее понятно. На паутину (на решётку ?) нужно уложить кровельный материал и утеплитель. Понятно, что кровельный материал д. б. над решёткой (если только арматура не из нержи). Но где д. находиться утеплитель, и какой утеплитель выбрать - вопрос. Отделка - тоже вопрос. Если купол зело огромен, придётся как - то бюджетно отсечь верх. Причём конструкция, отсекающая верх, мерещится тоже вантовой. Если кто -то скажет, что отсечение - лишний труд и доп. расходы, вынужден буду согласиться, но прошу иметь в виду, что в этом варианте снимается необходимость в утеплении верха купола, а это экономия на утеплителе.
Если у кого - то есть чёткое видение того, что и как нужно укладывать на решётку, милости прошу в тему ! Будьте, как дома !
Я допускаю, что плюсы отрицательного тороида не для всех очевидны. Мол, чё там морочиться, есть проверенные технологии возведения нормальных сферических куполов ... Ангаров, в крайнем случае ... А тут какая - то непонятная висючая фигня ... Какой смысл скат крыши проваливать в другую сторону ? В таком случае предлагаю колеблющимся просто посмотреть на фото автобусного гаража в Киеве ... Диаметр ? Сущая ерунда ... Каких то 160 м ... И единственная опора по центру ... Да этот тороид м. заменить на сфероид, американцы уже такое делали, и не раз ... Но для противостояния диким нагрузкам на сжатие им пришлось уложить в купол ... 600 мм ацки продвинутого бетона ! Перед тем, как писать в тему, просто сравните два решения - киевский автобусный гараж - тороид и американские монолитные купола - сфероиды ... В американских куполах бетон работает, а в автобусном парке он просто лежит на решётке мёртвым грузом ... Две большие разницы, как сказали бы в г. Одессе ... Разницы между сжатием и растяжением. Строго говоря, тороидный купол можно выполнить и с положительной кривизной. Получится что - то типа ангара, свёрнутого в кольцо. По сравнению со сферическим куполом того же диаметра будет огромный бонус - двукратное уменьшение пролёта и резкое снижение требований к прочности конструкции ! Но непонятно, как зимой извлекать снег из глубокой воронки по центру и зачем жертвовать возможностью перепрячь обшивку из работы на сжатие в работу на растяжение. Хотя положительный тороид тоже интересен и по - своему красив.
![накр 2.jpg](./download/file.php?id=14402&t=1&sid=4c0f83eaad8fddb675edfd92be108e1e)
накр 2.jpg [ 221.11 Кб | Просмотров: 21672 ]
|