Инженер описал хронологию создания построек из металлических мембран

Российский ученый собрал воедино разрозненные сведения о металлических мембранных висячих покрытиях, позволяющих проектировать здания и сооружения с большими пролетами. Данные конструкции используются при строительстве спортивных комплексов, аэропортов и некоторых других сооружений. Обзорная статья опубликована в журнале Thin-Walled Structures

Металлические мембранные висячие покрытия представляют собой пространственную конструкцию из тонкого металлического листа толщиной всего несколько миллиметров и жесткого опорного контура. Их можно сравнить с мыльной пленкой, образующейся после погружения проволочного кольца в разбавленный раствор для мытья посуды. Как и получившийся пузырь, который мы выдуваем из контура, металлическая мембрана может иметь различную кривизну.

«Металлические мембраны применяются значительно реже остальных видов висячих покрытий (среди которых можно выделить тентовые, сетчатые металлические конструкции, оболочки из клееной древесины). Интересно, что в этом виде конструкций Россия имеет безусловный приоритет: за границей они впервые были использованы лишь спустя 35 лет в США после их разработки архитектором Владимиром Шуховым для четырех павильонов на Всероссийской художественной и промышленной выставке в Нижнем Новгороде», – рассказывает заведующий кафедрой прочности материалов и конструкций РУДН Сергей Кривошапко.

Форма конструкции, точнее, ее срединной части, определяется геометрией каркаса, к которому она монтируется, и наличием утяжелителей – благодаря ним можно создать мембрану в виде параболоида, конуса или сферы. Пролеты с металлическим мембранным покрытием могут составлять сотни квадратных метров. Например, крупнейшее сооружение Олимпиады 1980 года – универсальный стадион на проспекте Мира размером 224×183 м – перекрыто провисающей мембраной толщиной 5 мм. Непрочность конструкции является кажущейся – технология создания предполагает сложные инженерные расчеты, которые учитывают особенности климата, металла, из которого конструкция изготовлена, а также нагрузки, создаваемые не только весом самой мембраны, но и выпадающим снегом.

«Конструктивные особенности металлических мембранных висячих покрытий определяют их экономическую эффективность. И хотя в наши дни теоретически решены практически все проблемные вопросы, касающиеся проектировки, изготовления, установки и эксплуатации металлических мембран, немногие конструкторские бюро и проектные организации готовы взяться за работу. Изучение предпосылок появления конструктивных решений в строительстве, истории развития и совершенствования строительных технологий возведения сооружений позволит обобщить накопленный десятилетиями опыт и выдать принципиально новое решение. В противном случае, архитекторы и инженеры будут вынужденно повторять уже достигнутое в строительстве и архитектуре», – заключает профессор Сергей Кривошапко.