Пленочная паруса над сталью

Каркасно-натяжное покрытие сочетает жесткость стального остова и гибкость мембраны, натянутой подобно парусу. Предварительное напряжение ткани гасит колебания ветра, а рама распределяет нагрузку, действуя как скелет, скрытый под полупрозрачной кожей.

Архитектоника мембраны

Ортотропная ткань (с разным модулем упругости по основным направлениям волокон) формирует двойную кривизну, напоминающую седло, где каждое волокно работает на чистое растяжение. Сглаженная поверхность струя воздуха скользит, теряя энергию без турбулентных завихрений. Свет, преломляясь в волокнах, создает мягкое рассеяние, наполняя внутренний объем «полярным сиянием» даже при пасмурном небе.

Инженерная статика

Престрессинг – силовой «прилив» в тканевых волокнах – задается гидравлическими домкратами. Напряжение передается консольным мачтам через шарнирные узлы «шар-гнездо», исключающие паразитные моменты. Для численного расчета используют метод динамического релаксационного поиска формы: модель «дышит», пока не наступит равновесие между натяжением и внешним давлением. Коэффициент гибкости рамы подбирают так, чтобы исключить резонанс с первой формой колебаний мембраны.

Технология монтажа

Сначала собирают стальные фермы на малой высоте, соединяя элементы болтовыми стяжками с контролем крутящего момента. Далее конструкцию поднимают ползунковыми домкратами до проектной отметки. Мембрана заводится в карманы кромочных профилей, фиксируется клин-канатом и постепенно растягивается в шахматном порядке, напоминающем затяжку крупнейшего барабана мира. Завершающая операция – герметизация шва жидкой тиссотропной мастиркой, устойчивой к ультрафиолету и озону.

Экономика и экология

Мембранное покрытие весит в десять раз меньше традиционного кровельного профиля, тем самым снижая метатрату на фундамент. Нижняя поверхность ткани отражает до 70 % солнечной радиации, сокращая потребность в охлаждении внутреннего пространства. По окончании жизненного цикла полиэфирные волокна перерабатываются в гранулят для шумозащитных экранов, а стальной каркас уходит в электропечь, замыкая технологический круг.

Перспектива применения

Станции метро шаттлов, плавательные стадионы, агротеплицы тяготеют к подобной типологии: свободный пролет до 120 м, низкая снеговая нагрузка благодаря крутым антиформам, минимальная акустическая реверберация благодаря микроперфорации ткани. Каркасно-натяжное сооружение ведет себя как живой организм: сталь принимает сжатие, мембрана тянется, ветровые струи ласкают поверхность, а солнечные лучи превращают кровлю в световой барабан, режиссирующий дневную иллюминацию.