Пневматические конструкции (в строительстве)

Пневмати́ческие констру́кции, мягкие оболочки, у которых форма, устойчивость и противодействие внешним нагрузкам (несущая способность) обеспечиваются и/или поддерживаются повышенным (относительно атмосферного) давлением воздуха – под оболочкой или внутри несущих элементов конструкции. Атмосферный воздух подаётся (закачивается) во внутренний замкнутый объём пневматической конструкции воздухонагнетательными установками (вентиляторами, компрессорами и др.). Оболочки пневматической конструкции изготовляют из воздухонепроницаемых технических тканей с покрытиями из полимеров (тефлона, каучука и др.) или армированных плёнок (поливинилхлоридных и др.). Для повышения несущей способности плёнок и тканей используют нити из синтетических или минеральных волокон.

Различают воздухоопорные (наиболее распространены) и воздухонесомые пневматические конструкции. Воздухоопорные конструкции (обычно цилиндрической или сферической формы) в рабочем положении поддерживаются избыточным давлением воздуха до 5 кПа. Такие оболочки бывают однослойные или двухслойные (оболочка в оболочке); снабжаются т. н. силовым поясом, с помощью которого они крепятся к фундаменту или основанию для предотвращения их отрыва от земли, и обустраиваются входными-выходными шлюзами для пропуска людей и грузов. Применяют также комбинированные оболочки – воздухоопорные с поддерживающими конструкциями и усиленные тросами (оттяжками), сетками, диафрагмами и др.

Воздухонесомые конструкции (избыточное давление 30–70 кПа) устраивают в виде наполненных воздухом пневмокаркасов из удлинённых цилиндров, пневмоматов, пневмолинз и др. Пневмокаркасы и пневмоматы чаще используются в форме арок, пневмолинзы – в форме дисков, подвешенных к вертикальным несущим конструкциям в качестве кровли-покрытия.

Достоинства пневматических конструкций: воздухонепроницаемость, небольшие масса (поверхностная плотность 0,5–3 кг/м² ) и объём в нерабочем (ненадутом) состоянии, возможность перекрытия больших пролётов (несколько десятков метров), высокая заводская готовность, быстрота монтажа, транспортабельность, светопроницаемость и радиопрозрачность, низкая стоимость. Недостатки: необходимость постоянного поддержания избыточного давления воздуха в оболочке и надёжной работы воздухоподающих систем, сравнительная недолговечность, низкие огнестойкость и звукоизоляция, сопротивляемость только растягивающим напряжениям.

Впервые пневматические конструкции применены в 1946 г. в США (инженер У. Берд), в последующие годы получили распространение во многих странах. Пневматические конструкции эффективно используют для быстрого возведения постоянных и временных сооружений различного назначения (зрелищных, спортивных, торговых, выставочных, сельскохозяйственных, а также производственных и складских помещений, станций и пунктов технического обслуживания, полевых госпиталей и медпунктов и т. д.), транспортных и гидротехнических сооружений (мостов, плотин, понтонов и др.), вспомогательных устройств для строительства (тепляков для производства зимних работ, опалубок, трапов и т. п.).