science >> Wetenschap >  >> Chemie

Unieke constructies maken van metalen membranen

Het fietspad 'Krylatskoye' -- sportfaciliteit in Moskou, in de wijk Krylatskoye. Krediet:Sergey Krivoshapko

RUDN-universiteitsprofessor Sergey Krivoshapko heeft informatie over metalen membraan-opgehangen daken geassimileerd om gebouwen met grote overspanningen te kunnen ontwerpen. Deze constructies worden gebruikt bij de bouw van sportcomplexen, luchthavens en enkele andere gebouwen. Hij heeft een opiniestuk gepubliceerd in Dunwandige structuren .

"Metalen membranen worden veel minder vaak gebruikt dan andere soorten hangende daken (waaronder luifel of metalen gaasconstructies, en omhulsels van verlijmd hout). Interessant is dat Rusland dit soort constructies op grote schaal bouwt; ze werden pas 35 jaar later in de VS voor het eerst in het buitenland gebruikt, toen ze werden ontwikkeld door architect Vladimir Shukhov voor vier paviljoens op de industriële en kunsttentoonstelling All-Russia in Nizhny Novgorod, ' zei Krivoshapko.

Metalen membraanhangende daken zijn ruimtelijke constructies van dun plaatstaal van slechts enkele millimeters dik, met stijve steuncontouren. Ze kunnen worden vergeleken met een zeepmembraan gevormd na onderdompeling van een draadring in een verdund afwasmiddel. Net als een bubbel, die uit de contour wordt geblazen, een metalen membraan kan verschillende krommingen hebben.

In feite, de vorm van het middendeel wordt bepaald door de geometrie van het frame waarop het is gemonteerd en door de aanwezigheid van verzwaringsmiddelen. Dankzij hen, het is mogelijk om een ​​membraan te maken in de vorm van een paraboloïde, kegel of bol. Overspanningen met metalen membraandaken kunnen honderden vierkante meters bereiken. Bijvoorbeeld, het universele stadion aan Mira Avenue van 224×183 m, dat het grootste gebouw was van de Olympische Spelen van 1980, wordt afgedekt door een 5 mm dik doorzakkend membraan. De structuur lijkt alleen kwetsbaar - de technologie omvat complexe technische berekeningen die rekening houden met het klimaat, metaal gebruikt voor de constructie, evenals belasting veroorzaakt door zowel het gewicht van het membraan zelf als door vallende sneeuw. Vanuit technisch oogpunt, het voordeel van metalen membranen is dat ze het gewicht van de constructie aanzienlijk verminderen. Ze hebben de kosten tot 60 procent verlaagd, en materiaalverbruik tot 70 procent. Bovendien, de constructie zelf impliceert een combinatie van dragende en insluitende functies in één materiaal.

"Ontwerpkenmerken van opgehangen daken met metalen membraan bepalen hun kosteneffectiviteit. Hoewel tegenwoordig bijna alle problematische kwesties met betrekking tot het ontwerp, productie, installatie en bediening van metalen membranen zijn theoretisch opgelost, weinig ontwerpbureaus en organisaties zijn klaar om aan de slag te gaan. De studie van de randvoorwaarden voor het verschijnen van functionele oplossingen in de bouw, de geschiedenis van ontwikkeling en de verbetering van bouwtechnologieën zal ons in staat stellen de ervaringen die gedurende decennia zijn verzameld samen te vatten en een fundamenteel nieuwe oplossing te bieden. Anders, architecten en ingenieurs zullen moeten repliceren wat al is bereikt in de bouw en architectuur, "Sergey Krivoshapko besluit.