Диссертация (Напряженно-деформированное состояние строительных конструкций из технических тканей с покрытием с учетом модуля сдвига материала), страница 4

Необходимоне только обеспечивать надежность их функционирования в агрессивных условиях, но такжедостаточно часто проводить мониторинг конструкций. Это связано с их уязвимостью кпроколам, возгоранию и полной зависимостью от оборудования и механизмов, создающих иподдерживающих предварительное натяжение в конструкциях.1.1.3. Современный отечественный и зарубежный опыт проектирования строительныхконструкций из технических тканей с покрытиемЗа рубежом ежегодно проводятся выставки, публикуются современные научныеисследования в этой области, проходят международные конференции и т.п. Например, на одномиз самых больших симпозиумов International Conference on Textile Composites and InflatableStructures [131, 132, 153, 182] рассматриваются основные вопросы, связанные с производством,проектированиемисозданиемновыхматериалов,затрагиваютсяэнергетические,экологические, климатические особенности и многие другие вопросы.Европейскими ведущими специалистами по проектированию строительных конструкцийиз технических тканей с покрытием разработано руководство «European Design Guide for21Tensile Surface Structures» [155] (год издания - 2004), собравшим в себя многолетний опыт попроектированию, возведению и эксплуатации подобных сооружений.Единственный нормативный документ по пневматическим сооружениям в России внастоящее время - СН-497-77 [74] (год издания - 1977), который по объему и по качествуизложенногоматериалауступаетзарубежномуруководству.Назреланеобходимостьпроизвести актуализацию указанного документа, чтобы собрать воедино современныетребования и рекомендации по проектированию и расчету подобных сооружений.

Необходиморасширить базу применения нормативного документа, касательно форм, материалов(текстильной основы и полимерного покрытия), размеров и конструктивных особенностейсооружений, добавить большепролетные, многослойные, оболочки с канатами и многое другое.Начинает исправлять ситуацию с отечественными нормативными стандартами в областипроектирования строительных конструкций из технических тканей с покрытием СП «Тентовыестроительные конструкции.

Правила проектирования» [66]. Вторая редакция проектауказанного документа вышла в декабре 2017 года.В работе [193] представлена зарубежная история развития с 70-х годов прошлого века донашеговременитентовыхконструкцийвархитектуре.Приведенымногочисленныеиллюстрации сооружений и конструкции их узлов, рассмотрены различные виды крепленияматериала к каркасу.

Описаны свойства технической ткани с покрытием (оптические,акустические, атмосферостойкость и др.), представлена ее структура и основные типы ткацкихпереплетений, применяемых в материале. В заключение сказано о достоинствах и обэффективности использования подобных сооружений.В книгах [163, 174] дана история развития мембранных и пневматических сооружений.Описан общий процесс проектирования и строительства подобных сооружений. Рассмотренвопрос формообразования и поведения технических тканей с покрытием под нагрузкой вконструкциях. Представлены механические характеристики материалов и основные видывоздействий на сооружения.

Детально описан метод динамической релаксации, которыйуспешно применяется в статических расчетах и решении проблем формообразования.Отдельнаяглавапосвященавозведениюмембранныхконструкцийичисленномумоделированию поведения технической ткани с покрытием под нагрузкой.В работе [177] кратко изложена история, область применения технических текстильныхматериалов, сырье для производства волокон и покрытия, показана возможность переработкиматериала. Описаны основные этапы при проектировании конструкций текстильной22архитектуры, представлены многочисленные современные примеры подобных сооружений(рисунок 1.10).а)в)б)г)Рисунок 1.10.

Строительные конструкции из технической ткани с покрытием (рисунки взятыиз работы [177]: а) и б) спортивный стадион «Century Lotus Stadium», Фошань, Китай; в)временное сооружения «Tubaloon» для музыкального фестиваля в Конгсберге, Норвегия; г)центр цирковых искусств «Le Lido», Тулуза, ФранцияВ книгах [17, 18] представлен краткий исторический очерк развития отечественных изарубежных пневматических сооружений.

Обобщен опыт по возведению, представлены этапыпроектирования воздухоопорных конструкций. Изложены основные направления развитиятеории мягких оболочек применительно к пневматическим конструкциям, показаныпрактические методы расчета. Даны рекомендации по эксплуатации пневматических зданий исооружений.В монографии [65] и сборнике трудов [62] представлена история развития ОАО «НИИрезиновой промышленности», обобщен опыт института в области разработки, расчетов,проектирования и производства технических тканей с покрытием и строительных конструкций23на их основе.

Представлен обзор отечественных и зарубежных публикаций по данной теме сконца 60х годов и до нашего времени.Современным исследованиям в этой области (после 2000х годов) посвящены работыследующих отечественным ученых: Сулейманов А.М. [44], Удлер Е.М. [47], Кудрявцева В.И.[28], Шпаков В.П. [65], Михайлов В.В. [37], Хованец В.А. [58], Хорошилов Е.А. [59], ЧесноковА.В. [60], Кривошапко С.Н. [27], Скопенко В.А. [43], Кожанов Д.А. [24], Ким А.Ю. [23] и др.Проведенный обзор и анализ отечественных и зарубежных работ по проектированиюстроительных конструкций из технических тканей с покрытием показал:- определение механических характеристик материала для проектирования строительныхконструкций технических тканей с покрытием по результатам только осевых одноосныхиспытаний при растяжении является недостаточным;- при расчетах необходимо учитывать геометрическую нелинейность строительныхконструкций из технических тканей с покрытием, а также физическую нелинейность поведенияматериала под нагрузкой;- часто разрушение материала происходит в местах несовпадающих с расчетными;-общийкоэффициентнадежностирасчетногосопротивленияприрастяжениитехнических тканей с покрытием принимается инженерами от 3,5 до 5 [66, 155].Приведенный выше анализ в диссертационной работе, а также большое варьирование изначение коэффициента надежности говорит о том, что вопросы прочности и долговечностистроительных конструкций из технических тканей с покрытием остаются актуальными и насегодняшний день.1.2.Технические ткани с покрытием1.2.1.

Строение и состав структурных составляющих материалаТехническая ткань с покрытием представляет собой композитный материал, состоящий изтканой армирующей основы, адгезионных слоев, основного и финишного полимерногопокрытия (рисунок 1.11).Тканаяполиэфирных,армирующаяосноваполиамидных,обычноакриловых,представленаарамидных,синтетическимиполиэтиленовых,нитямиизволоконизстекловолокна и других видов волокон. Натуральные волокна почти не применяются в связи стем, что их свойства практически невозможно регулировать с целью удовлетворения24конкретных задач потребителей. Часто в текстильной ткани с покрытием применяютсмешанные нити, состоящие из синтетических и натуральных волокон.Покрытие из ПВХТоповое покрытие из ПВДФТекстильная основаТекстильная основаТоповое покрытие из ПВДФПокрытие из ПВХТекстильная основаПокрытие из ПВХТоповое покрытие из ПВДФРисунок 1.11.

Строение технической ткани с покрытием с покрытием с двух сторонАдгезионные слои обычно представлены специальными связующими смолами, которыемогут быть выполнены из эпоксидных, фенольных, полиэфирных и других композиций. Привыборе связующего важно учитывать вид полимера (его природу), тип и содержаниенаполнителей, характер поверхности волокон.Основное полимерное покрытие выполняют из пластифицированного поливинилхлорида,полиуретана, политетрафторэтилена, силикона и др. Покрытие не является несущимкомпонентом, а служит для фиксации и защиты нитей от агрессивных атмосферных факторов,придает воздухонепроницаемость и другие важные свойства. От вида покрытия зависит важныйпоказатель - свариваемость или возможность склейки полотнищ материала между собой.Основное полимерное покрытие наносится на текстильную основу (ткань) либо впастообразном состоянии специальными машинами (каландрами, шпредингами), либо в видепленки (дублирование).

Обычно толщина покрытия варьируется в пределах 0,1-0,3 мм.Финишное (топовое) покрытие наносят для повышения долговечности и декоративныхсвойств технических тканей с покрытием. Обычно оно выполняется из различных лаков(например, акрилового) или из поливинилденфторида (ПВДФ).Текстильная основа технических тканей с покрытием чаще всего состоит из ткани сполотняным переплетением между нитями основы и утка. В процессе ткачества нити основы иутка, переплетаясь между собой, перестают быть прямыми.