Купольные сооружения позволяют удовлетворить разнообразные нужды и используются в промышленном и гражданском строительстве. Возможности применения в промышленном строительстве: хранение зерна, сахара, злаков, соли, химических удобрений, руды, угля, цементы и других насыпных грузов, которым требуется длительное хранение. Возможности применения в гражданском строительстве: кинотеатры, школы, спортивные комплексы различного назначения, бассейны, баскетбольные площадки, хоккейные и футбольные стадионы, логистические центры, офисные здания, авиационные ангары, хранилища для взрывоопасных материалов, убежища, укрытия для военных целей и многое другое.

Геометрия оболочки купола определяет высокую эффективность и экономичность конструкции, для возведения которой требуется минимальное количество материала и кратчайшие сроки строительства.

Наружная конструкция купола покрыта атмосфероустойчивой полиэстер-виниловой тканью, что эффективно предохраняет от проникновения воздуха и воды и позволяет после накачивания оболочки воздухом производить работы внутри купола  в независимости от погодных условий и утепляется полиуретаном средней плотности толщиной 5 см.

Несущим является железобетонный слой с внутренней стороны купола, который воспринимает вертикальные нагрузки и навал штабеля хранимого материала.

Преимущества этого типа строений является отсутствие образования конденсата, высокая ёмкость купола, хорошая сопротивляемость  плохим погодным условиям, короткие сроки строительства, низкая стоимость по сравнению с другими типами складов  аналогичной вместимости.


Фундамент и пол

Фундамент и пол

В зависимости от назначения здания и принимаемых в расчёт нагрузок, фундамент под купольное сооружение проектируется, как правило, либо в виде кольцевой фундаментной ленты, либо в виде круглой сплошной плиты. В последнем случае на плиту может быть возложена также функция восприятия нагрузок от хранящегося в куполе материала – минеральные удобрения, зола, шлак, цемент, поташ, зерно и прочие навалочные грузы – при этом, достаточно часто плита выполняет также функцию свайного ростверка, образуя верхнее строение свайного поля.

Фундамент армируется кольцевой и радиальной арматурой в строгом соответствии с проектом, по периметру кольца устраиваются специальные боковые арматурные выпуски с наружной резьбой для последующего крепежа аэроформы. Для небольших куполов выпуски могут быть опущены, в этом случае аэроформа крепится к фундаменту при помощи стального бандажа и специальных шурупов.

Кроме боковых выпусков для крепежа аэроформы, фундамент купола имеет также по всему периметру обязательные вертикальные выпуски рабочей арматуры, к каждому из которых впоследствии будет привязан соответствующий стержень вертикальной рабочей арматуры уже непосредственно несущей железобетонной оболочки. Перед подачей аэроформы внутрь кольца, эти вертикальные выпуски загибаются к полу и впоследствии, после наполнения аэроформы воздухом и нанесения пенополиуретана, отгибаются назад – в вертикальное положение.

Аэроформа

Аэроформа 2 copyАэроформа представляет собой тент, скроенный и сваренный по размерам и форме будущего сооружения из архитектурной полиэстервиниловой армированной ткани. По периметру внизу аэроформа имеет вшитый в круговую петлю трос для крепежа к фундаменту, а также рукав для подсоединения пневмошлюза, через который впоследствии будет осуществляеться доступ людей в купол, а также рукав для подсоединения «инфлятора» — мощной системы наполнения аэроформы воздухом и в дальнейшем — для поддержания внутри купола избыточного давления в течение всего периода строительства.

До начала 2-ой стадии вовнутрь периметра подаются и складируются все необходимые для будущего строительства материалы (песок, арматура, вязальная проволка, плёнка, стикеры и т.д. и т.п.), а также оборудование (кран, погрузчик, леса, шланги, ручной инструмент и т.д. и т.п.).

Начинается 2-ая стадия с подачи аэроформы краном в центр сооружения, разворачивания её по всей площади и крепежа опорной петли с тросом по всему периметру фундаментного кольца. Затем к рукаву подсоединяется инфлятор, запускается электромотор и начинается нагнетание атмосферного воздуха вовнутрь аэроформы. Инфлятор оборудован системой двойного привода и автоматической регулировки подачи воздуха, заключающейся в том, что электроснабжение мотора мощного центробежного пневмогенератора от электросети стройплощадки дублируется работой автономного дизель-генератора переменного тока на протяжении всего периода строительства. В случае перебоя подачи напряжения от электросети, система позволит практически мгновенно переключить работу пневмогенератора на автономное электропитание от дизель-генератора. С другой стороны, если в процессе работы аэроформа будет повреждена, следствием чего станет несанкционированное падение давления внутри оболочки, система автоматически увеличит подачу воздуха и нарушение устойчивости формы будет предотвращено.

Когда аэроформа наполнена и давление внутри достигает рабочего значения (0.5-0.8 kPa) подача воздуха уменьшается до минимального значения, к рукаву подсоединяется пневмошлюз, через который осуществляется доступ персонала под оболочку и начинаются работы внутри. С этого момента 2-ая стадия завершена и большинство работ по возведению купола будут осуществляться внутри аэроформы, поэтому климатические воздействия мало влияют на скорость возведения.

В дальнейшем, когда строительство будет завершено, аэроформа останется выполнять функцию внешнего покрытия купола, поэтому цвет и качество ткани следует выбирать с учётом в том числе и требований к внешней эстетике сооружения.

Теплоизоляционный слой

Теплоизоляционный слой 1 copyПосле наполнения аэроформы воздухом, строительные рабочие, используя кран и/или стреловой погрузчик внутри оболочки, наносят первый слой, как правило — 2-х компонентной полиуретановой смеси по всей внутренней поверхности аэроформы. Компоненты смеси подаются раздельно по шлангам вовнутрь купола под давлением с помощью мощного пенонасоса, расположенного вне сооружения. При этом, одно звено рабочих производит непосредственно нанесение пены по внутренней поверхности аэроформы, а другое за её пределами — обеспечивает беспрерывную работу пенонасоса.

После твердения пены, на её поверхность по всей площади устанавливаются т.н. «стикеры» — специальные кронштейны-фиксаторы монтажной арматуры. Затем наносится 2-ой (последний) слой пенополиуретана, который прочно фиксирует стикеры в пенополиуретане, после твердения которого, 3-я стадия завершается. Теплоизоляционный пенополиуретановый слой является 1-ым «укрепляющим» слоем и служит надёжной основой для крепежа и удержания монтажной арматуры в процесс армирования оболочки.

Общая толщина теплоизоляционного слоя купола определяется проектом в зависимости от назначения сооружения и климатических условий, и в общем случае колеблется в пределах от 5-ти до 8-ти сантиметров. В отдельных случаях, по требованию Заказчика, толщина утеплителя может быть увеличена до 10-15 сантиметров.

Смотреть видео по нанесению теплоизоляционного слоя

Вязанный стальной арматурный каркас

Арматурный слой 2  copyПосле твердения полиуретановой пены, рабочими производится отгиб арматурных выпусков в вертикальное положение по всему периметру оболочки и производится крепление вертикальной и горизонтальной монтажной арматуры 1-го яруса армирования к стикерам полиуретанового слоя. После завершения монтажного армирования, производится установка рабочей арматуры 1-го яруса — также начиная с вертикальных стержней креплением последних к фундаментным отгибам и к кольцевой монтажной арматуре, затем круговых горизонтальных стержней снизу вверх – таким образом, чтобы вес от вышележащих стержней, как только возможно более передавался бы на фундамент, и как можно менее – на оболочку. Затем, после приёмки 1-го яруса армирования супервизором надзора, производится торкретирование яруса по всему периметру сооружения.

После схватывания торкрет-смеси, начинается армирование следующего яруса, затем снова – приёмка, снова — торкретирование и так далее – до конца, последовательно снизу-вверх, добавляя всё новые и новые слои торкрет-бетона, закрывая арматуру и увеличивая постепенно несущую способность всего сооружения в целом.

Для куполов, несущих кроме собственного веса также нагрузку от вышележащего оборудования (конвейерные галереи, технологические пентхаузы, пневмотрубопроводы и т.п.) или от навала сыпучих материалов, проектом может быть предусмотрено наличие не одного, а 2-х и более слоёв армирования. Организация проёмов (окна, ворота и т.п.) в оболочке требует установки дополнительного армирования по периметру проёмов – все эти технические и эксплуатационные особенности сооружения определяются проектом и строго соблюдаются и контролируются в процессе возведения сооружения.

Торкрет-бетон

Торкретирование 2 copyТоркретирование производится поярусно снизу-вверх захватками, из «корзины», размещённой на стреле крана и/или погрузчика.

Специальная цементно-песчаная смесь особого гранулометрического состава привозится на объект миксерами с завода ЖБИ или дозируется на месте, загружается в приёмный бункер бетононасоса, расположенного вблизи строящегося купола и подаётся внутрь оболочки по шлангам под высоким давлением. Звено, находящееся внутри оболочки, тонкими слоями наносит равномерно смесь на стальной арматурный каркас, создавая тем самым защитный слой вокруг стержней арматуры. После схватывания и твердения, торкрет-бетон совместно с арматурой образует единый высокопрочный железобетонный каркас сооружения, способный воспринимать расчётные нагрузки с большим запасом прочности и устойчивости — жёсткий и несгораемый. Толщина железобетонного слоя сооружения переменна по высоте и назначается проектом. Обычно она колеблется в пределах 20-60см – в нижней части и 10-30см – в верхней. Если на вершине купола располагается технологическое оборудование или помещения, создающие дополнительную нагрузку на железобетонную оболочку, толщина верхней части оболочки должна быть увеличена.

Когда прочность железобетонной оболочки достигает суммарно 75-80% своей проектной прочности (минимум 35-40 суток от начала торкретирования, но не ранее 100%-ного завершения все арматурных работ) по решению руководителя проекта, подача воздуха в купол может быть прекращена, инфлятор отключается и открывается главный проём оболочки, через который остатки материалов и строительное оборудование могут быть эвакуированы из купола.

Как правило, после прекращения подачи воздуха, некоторые финишные слои торкрет-бетона продолжают наноситься до достижения проектных толщин и требуемой фактуры поверхности. После принятия решения о прекращении торкретирования, вырезаются необходимые проёмы, осуществляются их заполнения – оболочка готова, 5-ая стадия и последняя завершена.

Смотреть видео по торкретированию

Возможные формы купольных сооружений

Существуют следующие варианты объёмно-планировочных решений купольных сооружений:

construction-forms-2 construction-forms-1

  1. Эллипс
  2. Полусфера
  3. Вытянутый эллипс
  4. Эллипс на цилиндрическом цоколе
  5. Полусфера на цилиндрическом цоколе
  6. Вытянутый эллипс на цилиндрическом цоколе
  7. Низкий профиль
  8. Тор
  9. Комбинация – двойной купол
  10. Комбинация – тройной купол
  11. Комбинация – гусеница (катерпиллар)

Купол в разрезе

Ы

Пример заполняемости купола

Стоимость и сроки

По стоимости и срокам возведения куполообразные сооружения оставляют далеко позади себя силосы и хранилища каркасного типа в силу своей относительно малой материалоёмкости и высокой технологичности процесса возведения.Конкретная стоимость зависит от объёма заказа, программы строительства и местных условий.

Сроки возведения непосредственно оболочек предельно сжаты: 2,5-3 месяца от начала 2-ой стадии для оболочек диаметром ~ 40-45м. Сроки строительства фундаментов, как правило, не отличаются от традиционных и зависят от конкретных геологических условий, программы строительства и местной ситуации с дорогами, наличием инфраструктуры и т.п..

Компания ООО БалтТерминалСтрой имея 15-ти летний опыт строительства куполов производит расчётные, предпроектные и проектные работы, поставку оборудования, материалов и комплексное строительство куполов различных объёмов и конфигураций как в России, так и в Европе от стадии формирования идеи до сдачи готового объекта в эксплуатацию «под ключ».