Внешнераспорные и внешнебезраспорные системы. К внешнераспорным относятся системы, в которых распорные силы тем или иным способом передаются в уровень основания сооружения и воспринимаются специальными фундаментами или анкерами. К внешнебезраспорным - системы, в которых распорные силы воспринимаются непосредственно в уровне закрепления гибких элементов покрытия на соответствующих замкнутых опорных контурах в пространственных конструкциях либо протяженными распорками, если конструкция работает по плоской схеме.

В соответствии с этим такие конструктивно различные сооружения, как эстрадный зал в Паланге (рис. 12.37) и олимпийский бассейн на проспекте Мира в Москве (рис. 12.38), имеющие жесткие опорные контуры в виде двух арок; плавательный бассейн в Харькове и общественный центр в Ялте (рис. 12.39), имеющие разомкнутые опорные контуры в виде прямолинейных торцовых балок; гараж для автомобилей в Красноярске, имеющий оттяжки, а также любая плоская, несамоуравновегденная консольно-вантовая система - являются внешнераспорными конструкциями.

С другой стороны - покрытие цеха завода «Компрессор» в Москве, ангар в Риге (рис. 12.40), универсальный спортзал в Измайлове (Москва, рис. 12.41), рынок в Красноярске (рис. 12.42), спорткомплекс им. Ленина в Санкт-Петербурге, стадион «Олимпийский» в Москве (рис. 12.43), стоянка для автомобилей в Усть-Илимске (рис. 12.44) и т.д., имеющие криволинейные планы, обладают замкнутыми пространственными жесткими контурами и являются внешнебезраспорными. Пример плоской безраспорной системы, в которой распорные усилия воспринимаются распоркой (в данном случае - жесткой аркой) показан на рис. 12.45.

Внешнебезраспорные пространственные системы, в полной мере обладая архитектурной выразительностью, отвечают простым планировочным решениям. По этой причине такие пространственные системы, как сферические, шатровые или седловидные круглые, эллиптические, а также многоугольные в плане, получили преимущественное распространение.

Отечественный опыт, свидетельствует также, что вполне конкурентоспособными могут быть внешнебезраспорные висячие покрытия прямоугольные в плане, основные несущие конструкции которых работают по плоской (или квазиплоской) схеме (рис. 12.40, 12.41).

Метод стабилизации висячих покрытий пригрузом конструктивно наиболее прост. Он применяется главным образом для стабилизации от ветровых нагрузок однослойных, не имеющих собственной изгибной жесткости висячих конструкций нулевой или положительной гауссовой кривизны. Примером такого решения является покрытие универсального спортзала в Измайлово (рис. 12.41), которое выполнено в виде однослойной цилиндрической мембраны. В целом метод стабилизации пригрузом малоэффективен и неэкономичен, т.к. в связи с общим увеличением нагрузки на сооружение возрастает и расход материалов на все несущие конструкции от покрытия до фундаментов.

Метод стабилизации формой поверхности применяется (наиболее часто совместно с предварительным напряжением) для однослойных конструкций отрицательной гауссовой кривизны седловидного типа. Фактически эти системы могут быть двухслойными, однако в них расстояние между стабилизирующей и несущей системами конструктивно сводится к нулю. После предварительного напряжения стабилизирующей системы седловидные покрытия способны одинаково хорошо работать на распределенные нагрузки любого направления. Примерами такого решения являются покрытия велотрека без преднапряжения в Крылатском, Москва, певческой эстрады в Таллинне, эстрадного зала в Паланге совместно с преднапряжени-ем (рис. 12.37). Метод стабилизации формой поверхности не требует увеличения постоянной нагрузки сверх минимально необходимой по технологическим соображениям, однако сам по себе не обеспечивает восприятия значительных сосредоточенных нагрузок.

Методы стабилизации дополнительными элементами и собственной изгибной жесткостью часто близки по конструктивному воплощению. Конструктивно роль дополнительных элементов выполняют балки, арки и фермы, вантовые фермы, оттяжки и т.п. С этих позиций всякая комбинированная висячая система может быть охарактеризована как стабилизированная дополнительными элементами. Достоинством метода является возможность стабилизации без пригруза покрытий с простейшей геометрией поверхности: плоские, нулевой гауссовой кривизны и положительной гауссовой кривизны. При этом могут быть исключены местные кинематические перемещения под воздействием сосредоточенных нагрузок, что позволяет применять подвесное технологическое оборудование, включая подвесные краны.

Номенклатура сооружений, осуществленных с применением методов стабилизации дополнительными элементами и использованием собственной изгибной жесткости, чрезвычайно широка. Примерами таких решений являются покрытия: олимпийского бассейна на проспекте Мира, Москва (рис. 12.38), с несущей системой жестких вант, выполненных в виде ферм; Дворца спорта «Зенит», Санкт-Петербург (рис. 12.45), с несущей комбинированной системой в виде арочно-вантовой фермы; Дворцов спорта «Юбилейный» в Санкт-Петербурге (рис. 12.46 а) и в Баку (рис. 12.466) с радиальной несущей системой в виде двояковыпуклых вантовых ферм со сжатыми либо растянутыми стойками; завода тяжелого машиностроения в Марнеули в виде комбинированных висячих систем с балками жесткости, несущими подвесные краны, и т.д. Примерами пространственных мембранных покрытий, подкрепленных фермами жесткости, могут служить покрытия: стадиона «Олимпийский» в Москве (рис. 12.43); ангар в Риге (рис. 12.40) с подвесными кранами и др.

Метод стабилизации предварительным напряжением применяется обычно в комбинации с остальными и самостоятельного значения для висячих систем практически не имеет.