Эволюция развития технологий перекрытия рекреационных объектов начиная с 14 века до нашей эры по настоящее время претерпела существенные изменения и достигла возможности перекрытия практически неограниченных площадей. До начала ХХ века человечество обладало только технологией кирпичного сводного перекрытия. С началом ХХ века нарастающими темпами стали применяться и совершенствоваться технологии железобетонных перекрытий, которые существуют до наших дней и иногда не имеют альтернативы.

В 1965 году в США было построено первое крупное здание ASTRO DOME диаметром 196 м , в качестве перекрытия которого использовались металло-каркасные фермы. Стремление архитекторов и проектировщиков к облегчению перекрытий при сохранении необходимых прочностных характеристик позволили создать принципиально новые технологии перекрытий, которые успешно применяются и совершенствуются в мире.

1. Железобетонные перекрытия

2. Металлокаркасные перекрытия

3. Клееный ламинированный деревянный каркас

4. Мембранно-тросовые технологии воздухо-опорных перекрытий

5. Мембранно-тросовые технологии с использованием вант и конструкционных ферм

В период 60-х-70-х годов 20 века в качестве альтернативы металлокаркасным перекрытиям в США и Японии стали все более популярными мембранно-тросовые технологии и технологии с использованием клееного ламинированного дерева в качестве каркаса. В тот период в качестве составной мембраны использовался поликарбонат, углепластик или алюминиевые листы. В то время не было прочных эластичных оболочковых материалов, но в те времена были созданы большие наработки по совершенствованию воздухо-опорных технологий и с созданием новых высокопрочных материалов, они в 80-е-90-е годы прошлого столетия обеспечили качественный рывок по перекрытию практически неограниченных площадей.

С появлением современных мембранных оболочек на основе полиэфира делфторида с тефлоновым покрытием PTFE (политетрафторэтилен) или PVDF (поливинлделфторид) и плакированные материалы DuPont Tedlar, которые намного превосходят материалы на основе хлоридов и нейлонов, применявшиеся в оболочковых сооружениях первого поколения, особенно по показателю долговечности, стало возможным реализовать до недавнего времени фантастические проекты.

1. Полимербетонные армированные перекрытия

Недостатками железобетонных перекрытий, обусловливающими их ограниченное применение в настоящее время, являются: большая стоимость объектов в силу больших затрат на оснастку; отсутствие эластичности и большой вес.
С созданием современных марок полимербетонов и возможностью использования мягких опалубок, бетонные перекрытия получили новый виток своего развития.

Ниже показана структура перекрытия стадиона с сегментно-раздвижной крышей. Для изготовления сегментов перекрытия используется мягкая опалубка в виде воздухонапряженного купола, на который наносится волоконно-армированный полимербетон, а затем разрезается на сегменты. Эти сегменты соединяются в центральной части купола, образуя ось вращения, и опираются на кольцевидные пространственно-разнесенные рельсы, по которым они перемещаются.

Эти технологии являются самыми дорогостоящими и самыми прочными с точки зрения выдерживаемых нагрузок. На сегодняшний день самое большое сооружение в мире, перекрытое с использованием такой технологии имеет пролет 213 м.

2. Мембранно-тросовые технологии перекрытия

Эта технология основана на использовании в качестве несущих элементов металлических плакированных тросов и эластичной мембраны в качестве перекрытия. Мембранно-тросовые технологии разделяются на 2 вида:

1. Воздухо-опорные технологии перекрытий

1.1. Воздухо-опорные технологии перекрытий с избыточным давлением (0,003 Атм) внутри объема всего внутреннего пространства сооружения с использованием шлюзов для людей и техники

В настоящее время эти технологии являются наиболее привлекательными с экономической точки зрения и позволяют перекрыть практически неограниченные пролеты. Экономическая целесообразность таких перекрытий тем выгодней, чем больше перекрываемый пролет.

1.2. Воздухо-опорные технологии перекрытий линзовидной формы с избыточным давлением (0,005 Атм и более) только внутри линзы, давление внутри объема всего внутреннего пространства сооружения нормальное использование шлюзов для людей и техники не требуется

    наружная оболочка    

    внутренняя оболочка

На сегодняшний день эта технология превосходит мембранно-тросовую технологию с использованием конструкционных элементов по выдерживаемым нагрузкам вследствие использования тросо-кабельной сети для перераспределения нагрузок.

2. Мембранно-тросовые технологии с использованием конструкционных элементов

Особенностью этих технологий является использование кольцевидных, как правило, металлических ферм, которые фиксируются на тросовой системе в подвешенном состоянии к периметру сооружения, которые накрываются мембраной.

Вид изнутри

вид снаружи

Вид изнутри

вид снаружи

2. Мембранно-тросовые технологии с использованием конструкционных элементов

Особенностью этих технологий является использование кольцевидных, как правило, металлических ферм, которые фиксируются на тросовой системе в подвешенном состоянии к периметру сооружения, которые накрываются мембраной.

Вид изнутри

вид снаружи

Вид изнутри

вид снаружи