10893

10

б) условия строительства и эксплуатации сооружения (район строительства, уровень ответственности сооружения, агрессивность воз-

душной среды);

в) исходные данные и особые условия проектирования (величины нагрузок и воздействий; требования к конструктивным и объемно-

планировочным решениям; требования к материалам несущих и ограж-

дающих конструкций);

г) мероприятия по обеспечению безопасности покрытия от обру-

шения при аварийных воздействиях; проект огнезащиты МК; перечень опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ.

5) Проектная документация должна включать следующие раз-

делы:

∙пояснительную записку, содержащую все основные сведения и технико-экономические показатели (ТЭП);

∙информацию о материалах;

∙основные чертежи: схемы расположения элементов, общие ви-

ды, чертежи элементов с размерами поперечных сечений;

∙чертежи узлов с полной информацией о соединениях;

∙спецификацию материалов и изделий;

∙технологические требования по монтажу;

∙информацию о защите стальных конструкций от коррозии;

∙другие чертежи (по необходимости).

6)Необходимы также разработки:

∙технических условий на изготовление и монтаж;

∙проект организации строительства (ПОС);

∙проект производства работ (ППР).

11

7) Законченная проектная документация подлежит независимой экспертизе специалистами, имеющими практический опыт проектиро-

вания сооружений подобного типа.

2.3. Дополнительные дифференцированные требования по конкретным условиям проектирования:

−материалы для конструкций и соединений;

−стальные канаты для гибких нитей и вант;

−расчетные и конструктивные особенности проектирования кон-

кретного сооружения;

−разработка узлов и деталей;

−научно-техническое сопровождение проектирования;

−экспериментальные исследования;

−основные задачи мониторинга на стадиях монтажа и эксплуатации сооружения;

−обеспечение безопасности от обрушений при аварийных воздейст-

виях.

Примечание. Подробно указанные выше задачи и требования изло-

жены в справочнике [11].

3. СТАЛЬНЫЕ КОМБИНИРОВАННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫ-

ТИЯ НАД ТРИБУНАМИ ПОЛУОТКРЫТОГО СТАДИОНА «ЛОКОМОТИВ» (Г. МОСКВА)

Решение таких вопросов для уникальных сооружений целесообразно изучать на конкретных примерах, теория проектирования которых весьма

индивидуальна.

Рассмотрим пример выполнения покрытия над трибунами полуот-

крытого стадиона «Локомотив» (г. Москва). Материал опубликован в мо-

нографии [6].

12

3.1. Общие сведения

На первой стадии проектирования предусматривалась реконструкция центральной футбольно-легкоатлетической арены – стадиона на 23 тысячи зрителей постройки 60-х годов XX в. Однако по результатам обследования была поставлена новая задача по возведению новой современной футболь-

ной арены.

Стадион (рис. 3.1) представляет собой пятиэтажное сооружение с двумя ярусами трибун (нижний ярус – 20 рядов, верхний – 17). Между верхним и нижним ярусами располагаются ложи с двумя зрительскими ря-

дами.

Трибуны овального плана выполнены по трем центровым кривым

(для двух продольных рядов, для двух торцевых рядов и четырех угловых)

для лучшего обзора футбольного поля со всех мест (см. рис. 3.2). Поэтому очертание трибун задало положение радиально-кольцевой системе и осям всего сооружения. При этом, наряду с архитектурно-планировочными тре-

бованиями, решалась задача унификации элементов конструкций покры-

тия над трибунами с максимальной их повторяемостью. Для этого танген-

циальные и радиальные оси расположены на дугах сопряженных окружно-

стей с одинаковым шагом колонн по наружной кольцевой оси сооружения.

Два кольцевых проема высотой в этаж (рис. 3.3; 3.4): один над ниж-

ним, а другой – над верхним ярусами, − расположены почти по всему пе-

риметру трибун для аэрации футбольного поля и трибун.

3.2. Конструктивные решения покрытия

В основу разработки технических решений положены следующие требования:

–оптимизация конструктивной формы по минимизации расходов материала;

–максимальная технологичность конструкций в изготовлении и монтаже;

–соответствие архитектурному решению.

14

Рис. 3.3. Северный фасад стадиона

Рис. 3.4. Поперечны й разрез стадиона

15

3.2.1. Очертание покрытия в плане

Покрытие представляет собой сплюснутый овал с наружными раз-

мерами по главным осям сооружения, равными 205,54×157,50 м. Ширина козырька − 27,96 м (рис. 3.5, а). Овальное очертание покрытия составлено из дуг сопряжения окружностей трех радиусов. Шаг наружных колонн трибун, равный 8,61 м, принимался одинаковым по всему периметру со-

оружения.

Аппроксимация очертания плана покрытия дугами сопряженных ок-

ружностей позволила максимально сократить количество типоразмеров конструктивных элементов и узлов их сопряжений.

Внутренний край козырька покрытия (со стороны футбольного поля) рас-

положен на отм. +34,0 м (рис. 3.5, б). От него покрытие на ширине

27,956 м имеет уклон β = 10° к наружным сторонам, что определялось требованиями применения светопрозрачной кровли из поликарбоната.

Наружный участок покрытия шириной 5,59 м (от ендов до наружных краев) выполнен также с уклоном β = 10° , но в обратном направлении.

В ендове (в наиболее низкой части покрытия) на отм. +29,0 м распо-

ложен кольцевой водосток с электропрогревом для приема талых вод в зимнее время, а также дождевых вод в теплое время года.

Поверхность покрытия над трибунами представляет собой, таким образом, овальную коническую оболочку, усеченную центральным выре-

зом.

Однако полученный «сплюснутый» овальный план козырька, опре-

деленный архитектурными решениями, не позволил в полной мере исполь-

зовать преимущества стержневой пространственной конструкции. Поэтому были введены в несущие конструкции козырька висячие элементы, а угло-

вые зоны усилены дополнительными связями.

16

34.0

29.0

Кольцевые тяжи

22 000

Рис. 3.5. Металлические конструкции козырька над трибунами: а − план; б − разрез 1−1

17

3.2.2. Радиально-кольцевая система стержневых стальных конструкций покрытия

Данная система состоит из следующих частей:

−пролетная часть из радиальных элементов (70 шт.) подкреплена шпренгельными фермами с раскосной решеткой с максимальной высотой

всерединах своих пролетов, равной 3,25 м;

−нижние пояса шпренгельных ферм из их плоскости объединены в узлах тремя кольцевыми тяжами;

−в плоскости покрытия по осям симметрии и в угловых зонах рас-

положены горизонтальные радиальные панели связей; там же расположе-

ны вертикальные связи;

− радиальные элементы на самой нижней отметке (+28,75 м) опира-

ются на наклонные железобетонные консольные стойки (рис. 3.5, б и

рис. 3.6, а);

− узел (рис. 3.6, а у оси «Е») запроектирован как шарнирно непод-

вижный;

− от этого узла на расстоянии 22 м в сторону футбольного поля рас-

положена стальная коробчатая балка, выполняющая роль внутреннего кольца пространственного покрытия (рис. 3.6, б), которая подвешена к вантовой системе;

− в остальных панелях радиальных элементов с шагом 5,5 м распо-

ложены шесть линий кольцевых прогонов, на которые опираются свето-

прозрачные панели (рис. 3.5, а; рис. 3.32; рис. 3.33).

3.2.3. Поперечные сечения, монтажные соединения и сталь несущих стержневых элементов покрытия

Все прогоны прокатные двутаврового сечения высотой по 350 мм с

максимальным пролетом 8,61 м объединены жестко с верхними поясами

радиальных ферм.

18

Верхние пояса радиальных ферм из сварных двутавров высотой

600 мм переменного сечения (уменьшается высота верхних поясов на кон-

цах консолей до 350 мм), образуя вместе с прогонами плоскую простран-

ственную стержневую систему.

Радиальные элементы (верхние пояса шпренгельных ферм) состоят из 3 отправочных марок, объединенных между собой и с кольцевой балкой фланцевыми соединениями на высокопрочных болтах М24 (рис. 3.6, б).

Элементы решетки, нижние пояса шпренгельных ферм и связи в плоскости козырька выполнены отдельными элементами из труб и соеди-

нены узлами между собой и с верхним поясом на монтажной сварке

(рис. 3.6, а, б).

Кольцевые тяжи и вертикальные связи выполнены из круглой стали

30 мм (марка стали не указана) и крепятся к поясам шпренгельных ферм на болтах с фаркопфами в каждом элементе для корректировки их пред-

варительного конструктивного натяжения.

Все двутавровые балки (верхние пояса шпренгельных ферм и прого-

ны) выполнены из стали С345.

Трубы стальные бесшовные горячекатаные 219×22 и трубы сталь-

ные электросварные прямошовные 140×5 и 168×6 – из стали С20.

Кольцевую несущую балку собирали из прямолинейных сварных марок трех типоразмеров по длине: 8,2 м, 7,12 м, 3,13 м. Балки прямо-

угольного коробчатого сечения: ширина – 660 мм (рис. 3.24). Высота –

1460 мм. Толщины листов коробов в марках – 30 мм; сталь – С390. Неиз-

меняемость поперечного сечения коробчатых балок обеспечивалась из-

нутри диафрагмами (как поперечными ребрами жесткости) и продольны-

ми ребрами жесткости.

В местах сопряжения кольцевых балок с радиальными верхними поясами шпренгельных ферм в коробчатых кольцевых балках предусмот-

рены двухсторонние консоли с фланцами на концах, которыми они соеди-

нялись с марками радиальных элементов (рис. 3.6, б).

19

Рис. 3.6. Конструктивные узлы: а − узел опирания радиальных элементов на железобетонные стойки; б − узел сопряжения радиальных элементов с кольцевой балкой