Клееные деревянные конструкции в современном строительстве (система ЦНИИСК). Часть 4
Бассейны и аквапарки
Часть 1
Часть 2
Часть 3. Бассейны и аквапарки
Часть 5. Мосты
Часть 6. Спортивные сооружения
Часть 7. Спортивные сооружения
Часть 8. Торговые предприятия и складские помещения
Часть 9. Электроизоляционные опоры (башни и мачты)
Часть 10. Производственные здания
Часть 11. Эксклюзив
Продолжаем цикл публикаций по материалам книги С. Б. Турковского, А. А. Погорельцева, И. П. Преображенской «Клееные деревянные конструкции с узлами на вклеенных стержнях в современном строительстве (система ЦнИИСК)», посвященный конструктивным решениям в строительстве с использованием клееных деревянных конструкций.
Аквапарк в Мытищах
Помещение аквапарка размером 54 x 44 м и высотой более 20 м входит в состав торгово-развлекательного центра (г. Мытищи), выполненного преимущественно в монолитном железобетоне, перекрыто семью линзообразными фермами из клееной древесины пролетом 43,76 м. Фермы опираются на монолитные железобетонные колонны с разницей в отметках около 2 м, чем формируется односкатное покрытие совмещенного типа по настилу из профлиста. Шаг расстановки ферм - 6 м.
На закладные детали оголовников колонн по низкому ряду фермы опираются шарнирно-подвижно, с использованием подкладок из фторопласта и противоветровых шайб, допускающих перемещение опорных шарниров от снеговой нагрузки. По верхним поясам ферм с шагом 3 м установлены клееные неразрезные прогоны длиной до 12 м с креплением на наклонно расположенных шкантах 20А240. Между прогонами по верхним поясам крайних и предпоследних пар ферм на стальных шкантах закреплены деревянные раскосные связи жесткости. По обоим рядам опор между фермами над железобетонными распорками в уровне верха колонн установлены вертикальные арочные диафрагмы жесткости на болтах. По нижним поясам ферм в крайних четвертях пролета для снижения их гибкости из плоскости в местах стыков установлены распорки из клееных брусьев.
Фермы приняты сборной конструкции и состоят из поясов и треугольной раскосной решетки. В фермах-линзах решетка слабо напряжена, опорные узлы наиболее ответственные, а усилия в поясах равномерно распределяются по всей длине. Поэтому опорные узлы, воспринимающие большие сдвиговые усилия, решаются особо, на наклонно вклеенных стержнях в заводских условиях. Конструкция опорных узлов аналогична конструкции, примененной в фермах Ледового дворца, в московском районе Строгино. Раскосы устанавливаются между ветвями поясов и соединяются на болтах и нагелях. В связи с необходимостью кантовки для лучшей передачи усилий кручения из плоскости один из двух раскосов в узле пересекает пояс по всей высоте сечения. По месту раскосы усиливались из плоскости фермы брусьями, плотно приторцованными к поясам, чем повышалась жесткость раскосов и фермы при кантовке, а также их прочность на сжатие.
Высота фермы в середине пролета - 5,5 м, что составляет 1/8 пролета и несколько меньше соотношений (1/6L), принятых для ферм. Большие габариты ферм привели к необходимости изготавливать их сборными. На стройплощадку фермы поступали блоками: верхний пояс состоял из двух блоков по 18 м, нижний пояс - из трех блоков. Крайние блоки включали в себя и опорные узлы с карнизными участками верхних поясов. Каждый блок состоял из двух ветвей по ширине сечения, соединенных прокладками на вклеенных стержнях, и оснащался по торцам специальными выпусками вклеенных V-образных анкеров из арматуры 20А400. При сборке между выпусками смежных блоков устанавливались на сварке соединительные полосы (20 х 60 мм) из стали С370. В стыках между торцами сжатых поясов оставлялись зазоры по 30 мм для омоноличивания полимербетоном.
Металлические детали в стыках тщательно защищались антикоррозионными и огнезащитными составами, полости заполнялись минватой, а места стыков - деревянными планками в габаритах основного сечения. Сборка ферм осуществлялась на железобетонных блоках и козлах, оснащенных габаритными упорами и специальной разметкой в узлах и стыках. Места стыков дополнительно усиливались V-образными анкерами на монтажные усилия из плоскости при повороте из горизонтального положения в вертикальное.
Для подъема ферм использовалась специальная траверса длиной 24 м из телескопических труб, оснащенная двумя вилочными захватами, скользящими по направляющим при повороте ферм из плоскости. Вилочные захваты, открытые сверху, подводились под верхний пояс в расчетных местах и после установки ферм на опоры опускались под собственным весом вниз, при этом выполнялась расстроповка без участия монтажников. Благодаря пониженному центру тяжести и наличию строительного подъема верхнего пояса линзообразные фермы отличаются высокой устойчивостью, что упрощает монтаж и установку связей. Однако в первый момент при кантовке ферм в вертикальное положение выяснилось, что целесообразнее использовать два легких крана типа «Ивановец» по краям фермы вместо довольно неудобных монтажных приспособлений по усилению из плоскости.
Интересно отметить, что каркас аквапарка монтировался дважды. Первый раз - в 2005 году, второй раз - в 2008-м. Первый каркас был уничтожен пожаром еще на стадии отделочных работ. Впервые деревянные сборные конструкции с жесткими стыками поясов были подвергнуты серьезным испытаниям в условиях реального пожара. Обрушение первой фермы произошло из-за ослабления огнем сжатого пояса за пределами стыков через 2,5 ч, обрушение последней фермы - через 8 ч по той же причине. Огнестойкость ферм оказалась более чем в три раза выше требуемой. Анализ конструкций после пожара показал, что на всех стыках обоих поясов ферм наблюдалось лишь поверхностное обугливание на глубину 5-15 мм, без нарушения соединений на вклеенных штырях и болтах - благодаря наличию вкладышей между ветвями в зоне стыков.
Между стыками в панелях поясов сечение приближалось к коробчатому с верхними и нижними полками из досок толщиной 33 мм и стенками-ветвями толщиной 140 мм. После того как защитные доски были выведены из строя пожаром (примерно через час после его начала), произошло обугливание стенок снаружи и внутри. Причем внутри обугливание протекало с большей, чем принято, скоростью - 0,6 мм/мин. за счет взаимного разогрева противоположных поверхностей. Поэтому почти у всех ферм из восьми был похожий характер повреждений. Попутно установлено, что нагрузка на фермы от веса утеплителя (полистиролбетона) значительно превышала расчетную из-за неравномерного перемешивания утеплителя при его укладке (его плотность колебалась от 250 до 900 кг/м3), а толщина составляла 350-400 мм. Это также повлияло на скорость обрушения. Кроме того, установлено, что до пожара у конструкций не было огнезащиты.
Несмотря на отмеченные особенности, огнестойкость ферм превысила все ожидания, поэтому во время пожара удалось избежать жертв и эвакуировать часть оборудования, а для восстановления покрытия заказчиком были выбраны такие же фермы, как и прежде. Перед их изготовлением в проект были внесены изменения по результатам анализа поведения ферм при пожаре, при сборке в горизонтальном положении и при подъеме в вертикальное положение. В частности, была увеличена толщина полок поясов, заполнены пустоты между ветвями в опорах, усилены стыки из плоскости.
За поведением конструкций сотрудниками ЦНИИСК ведется постоянное наблюдение. Установлено, что относительная влажность воздуха в межферменном пространстве колеблется от 45 до 60%, температура воздуха 29-30°С. При этом равновесная влажность древесины ферм составляет 11-13%. Такие условия считаются оптимальными для клееной древесины. В конструкциях почти нет дефектов, трещин и расслоений. На оцинкованных металлических поверхностях за три года эксплуатации не обнаружено следов коррозии.
В целом конструкция каркаса покрытия аквапарка оказалась удачной во всех отношениях. Особенно следует отметить удовлетворительное состояние клееных элементов, что позволяет констатировать, что использование клееной древесины при строительстве аквапарков и бассейнов рационально.
Проект каркаса покрытия аквапарка разработан в ЦНИИСК совместно с ЗАО «СМФ "ТВТ Стройинвест"». Конструкции изготовлены на ДСК-160 (г. Королев), монтаж осуществлен фирмами «Крован-КДК» и ЗАО «СМФ "ТВТ Стройинвест"».
Здание плавательного комплекса Г-образной в плане формы включает в себя бассейн для прыжков в воду размером 56 х 48 м с трибунами по обеим коротким сторонам (по 11 рядов) и бассейн 45 х 63 м с трибунами по одной длинной стороне (11 рядов); в угловой части расположены административно-бытовые и зальные помещения с лестницами и лифтами. Подвальная часть, трибуны, перекрытия и колонны здания выполнены из монолитного железобетона, каркас покрытия над всем зданием - из клееных деревянных конструкций. Генеральный проектировщик комплекса - ООО «Haus-Konzept "Содружество"», проект несущих конструкций покрытия разработан в лаборатории деревянных конструкций ЦНИИСК в 2009 году, изготовление и строительство каркаса покрытия из клееных деревянных конструкций в 2009 году выполнила компания «Haus-Кonzept "Содружество"». В покрытиях обоих бассейнов применены несущие линзообразные фермы пролетами 45 и 56 м. 56-метровый пролет - наибольший в России пролет ферм из клееной древесины. Кроме того, в опорных узлах ферм впервые использована шарнирная конструкция соединения поясов, позволившая осуществить, по сути, точечное опирание на оголовок железобетонной колонны сечением 750 х 600 мм. Оптимальные соотношения высоты к пролету ферм (1/8), выбранная форма решетки, размеры панелей, шарнирная конструкция опорных узлов позволили сократить количество жестких и трудоемких стыков поясов, упростить сборку ферм на монтаже и повысить эффективность конструкции в целом. Ввиду этого, а также эстетических и эксплуатационных достоинств древесины в условиях влажной и агрессивной среды было отдано предпочтение деревянным конструкциям.
Фермы обоих бассейнов установлены с шагом 6 м и запроектированы по единой конструктивной схеме. По одному ряду опоры выполнены шарнирно неподвижными, по противоположному ряду - шарнирно-подвижными с использованием фторопластовых подкладок и противоветровых шайб с прорезями и зазорами для горизонтального перемещения под действием снеговой нагрузки.
Нижние пояса ферм по длине выполнены из двух блоков с жестким стыком в середине пролета. По ширине каждый блок выполнен из двух клееных элементов, сплоченных с помощью вклеенных стержней. По торцам блоки оснащены вклеенными V-образными стержнями с выпусками для сварки с соединительными стальными полосами. Со стороны опорных узлов в заводских условиях к полосам на сварке присоединялись стальные проушины для объединения с косынками опорных башмаков посредством стального шарнира диаметром 100 мм. В пролете по внутренним граням блоков на вклеенных стержнях установлены стальные косынки для крепления раскосов. Очертание нижних поясов принято полигональным с изгибами в зоне раскосов для максимально возможного снижения эксцентриситетов. Верхние пояса ферм приняты криволинейными и также состоящими из двух симметричных блоков.
Особенность конструкции блоков заключается в том, что они, как и нижние, по ширине состоят из двух ветвей, однако эти ветви раздвинуты на ширину нижнего пояса (на 280 мм). Это позволило при сборке ферм на монтаже опускать верхний пояс на нижний, охватывая его и тем самым уменьшая габарит узла по высоте и, как следствие, уменьшая эксцентриситет. Таким образом, оси поясов пересекаются в одной точке - центре шарнира. При этом верхний пояс упирается в башмак, шарнирно присоединенный к нижнему поясу. Для плотного упора зазор между торцом и опорной пластиной заполняется полимербетоном. Широко расставленные ветви пояса обеспечивают устойчивость всей фермы из плоскости. Вертикальная реакция фермы воспринимается стержнями, вклеенными в ветви верхнего пояса.
В ключевом узле оба блока объединяются через деревянную прокладку шириной 280 мм на болтах с заполнением зазора между торцами полимербетоном. Кроме того, для боковой жесткости обе ветви смежных блоков соединяются жестким симметричным стыком с одним V-образным анкером в каждой ветви по одну сторону стыка. Благодаря такой форме и конструкции верхних поясов фермы монтировались без развязки поясов до постановки связей. Небольшие усилия сжатия в раскосах позволили выполнить их сборку на монтаже на нагелях и шпильках. Раскосы пропускались между ветвями верхнего пояса и надевались на косынки нижнего. Это позволило резко снизить трудоемкость сборки ферм.
Пространственная жесткость покрытия обеспечена двумя связевыми блоками с крестовыми стальными связями, распорками, установленными по верхним поясам через 12 м (благодаря жесткости верхних поясов), а также листами профнастила усиленного профиля. По нижним поясам развязка ферм не предусмотрена, хотя конструктивно они соединены ходовыми мостиками. Эти мостики создают большое удобство при мониторинге конструкций, обслуживании инженерных коммуникаций и т. п. Фермы собирались в вертикальной плоскости непосредственно в зоне установки из блоков полной заводской готовности, включая отделку защитными и декоративными составами.
Примененная новая конструкция линзообразных ферм отличается возможностью увеличения пролета и высокой эффективностью в сравнении с известными конструкциями ферм из клееной древесины.
В январе 2011 года состоялось торжественное открытие комплекса.
Для подтверждения качества изготовления принятых конструкций и проверки предположения об ослаблении соединений на участках с вклеенными стержнями при сварке их с полосами и при усадке клея проведены испытания стыка нижнего пояса фермы пролетом 56 м в натуральную величину.
Испытания стыка проводились на горизонтальной разрывной машине мощностью 3000 кН. Имитация возможных ослаблений от сварки и усадки осуществлялась путем создания непроклеенной зоны в соединениях несущих стержней на глубину 16 см. Для сравнения результатов на другом торце стыка соединения были выполнены в соответствии с проектом. При нагружении контролировались продольные перемещения стальных анкерных полос и древесины пояса, распределение усилий между V-образными анкерами, концентрация нормальных напряжений в зоне ослабления сечения поперечным армированием, характер разрушения и др.
Нагружение велось ступенями по 100 кН с разгрузкой до 20 кН на каждом этапе. В результате был подтвержден упругий характер нарастания деформаций, причем абсолютная величина их со стороны ослаблений вдвое превышала деформации соединений без ослаблений. Разрушающая максимальная нагрузка почти вдвое превышала расчетную. Характер разрушения подтвердил необходимость учета эксцентриситетов от присоединения сжатых и растянутых стержней Vобразных анкеров с разных сторон пластины. Принятые в соединениях ослабления значительно превышали возможные при изготовлении конструкций, однако результаты тестирования свидетельствовали о высокой надежности стыка в целом.
Дворец водных видов спорта в Казани
В 2011 году в Казани завершено проектирование каркаса универсального спортивного сооружения - Дворца водных видов спорта размером в плане 74 х 87,5 м (с каркасом из КДК размером 65 х 187,5 м) с применением большепролетных шпренгельных балок и стоек из клееной древесины. Выбор материала несущих конструкций здания обусловлен коррозионной стойкостью, эстетическими свойствами древесины, благоприятными условиями эксплуатации для клееной древесины, характерными для сооружений подобного назначения. Строительство дворца велось в соответствии с программой подготовки к Универсиаде-2013 в Казани. Генеральный проектировщик - ООО «ПСО "Казань"». Проект деревянного каркаса на стадии «П» разрабатывался совместно лабораторией деревянных конструкций ЦНИИСК и ЗАО «Алькоспроект» (Москва). Несущие КДК изготовлены предприятием «Сафоноводрев» (Смоленская обл.), монтаж конструкций каркаса выполнен фирмой «Стройдревкомплект» (Москва).
Проектированию предшествовали разработка и сравнение различных вариантов конструктивных схем. Исходя из соображений эффективности, простоты изготовления, транспортировки и надежности наиболее приемлемой была бы предложенная ЦНИИСК и «Алькоспроектом» конструкция в виде трехшарнирных арок с опорами на разных отметках, расположенных в плане под углом и вписанных в габариты заданных архитектурных форм. Однако к разработке была принята значительно более сложная конструкция каркаса, предложенная английской компанией ARUP.
Несущими конструкциями покрытия являются металлодеревянные шпренгельные балки, расположенные в плане здания под углом 7° друг к другу, с общими опорными башмаками, установленными с шагом 7,5 м для каждой пары балок. С одной стороны балки шарнирно-неподвижно опираются на железобетонную стену с конструкциями трибун. С другой стороны шарнирными опорами являются деревянные наклонные стойки высотой около 18 м, по фасаду образующие треугольные ячейки, в вершинах которых устроены опорные площадки.
Торцовые стены дворца также устроены по каркасу в виде системы пересекающихся деревянных стоек. По каркасу предусмотрены деревянные неразрезные прогоны, являющиеся основой ограждающих конструкций из светопрозрачных стеклопакетов.
Динамический пространственный расчет каркаса выявил его недостаточную жесткость, что потребовало дополнительного устройства по длине здания шести связевых блоков с применением стальных крестовых связей в плоскости покрытия, объединяющих по две треугольные ячейки покрытия.
Каждая балка состоит из сборного выгнутого деревянного пояса, подкрепленного снизу стальным шпренгелем из трубы диаметром 140 мм и толщиной 12 мм. В пролете верхний пояс поддерживается тремя деревянными стойками. В свою очередь, гнутоклееный пояс выполнен из трех клееных блоков длиной до 18,8 м, оснащенных по торцам в местах сопряжения вклеенными V-образными анкерами для образования жестких равнопрочных стыков. Блоки полной заводской готовности сечением 2 х 140 х 1500 мм и длиной 18-18,8 м поднимаются стальной траверсой и соединяются по длине в проектном положении с помощью сварки.
Наклонное в плане расположение балок существенно усложнило проектирование и изготовление опорных башмаков, которые представляют собой сложную пространственную конструкцию. Особое внимание уделялось выбору марки стали и контролю качества при конструировании пальцев шарнирных соединений стальных шпренгелей с деревянными поясами. Для пальцев шарниров приняты поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали (ГОСТ 8479-70) марки КП395 группы не ниже 4-й со скользящей посадкой с подтверждением качества путем испытаний образцов стали на ударную вязкость, разрыв, текучесть, относительное удлинение. Проблема разных допусков деревянных и стальных элементов, объединяемых в единую конструкцию, снималась при сборке за счет зазоров в стыках между торцами деревянных блоков. Зазоры заполнялись полимербетоном.
Защита деревянных конструкций выполнялась в две стадии по результатам исследований составов на совместимость. На период перевозки, хранения и монтажа конструкции в заводских условиях обрабатывались бесцветной антисептирующей пропиткой «Сколтекс-ПР» (ТУ-2311-007-1162299-01) и упаковывались в полиэтиленовую пленку. После устройства крыши предусмотрена огнезащитная обработка конструкций, рекомендованная в специальных ТУ пожарной безопасности здания. Металлические элементы от коррозии защищаются горячим цинкованием в соответствии с требованиями СНиП 2.03.1185. В местах сварки на монтаже предусмотрено холодное цинкование.
Таким образом, несмотря на спорную эффективность конструктивных решений, в покрытии Дворца водных видов спорта в Казани применены сборные шпренгельные балки пролета 54 м с жесткими стыками.
Аквапарк развлекательного центра в Санкт-Петербурге
В Санкт-Петербурге, на Приморском проспекте в 2009 году завершен монтаж каркаса крупнейшего в стране купола из деревянных серповидных ребер сквозной конструкции. Купол находится в составе каркасного развлекательного комплекса из железобетона, в котором деревянными конструкциями также перекрыты каток (арками) и детский комплекс (линзообразными фермами). Архитектурный проект всего комплекса разработан в Санкт-Петербурге, а каркасы покрытий аквапарка, детского комплекса и атриума над катком - в Москве, ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко совместно с ЗАО «СМФ "ТВТ Стройинвест"». Деревянные конструкции изготавливались в Нижнем Новгороде (ЗАО «ДОК 78») и Санкт-Петербурге (компания «Haus-Konzept "Содружество"»).
Особенности конструкций купола связаны в основном с его габаритами. В плане меридиональные ребра купола опираются с шагом 14,5 м на нижнее железобетонное кольцо диаметром 90 м и на стальное верхнее кольцо диаметром 5 м. Высота купола составляет 45 м. Основные меридиональные ребра длиной около 60 м выполнены в виде серповидных сборных ферм и сами по себе являются уникальными в части принятых конструктивных решений, изготовления, сборки и монтажа. Другая особенность купола состоит в конструкции покрытия, которое представлено легкими надувными подушками в габаритах сектора между соседними меридиональными ребрами и крайними кольцевыми элементами. Покрытие на основе прозрачной синтетической мембраны Texlon изготавливается и монтируется германской фирмой Foiltec впервые в России. Особенности статической работы подушек, в том числе при вероятности повреждения одной или нескольких из них, потребовали полной переработки конструкции каркаса, изначально запроектированного под традиционное жесткое покрытие. При конструировании концевых элементов каркаса приняты меры, исключающие возможность кручения ребер из плоскости при разрушении нескольких подушек. Отличительной особенностью каркаса купола является жесткое присоединение деревянных меридиональных ребер к верхнему стальному кольцу сваркой, что улучшает характер распределения усилий в элементах купола.
Все главные узлы и стыки поясов серповидных ребер устроены на наклонно вклеенных стержнях и V-образных анкерах. Опирание промежуточных меридиональных ребер на нижнее железобетонное кольцо впервые осуществлено с помощью V-образных анкеров, вклеенных в торцы ребер. Специально проведенные исследования и испытания таких узлов подтвердили способность такого соединения воспринимать значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки. Все жесткие стыки ребер и соединения закладных деталей с вклеенными стержнями на заводе и при монтаже выполнены методом ручной сварки без охлаждения. Экспериментальные исследования, проведенные с целью оценки влияния сварки на прочность соединения, показали, что существующий психологический барьер при сварке деревянных конструкций успешно преодолевается. При соблюдении нескольких рекомендаций сварка почти не сказывается на прочности соединений.
Для определения снеговых и ветровых нагрузок были также разработаны специальные рекомендации в развитие СНиП 2.01.07-5 «Нагрузки и воздействия», учитывающие особенности формы сооружения. Конструктивная схема купола принята ребристо-кольцевой, а расчетная - ребристой, при которой кольцевые ребра обеспечивают лишь устойчивость меридиональных ребер из плоскости, чем повышается степень защиты каркаса от прогрессирующего разрушения.
Каркас включает в себя 20 основных меридиональных ребер (МР), шарнирно опертых на железобетонные опоры и жестко - на верхнее стальное кольцо. На эти ребра с шагом 6 м опираются девять криволинейных кольцевых элементов, из которых два - верхний и нижний - на отметке 22,253 м являются опорами для 60 промежуточных меридиональных ребер (ПМР). Нижнее кольцо выполнено в виде горизонтальной фермы, воспринимающей реакции опор от ПМР и нагрузки от кольцевой технологической площадки. Остальные кольца являются распорками между МР и ПМР для их устойчивости от продольных сил и от возможного кручения в случае разрыва подушек покрытия Texlon, которые прикреплены по контуру к двум соседним МР и ПМР и крайним кольцевым. Другие кольцевые элементы расположены снизу верхних поясов МР и ПМР для свободных деформаций подушек покрытия. Пространственная жесткость каркаса обеспечивается перекрестными стальными связями в пяти секторах купола. Меридиональные ребра состоят из четырех отправочных блоков полной заводской готовности, соединяемых на монтаже жесткими стыками на сварке. Крайние блоки состоят из обоих поясов, раскосов и средних опорных вставок. Ширина всех МР принята 420 мм (2 х 140 х 800 с зазором 140 мм). В зазоре размещены элементы решетки сечением 3 х 140 х 400 мм. Все блоки по торцам снабжены выпусками V-образных анкеров и закладными деталями. Проблемы допусков в МР по длине решены с помощью зазоров (около 40 мм) между торцами поясов, заполняемых полимербетоном после сварки V-образных анкеров и стальных полос, чем достигается плотный контакт по площадкам сжатия, защита и адгезия к торцам, восприятие перерезывающих сил.
Горизонтальные элементы решетки МР соединены с поясами на цилиндрических нагелях и шпильках, а вертикальные - с усилием растяжения до 40 кН - путем сварки выпусков вклеенных стержней и закладных деталей на раскосах.
Сборка и монтаж МР выполнялись в соответствии с проектом производства работ. Сначала на жестком горизонтальном стенде проводилась предварительная сборка блоков МР в проектных габаритах, в основном средней части. Доводка средней решетчатой части осуществлялась отдельно. Окончательная сборка и доводка МР были сделаны в вертикальном стальном стенде.
Монтаж МР осуществлялся с помощью центральной башни, сверху которой на домкратах устанавливалось стальное кольцо. Монтаж ограждающих подушек выполнялся после демонтажа центральной башни.
Купол в Санкт-Петербурге - уникальное по габаритам и конструктивным решениям сооружение из клееных сборных конструкций, которым пока нет аналогов.
Аквапарк в Москве
В 2010 году завершено строительство аквапарка в Москве на ул. Перовской. Каркас из клееной древесины выполнен в форме ребристого полукупола диаметром около 64 м.
Меридиональными ребрами купола являются двухшарнирные сборные арки с шарнирно-неподвижными опорами на разных уровнях. Внизу ребра с шагом 4 м на отметке 3,85 м опираются на широкое железобетонное полукольцо, замкнутое на монолитный каркас примыкающих помещений здания. Вверху, на отметке 12,7 м, ребра опираются на карниз центральной железобетонной башни диаметром около 13 м. Для лучшего отвода осадков с крыши в этой зоне на ребрах имеется надстройка для совмещенного непрозрачного (в этом секторе) участка покрытия. Между меридиональными ребрами устроены промежуточные ребра, опирающиеся на кольцевые элементы в середине пролета арок и на нижнее железобетонное кольцо.
Пространственная жесткость каркаса обеспечивается крестовыми связями в четырех секторах и криволинейными подкосами между меридиональными ребрами в кольцевом направлении (в зоне жестких стыков), разрезными деревянными прогонами по верхним граням ребер. Для восприятия скатной составляющей прогоны опираются на специальные деревянные упоры по верхним граням ребер. Поверху прогонов на металлическом каркасе закреплены стеклопакеты светопрозрачного ограждения. В верхней части покрытия ограждающие конструкции непрозрачные, совмещенные.
Двухшарнирные арки эллипсо-образного очертания с радиусами 8, 32,6 и 9,5 м и постоянного сечения 170 х 1200 мм состоят из двух элементов с длиной хорд около 17,6 и 11,1 м, у которых стрелы подъема 1,82 и 1,77 м соответственно.
Конструкции, включая стальные опорные шарниры и детали жестких стыков с анкеровкой их на вклеенных V-образных анкерах по системе ЦНИИСК, изготовлены Нижегородским ДОК-78. Надстройка в ключевой части каркаса выполнена в виде гнутоклееных балок, которые опираются на меридиональные ребра с помощью идеальных цилиндрических шарниров.
Сооружения аквапарка отличаются исключительной архитектурно-конструктивной выразительностью и надежностью конструктивной схемы в части прогрессирующего обрушения. Принятая конструкция сохраняет живучесть в случае выключения из работы даже нескольких ребер, что характерно для меридиональных куполов.
Станислав ТУРКОВСКИЙ,
Александр ПОГОРЕЛЬЦЕВ,
Ирина ПРЕОБРАЖЕНСКАЯ,
ЦНИИСК
