Файл: Бобров, Ф. В. Сейсмические нагрузки на оболочки и висячие покрытия.pdf

лезобетониые рамы, расположенные по нормали к оси арок, которые намного увеличивают устойчивость последних.

В 1953 г. инж. Ф. Северудом и арх. В. Дидриком в г. Рилей (штат Северная Каролина, США) было завершено строительство крытой арены, предназначенной для выстав­ ки скота, различных спортивных выступлений и собраний [28, 68]. Эскизный проект арены разработан М. Новицким весной 1950 г. По бокам арены устроены трибуны, соответ­ ствующие кривизне покрытия, рассчитанные на 5425 мест. Кроме того, на площади арены дополнительно может быть размещено еще 400 временных мест. Максимальный раз­ мер в плане по осям здания 99,5 X 99,5 м. Железобетон­ ный пояс, воспринимающий усилия от вант-тросов, состоит из двух параболических арок, наклоненных в противополож­ ные стороны под углом к горизонту 22°, пересекающихся между собой на высоте 7,5 м. Арки П-образного сечения (4,2 X 0,75 м) в местах пересечения шарнирно соединены с наклонными контрфорсами, которыми воспринимаются опорные давления от арок. Эти шарниры уменьшают вели­ чину изгибающего момента в арках, снижая влияние темпе­ ратурных деформаций. Между арками натянуты несущие ванты диаметром 19 — 32 мм в зависимости от пролета вант, расположенные в среднем на расстоянии 1,8 м одна от дру­ гой. В целях создания предварительного напряжения в не­ сущих вантах и восприятия отсоса ветра были натянуты по­ перечные стягивающие ванты диаметром 13 —-19 мм в за­ висимости от пролета. Сечения несущих вант определены из расчета постоянной нагрузки 293 Н/м2 и временной 1220 Н/м2. Сечения поперечных вант определены из расчета отрицательной временной нагрузки 780 Н/м3. В целях вос­ приятия неуравновешенных нагрузок были предусмотрены стальные оттяжки для прикрепления несущих тросов к стой­ кам наружных стен с помощью регулируемых пружин. Стягивающие ванты прикреплены к несущим на скобах в местах их пересечения. Седлообразная поверхность, обра­ зованная взаимно перпендикулярными вантами, покры­ валась волнистой кровельной сталью, по которой были уло­ жены жес.ткая теплоизоляция и гидроизоляционные слои. После укладки панелей покрытия жесткость его оказалась достаточной (со времени строительства она выдержала два сильных урагана).

В 1951 г. в Берлине был построен концертный зал с висячим покрытием на 2000 мест размером в плане 62,5 X X 45,5 м [57]. Покрытие представляет собой систему тро­

сов, натянутых в двух взаимно перпендикулярных на. правлениях и закрепленных на опорном поясе, состоящем из двух параболических арок. Несущие ванты натянуты в продольном направлении, а стягивающие — в поперечном. Обе ванты предварительно напряжены. Несущие и стяги­ вающие ванты образуют поверхность гиперболического па­ раболоида. По вантам уложены сборные плиты из ячеистого бетона.

лении уложена на вертикальной задней стене и упирается в два опорных массива, отсюда же под углом около 35° по­ дымается вторая арка.

В 1952 г. на Берлинской промышленной выставке за 18 дней был возведен швейцарский сборно-разборный па­ вильон овальной формы в плане, спроектированный арх. Г. Штатбахером и инж. Г. Морантом [57]. Размер павильона по продольной оси 32 м, а по поперечной — 25 м. Покрытие представляет собой две системы тросов, натянутых во вза­ имно перпендикулярных направлениях и закрепленных на опорном поясе, состоящем из двух одинаковых арок. В пер­ пендикулярном к большой оси направлении между арками натянуты несущие тросы диаметром 12,3 мм на расстоянии 2 м один от другого. В перпендикулярном к несущим тро­ сам направлении натянуты стягивающие тросы диаметром 15 мм на расстоянии 1 м один от другого. В целях обеспече ния пространственной жесткости покрытия натяжением стя­ гивающих тросов в несущих тросах созданы предваритель ные усилия.

Арки, выполненные из еловых досок на водостойком клею, опираются на 72 деревянные стойки сечением 9,5 X X 19 см.

Гиперболическая поверхность, образованная вантами, была перекрыта прочным двойным хлопчатобумажным бре­ зентом. По контуру брезент прибит к аркам, в несколькш точках он прикреплен к тросам, а для предохранения бре­ зента от действия отсоса ветра поверх него предусмотрены пересекающиеся ванты. Авторским коллективом (инженеры И. Г. Людковский, М. А. Левит, М. Г. Людковский, Е. П. Станиславский, архитекторы Ю. Н. Шевердяев,

66

лочкой, примененной в проекте демонстрационного зала по­ стоянной Всесоюзной строительной выставки в Москве [44].

На конкурс этого покрытия были представлены три про­ екта. Из этих трех вариантов покрытие висячего типа ока­ залось самым дешевым. Как видно нз табл. 12, оно оказы­ вается в 4 раза дешевле железобетонного купола и в 3 раза дешевле алюминиевого.

продолжением замкнутой цилиндрической стены толщиной 10 см. Радиально расположенные стальные тросы концами заанкерены в наружном железобетонном и внутреннем стальном кольцах. Диаметр внутреннего стального кольца составляет 5,5 м. По радиальным тросам уложены трапецеи­ дальные в плане железобетонные плиты толщиной 5 см. После натяжения тросов пригрузкой швы между плитами заполняли бетоном. Снятием пригрузки после отвердения бетона в швах в покрытии создавали предварительное об­ жатие. Плиты не доходили до наружного кольца на 2,5 м, и поэтому это покрытие при действии несимметричной на-, грузки не могло работать как оболочка. Общая продолжи­ тельность монтажа покрытия составляла всего 39 дней.

На 1 м2 перекрываемой площади расход стали 10 кг, бе­ тона 0,083 м3.

На конкурс, объявленный в 1957 г. на перекрытие московского стадиона «Динамо», было представлено не­ сколько проектов в виде чисто вантовых систем и железобе­ тонных предварительно-напряженных оболочек [48]. Стадион «Динамо» в плане овального очертания с максимальными размерами по осям 170 X 270 м.

Особый интерес представляет проект покрытия стадиона «Динамо», разработанный НИИЖБ совместно с А4оспроектом (инженеры И. Г. Людковский, М. А. Левит и архитек­ торы Ю. Н. Шевердяев, В. С. Кубасов). Проект покрытия был разработан в двух вариантах с одинаковым конструк­ тивным решением в виде висячей железобетонной предвари-

68

тельио-напряженнои оболочки, отличающихся лишь очерта­ ниями и размерами перекрываемых площадей в плане.

Впервом варианте покрытие имеет круглое очертание

вплане диаметром 270 м, а во втором — овальное с размера­ ми, приближающимися к существующим габаритам трибун. В обоих вариантах железобетонные опорные кольца сборномонолитные и поддерживаются колоннами, а внутренние кольца стальные. В круглом варианте опорное кольцо рабо­

тает только на сжатие, изгиб исключается самой формой, а в овальном варианте очертание кольца было подобрано по кривой давления с тем, чтобы оно работало только на сжа­ тие. Радиально натянутые ванты концами прикреплены к на­ ружному и внутреннему кольцам. Стрела провисания вант в центре принята равной 12 м. На внутреннее кольцо постав­ лена круглая решетчатая башня, от верха которой отходят радиальные тросы фонаря, прикрепленные наружными кон­ цами к основным тросам. Железобетонные плиты уклады­ ваются на временные доски, подвешенные к вантам, причем между плитами оставляются швы для замоноличивания. Предварительное обжатие в оболочке создается таким спосо­ бом, как в проектах строительной выставки и стадиона в Монтевидео. Плиты пригружаются мешками с водой, по­ сле чего швы заполняются бетоном на керамзитовом щебне.

[48]. В этом проекте покрытие представляет собой две си­ стемы тросов, натянутых во взаимно перпендикулярных на­ правлениях и закрепленных на опорном кольце. Опорное кольцо в плане овального очертания наибольшим размером по осям 170 X 270 м. Несущие тросы шагом 2 м натянуты в направлении большего пролета, стягивающие тросы шагом 2 м натянуты в направлении малого пролета. Натяжением стягивающих тросов создаются дополнительные усилия в не­ сущих тросах, в результате чего обеспечивается простран­ ственная жесткость системы. Образуемая тросами поверх­ ность представляет собой гиперболический параболоид. Форма опорного кольца получается линией пересечения ги­ перболического параболоида с вертикальной наружной стен­ кой. Опорное кольцо работает на внецентренное сжатие. Для уменьшения в нем величины изгибающих моментов пре­ дусмотрена третья система тросов, расположенных по обра­

69