|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 стр. из 1 Конструктивные решения Многие крупные значимые объекты построены в СССР в 50–60 гг. с использованием алюминия в конструкциях большепролетных покрытий. Конструкции, как обычно, включали кровельные панели из алюминия, уложенные на несущий элемент, выполненный также из алюминия (арки пролетом 90 м для синхрофазотрона в Серпухове) или стали (фермы двухсекционного ангара в Алма-Ате пролетом 2х84 м, фермы пролетом 48 мзданий ТЭЦ на Байкале и Селенге и др.). Несмотря на высокую стоимость алюминия применение этих конструкций оправдывалось особыми технологическими требованиями (Серпухов), высокой сейсмичностью (Алма-Ата), удаленностью объектов и т. п. Качественно новая конструкция из алюминия — пространственный блок покрытия — была разработана в 1966 г. Каркас блока включает две продольные фермы, прогоны в уровне поясов ферм и вертикальные связи. К каркасу прикреплены кровельная и потолочная обшивки из тонколистового алюминия, первую из которых обычно крепят в растянутом состоянии. Собирают блоки на земле, оснащают утеплителем, огнезащитой и пароизоляцией, получая готовые крупноразмерные элементы покрытия, совмещающие несущие и ограждающие функции. Впервые такая конструкция была реализована в 1971 г. в Москве при поддержке академика А. Ф. Белова. В последующие годы успешно осуществлен ряд уникальных проектов (табл. 1).
Последовательность приведенных в таблице 1 объектов не случайна. Как видим, растут размеры блоков, реализуются различные архитектурные решения, меняются условия строительства и эксплуатации, что способствует выявлению области эффективного применения алюминиевых сплавов в строительстве. Покрытие в Риге состоит из блоков размером в плане 6х36 м, и тонколистовая конструкция впервые использована в атмосфере морского побережья. Манеж в Кишиневе построен в сейсмической зоне, размеры блоков в плане — 6х48 м. Покрытие Универсального дворца спорта «Крылья Советов» возведено над существующим катком из блоков размером 4х60 м. Блоки покрытия выставочного павильона уникальны по размерам (6х84 м) и по очертанию. Покрытие Дворца спорта «Рубин» в Тюмени выполнено из блоков размером 6х60 м и смонтировано над существующим катком с трибунами на 3 500 зрителей. Трансформируемое покрытие в Ялте возведено на набережной над существующей концертной площадкой на 2 800 зрителей, подвержено воздействию морской атмосферы и 8-балльной сейсмики. Оно состоит из шести трапециевидных в плане блоков, крайние из которых неподвижны, а средние смонтированы с возможностью надвижки на крайние блоки. Скоростные темпы монтажа можно проиллюстрировать на примере покрытия УДС «Крылья Советов» площадью 60х92 м, состоящего из 23 блоков весом по 7,5 т. Сборку осуществляли в сборно-разборном ангаре, выпуская по два блока в неделю. Работы велись в осенне-зимний период, и ангар обогревался воздуходувками. Подъем блока выполнялся за 20–30 мин. одним краном. Также в короткие сроки смонтировано покрытие выставочного павильона площадью 84х114 м, состоящего из 19 блоков весом по 15 т. Здесь собирали по два блока каждые 10 дней. В связи со значительными габаритами блоки поднимали посредством двух подъемно-транспортных тележек. Время подъема не превышало 1 час. Широкие возможности алюминиевых конструкций убедительно иллюстрирует также ряд проектов, оставшихся нереализованными (табл. 2) в связи с перестройкой экономики в стране. Для завода «Севкабель» разработан проект реконструкции цеха длиной 400 м и шириной свыше 100 м без остановки производства. Пролет блока — 109 м, ширина — 24 м.Несущими элементами блока служат две алюминиевые арки со стальными затяжками. Для сокращения отапливаемого объема арки размещены вне здания, а кровля расположена поверх затяжек, к которым подвешены четыре 5-тонных кран-балки. Вдоль здания устанавливаются два ряда колонн, блоки собираются в торце здания и последовательно надвигаются в проектное положение. Демонтаж старых конструкций выполняется кран-балками, которые затем используются в производственном процессе. Спроектирован раскрывающийся куполдиаметром 90 м для бассейна, разработаны блоки шириной 12 и пролетом 45 и 54 м для главных корпусов ТЭС. Для покрытия склада разработаны блоки шириной 6 м с внешними несущими арками и кровельной обшивкой в уровне затяжки. Склад неотап-ливаемый и предназначен для хранения агрессивных сыпучих материалов. Табл. 2
Разработан проект раздвижной части крыши БСА в Лужниках из двух или четырех алюминиевых створок общим весом, соответственно, 860 и 800 т. Построенная стационарная часть рассчитана на заданные нами нагрузки от алюминия. На тендерной основе выполнен и утвержден Мосгосэкспертизой проект алюминиевого покрытия аквапарка в форме двухволновой оболочки, состоящей из радиально размещенных блоков трапециевидного очертания в плане пролетом от 40 до 64 м. Комплексное решение покрытия и опорного каркаса позволило оптимизировать конструкцию за счет рациональной расчетной схемы и обоснованного сочетания стальных и алюминиевых элементов. Вариант в стальном исполнении оказался в 1,5 раза дороже. На тендерной основе разработан проект покрытия аквапарка в Ясенево, имеющего в плане очертание сектора окружности диаметром 69 м. Покрытие состоит из радиально размещенных блоков, оно тоже экономичнее стального и утверждено Мосгосэкспертизой. Одобрены заказчиком проектные предложения по алюминиевому арочному покрытию пролетом 75 м для крытого футбольного манежа. Выполнены и представлены заказчику проекты алюминиевых навесов пролетом от 24 до 86 м для реконструкции вокзала. Монтаж навесов выполняется при минимальном ограничении сквозного движения поездов. Разработан проект алюминиевого полукупола диаметром 48 м для Ледового дома Ирины Родниной. В настоящее время по результатам технико-экономического сопоставления принят к реализации и разрабатывается рабочий проект трехпролетного алюминиевого покрытия картинг-центра размером в плане 90х90 м (генпроектировщик — Моспроект-4). В последние годы конструкции пространственных блоков непрерывно совершенствовались. Разработаны конструкции с несущей алюминиевой аркой, подкрепленной криволинейной стальной затяжкой, и технико-экономические показатели здесь существенно улучшены. В качестве примера можно привести проекты покрытия ангаров пролетом 2х48, 84 и 96 м во Внуково и покрытия павильонов пролетом 72 и 108 м на ВВЦ. Также перспективны специальные конструкции из алюминия (табл. 3).
Мосты в Геленджике рассчитаны на 8-балльное землетрясение, ураганный ветер и гололедные нагрузки морского побережья. Мосты для МКАД выполнены без средней опоры и монтируются практически без остановки движения на трассе. Пешеходный мост с трехмаршевым лестничным сходом в здании велотрека в Крылатском собран вручную за 1,5 дня. Ангарная теплица успешно эксплуатируется в Московской области около 30 лет. Фермы в сочетании с тентом используются МЧС в качестве временной кровли при авариях на ТЭЦ и монтируются вручную. Приведенный собственный вес ферм меньше веса закрепленного на них тента. Прочность и эксплуатационная надежность Накопленный нами опыт свидетельствует о том, что прямая замена стали и других строительных материалов на алюминий оказывается, как правило, неэффективной. Положительные результаты использования алюминия в вышеперечисленных объектах были достигнуты за счет создания принципиально новых конструктивных решений, что подтверждено патентами СССР (более 50), РФ (12), США (3), Великобритании (2), Франции (2), Италии, Германии и Австрии (по 1). Основными отличиями предложенных блоков покрытия являются предварительное напряжение тонколистовых обшивок и обеспечение совместной работы тонколистовых полотен и стержневых элементов пространственного каркаса на сжатие, растяжение и изгиб. Разработка и реализация новых конструкций велись в системе предприятий авиационной промышленности с учетом сложившихся здесь требований в вопросах прочности и эксплуатационной надежности. Назовем основные условия обеспечения прочности. 1. Постепенное, последовательное увеличение пролета и ширины блока позволяет выявить наличие и величину возможных критических параметров. Разработаны и теоретически исследованы различные конструктивные формы пролетом 12, 24, 30, 36,42, 48, 54, 60, 72, 84, 109, 160 и 200 м при ширине обшивки от 2 (из одного рулона) до 24 м (полотно из 12 рулонов, объединенных продольными сварными швами). Рассмотрим основные условия обеспечения эксплуатационной надежности Блок покрытия совмещает несущие и ограждающие функции покрытия. Поэтому перечень вопросов обеспечения эксплуатационной надежности здесь существенно шире, чем для обычной несущей конструкции. Предметом обзора будут наиболее важные из них. 1. Теплотехнические качества. Конструкции блоков позволяют использовать в качестве утеплителя легкие, эффективные и относительно недорогие минераловатные полужесткие плиты или маты. Исследования опытных фрагментов в термокамере НИИМосстроя подтвердили высокие теплотехнические свойства конструкций. При этом фактические характеристики оказались существенно выше расчетных, что объясняется наличием большой воздушной прослойки. Аналогичные результаты получены при исследовании эксплуатируемых покрытий тепловизорами. В заключение раздела отметим, что нам неизвестна какая-либо иная конструктивная система в строительстве, прошедшая столь тщательную и детальную проверку. Технологические особенности Основным отличием заводского изготовления плоских отправочных марок из алюминия ранее считалась аргонодуговая сварка. В настоящее время сварка в среде защитных газов широко применяется на заводах стальных конструкций, что позволяет легко перестроиться на производство конструкций из алюминия. При этом все остальные заводские операции (резка, фрезерование и т. п.) с алюминиевыми профилями оказываются проще. Укрупнительная сборка алюминиевых конструкций на монтаже также упрощается в связи с резким снижением веса отправочных марок. Основное отличие здесь состоит в операции предварительного напряжения рулонных обшивок с контролем усилия и последующим креплением рулона к поясам ферм. Разработано и освоено несколько способов преднапряжения рулонов, а для их крепления используется созданный с участием ИЭС им. Патона простой и надежный способ холодной точечной сварки-клепки. Таким образом, укрупнительная сборка алюминиевых блоков может быть освоена практически любой организацией, специализированной на монтаже металлоконструкций. При этом, как уже указывалось, подъем алюминиевых конструкций в проектное положение не вызывает трудностей. Экономика Соотношение цен в 70–80 гг. на стальной и алюминиевый прокат для строительных конструкций равнялось 1:10. В этих условиях применение алюминиевых блоков покрытия было экономически оправдано по единовременным затратам при пролетах свыше 36 м за счет включения обшивок в силовую работу каркаса и использования на стройплощадке рулонов, поставляемых непосредственно с металлургического завода. При учете сокращения сроков строительства, экономии материалов в поддерживающем каркасе и фундаментах, а также исключения эксплуатационных затрат порог экономической эффективности алюминиевых блоков снижался до 24–30 м. В современных условиях рыночной экономики эффективность алюминиевых конструкций существенно возросла, так как существовавшее ранее и, по-видимому, искусственно завышенное соотношение стоимости стального и алюминиевого проката 1:10 приобрело реальное значение 1:7. Влияние последнего обстоятельства на границы и условия рационального применения алюминия в строительстве требует осмысления и оценки. Дата: 05.06.2007 Г. Г. Михайлов "СтройПРОФИль" 4 (58)
«« назад Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации! |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||