CC BY
155
Большепролетные деревянные арочные конструкции Large-span wooden arched structures
Кузнецов В.А., Вильданов Р.Р., Тамбовцева Е.Е.,
Московский государственный строительный университет
Kuznetsov Vladimir Aleksandrovich, Vildanov Ruslan Rasimovich, Tambovtseva Elena Evgenievna,
Moscow state University of civil engineering
Аннотация: В данной статье представлен анализ конструкции, особенности применения, преимущества и недостатки большепролетных деревянных арочных конструкций.
Так же рассмотрен опыт возведения в России большепролетных деревянных арочных конструкций, определены нюансы процедуры проектирования, изготовления материалов и сооружения данных конструкций. Рассмотрены возможности применения большепролетных деревянных арочных конструкций для строительства общественных зданий, а именно строительных сооружений, особенно для детей. Рассмотрены в статье и существующие большепролетные деревянные арочные конструкции из клееной древесины, которые выполняют одновременно несущие и ограждающие функции, и в этом случае имеется возможность существенно уменьшить вес конструкции.
Summary: This article presents an analysis of the design, application features, advantages and disadvantages of long-span wooden arched structures.
The experience of construction of large-span wooden arch structures in Russia is also considered, the nuances of the procedure of design, manufacture of materials and construction of these structures are determined. The possibilities of the use of large-span wooden arched structures for the construction of public buildings, namely building structures, especially for children. The article also considers the existing large-span wooden arch structures made of laminated wood, which perform both bearing and enclosing functions, and in this case it is possible to significantly reduce the weight of the structure.
Ключевые слова: арочные конструкции, деревянные конструкции, прочность, эстетичность.
Keywords: arched structures, wooden structures, strength, aesthetics.
Российские строительные компании могут сегодня возводить большепролетные уникальные деревянные арочные конструкции, хотя объектов, в которых используются подобные конструкции, в России не так много и говорить о массовом применении большепролетные деревянные арочные конструкции в нашей стране не приходится.
Ситуация с использованием применении большепролетные деревянные арочные конструкции парадоксальная в какой-то степени: несмотря на, неограниченный объем сырья, хорошо освоенные и изученные современные технологии, опыт накопленный отечественными предприятиями строительства и производства, не наблюдается в стране до сих пор активного развития такого потенциально емкого рынка. Не оправдываются многолетние ожидания российских специалистов, не сбываются прогнозы о росте рынка, и можно восхититься оптимизмом компаний, которые многие годы в России продвигают применяемую широко во всем мире технологию большепролетного деревянного строительства [3].
Современные большепролетные деревянные арочные конструкции востребованы во многих отраслях, так как возможность дают строить долговечные, прочные и надёжные сооружения при достаточно низких затратах. При этом такие постройки имеют хорошие эстетическими характеристиками.
Преимущества большепролетных деревянных арочные конструкции: функциональность; универсальность; стоимость доступная; разнообразие исполнений, форм; экономичность; оперативный производственный процесс.
Большепролетными деревянными арочными конструкциями называют сооружения с длиной пролета не менее 36 метров. Возможность применения деревянных материалов, а также имеющиеся технологии позволяют сооружать объекты, длина пролета которых составлять может до 100 метров. [2]. Производство большепролетных клееных деревянных конструкций это задача очень сложная.
Существует множество конструктивных решений, которые получили наибольшее распространение, каждый из этих тип имеет свои особенности, недостатки, преимущества. Выбор зависит от назначения, функционала, технологических особенностей. Проанализируем одну из таких разновидностей арочную, которые используются при достаточно солидной длине пролета (около 60 м). [1]. Чаще всего проектируют арки в рыночных и общественных помещениях. Среди основных преимуществ отмечается быстрый монтаж и простое изготовление. Технология производства большепролетных деревянных конструкций арочной конфигурации предварительное
напряжение предусматривает. Выполняется жёстким верхний уровень сооружения. Изготавливают из высокопрочных тросов нижнюю часть арки, решётку. По окончании монтажа выводят наружу опорные узлы. Это дает возможность обеспечить необходимое растяжение. [7].
Сегодня стоит отметить, что российские компании, которые в этом сегменте закрепились рынка деревянного домостроения, работать могут на уровне опытных зарубежных коллег, несмотря на то что у них не было никогда такой среды благоприятной для развития, как у зарубежных. В России в первое десятилетие 21 века к идее строительства большепролетного арочного относились с настороженностью, тогда как в европейских странах идея создания благоприятной среды обитания человека поддерживалась всячески на государственном уровне.
В строительстве таких сооружений произошли подвижки в результате строительства в Казани Дворца водных видов спорта. Эксперты делают выводы, что именно с того времени стало возможным говорить, что строительство в России спортивных сооружений на новый уровень вышло. Дворец водных видов спорта построен был к Универсиаде 2013 года российскими архитекторами, которые поставили перед собой амбициозные задачи и с ними справились полностью. В первую очередь, в условиях недоверия к древесине госорганов в сфере строительства архитекторы доказать хотели, что с этим материалом решать можно самые сложные художественные и конструктивные задачи, во-вторых, дворец встать должен был в один ряд с подобными зарубежными объектами, и при этом проект реализован должен быть силами местных строителей и именно из российских материалов. В числе последних достижений отечественных производителей строителей -ледовый стадион в Красноярске, строился который к Всемирной зимней универсиаде 2019 года. На этом объекте из древесных материалов выполнен был купол уникальной конструкции: с двумя тетивами и на шарнирных узлах, с пролетом арок до 100 м. Опыт строительства стал очень успешным, и сейчас планируется построить такой де стадион в Иркутске.
В Красноярске строительные работы выполнила компания «Большепролет» из материала, произведенного на предприятии нижнего Новгорода «78 ДОК». В кратчайшие сроки установлены были девять арок, состоящих из восьми клееных частей. Каждая арка пролетом 100 м собиралась из половин весом 47 т, монтаж был очень сложным и продолжался до 10 часов. При таком большом пролете арок обеспечена была высокая степень надежности конструкции, это дала возможность на нее навесить необходимое инженерное оборудование (системы освещения, вентиляции, динамики и пр.). Весь крепеж,
который использовали при строительстве красноярского стадиона, произведен был в России из нашего российского металла. [5].
Установка арок со 100 метровым пролетом выполнена была в новой России впервые, хотя в советское время объекты с таким размером пролетов уже монтировались. В СССР деревянные клееные конструкции выпускали массово с 1970-х годов и использовали активно для строительства разных объектов общественного и хозяйственного назначения, и даже мостов. По мнению экспертов, что многие современные виды деревянных пространственных конструкций разработаны были в нашей стране, но, в период перестройки опыт советских специалистов утрачен был и данное направление развиваться прекратило до начала 21 века, когда стали доступны технологии зарубежные большепролетного строительства. Пока оставалась страна в развале, за рубежом большепролетное строительство развивалось и во многих странах реализовывались проекты. В последние десятилетия доля использования клееных в строительстве большепролетных деревянных конструкций общественных, спортивных и культурных сооружений постоянно росла. В настоящее время более двух третей зарубежных спортивных объектов построены с использованием клееных большепролетных деревянных конструкций.
Большепролетные арочные деревянный конструкции доказали свою эффективность и преимущества перед многими строительными материалами. Деревянные конструкции гораздо легче металлических и железобетонных, что дает возможность уменьшить материалоемкость фундамента, сократить период строительства и трудозатраты, дает экономический эффект. Существуют большепролетные деревянные арочные конструкции из клееной древесины, которые выполняют одновременно несущие и ограждающие функции, и в этом случае имеется возможность существенно уменьшить вес конструкции. Экономия возникает при эксплуатации объектов, так как не нуждаются деревянные конструкции в специальном обслуживании, необходим только их периодический осмотр. Клееная древесина долговечна и надежна, у данного материала показатели хорошие пожаробезопасности: известно, что при пожаре балка клееная сохраняет несущую способность дольше, чем металлическая. Арочные конструкции из клееной древесины устойчивы к агрессивным средам, а также экологичны, что очень важно для спортивных сооружений, особенно для детских. [6].
Еще одно преимущество большепролетных деревянных арочных конструкций это широкие возможности для создания оригинальных и сложных объектов общественного назначения, что отвечает полностью тренду в мировой архитектуре, которая сегодня
нацелена на создание необычных форм из новых материалов. Российские архитекторы еще не очень активно используют большепролетные деревянные арочные конструкции в своих проектах. Причины такого положения в том, что старшее поколение архитекторов забыло попросту этот материал, а у поколения молодого, готового двигаться в рамках мирового тренда, нет перед глазами убедительных примеров, чтобы вдохновиться идеей строительства из древесины. Но положение меняется постепенно к лучшему, чему в способствовала программа «Газпром - детям», в рамках которой построены в разных регионах страны комфортные физкультурно-оздоровительные комплексы.
На основании высказываний экспертов строительного рынка можно сделать вывод, что российские проектировщики берутся за работу с большепролетными деревянными арочными конструкциями, несмотря на то что такие проекты очень сложные. [7].
Компании, специализирующиеся на строительстве объектов, в конструкциях которых имеются большие пролеты, могут возводить здания любой сложности. Неудобство отмечается в том, что находятся объекты на большом расстоянии от заводов-производителей материалов, поэтому возить сложно грузоподъемную технику и необходимо ее арендовать в тех регионах, где идет стройка. Иногда это невозможно и перегонять приходится технику из соседних регионов.
Серьезным тормозом развития рынка, по словам экспертов, является нормативная база, не менялась которая еще с советских времен, - поправки, которые были сделаны в 2012 и 2014 годах незначительны и результатов не дают. По российским нормам, у большепролетных деревянных арочных конструкций должен быть многократный запас прочности, для чего многократно приходится увеличивать объем исходного материала, и в результате повышается себестоимость продукции. [2].
Ассоциация деревянного домостроения затрагивает вопрос нормативов постоянно, и наедятся, что он должен решится, если деревянное строительство станет наконец государственной приоритетной задачей.
Список использованной литературы
1. ГОСТ 4.208-79 СПКП. Строительство. Конструкции деревянные клееные. Номенклатура показателей
2. Постановление Госстроя СССР от 31.08.1979 N 163 ГОСТ от 31.08.1979 N 4.208-79
3. СНиП П-25-80 Деревянные конструкции (с Изменениями) Постановление Госстроя СССР от 18.12.1980 N 198 СНиП от 18.12.1980 N 11-25-80
4. СТ СЭВ 4868-84 Надежность строительных конструкций и оснований. Конструкции деревянные. Основные положения по расчету СТ СЭВ от 01.12.1984 N 4868-84 Протокол ПКС от 01.12.1984
5. ЕНиР Сборник Е40. Изготовление строительных конструкций и деталей. Выпуск 3. Деревянные конструкции и детали ЕНиР от 05.12.1986 N Е40-3
6. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (к СНиП II-2-80) Пособие от 19.12.1984 N II-2-80
7. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80) Пособие от 01.01.1986 N II-25-80
References
1. GOST 4.208-79 CPKP. Construction. Wooden glued structures. Nomenclature of indicators
2. Resolution of Gosstroy of the USSR of 31.08.1979 n 163 GOST of 31.08.1979 N 4.208-79
3. SNiP II-25-80 Wooden designs (with Changes) the Resolution of Gosstroy of the USSR of 18.12.1980 N 198 SNiP of 18.12.1980 N II-25-80
4. ST SEV 4868-84 Reliability of building structures and bases. Wooden structures. The main provisions on the calculation of ST CMEA from 01.12.1984 N 4868-84 Protocol PKS from 01.12.1984
5. Enir The Collection Of E40. Manufacture of building structures and parts. Issue 3. Wooden designs and details Enir of 05.12.1986 N E40-3
6. The manual on determination of limits of fire resistance of designs, limits of distribution of fire on designs and groups of Flammability of materials (to SNiP II-2-80) the Manual of 19.12.1984 N II-2-80
7. The manual on design of wooden designs (to SNiP II-25-80) the Manual of 01.01.1986 N II-25-80
