Мембранными конструкциями

Вантовые висячие покрытия. Состав и последовательность выполнения процессов монтажа вантовых покрытий зависит от их конструктивной схемы. Ведущим и наиболее сложным процессом является монтаж вантовой сети. Конструкция висячего покрытия с системой ортогональных вант, представляющего собой разновидность железобетонной оболочки, состоит из монолитного железобетонного опорного контура, закрепленной на опорном контуре вантовой сети, которая предварительно напрягается, и сборных железобетонных плит, уложенных по вантовой сети. После проектного натяжения сети и замоноличивания швов между плитами и вантами оболочка работает как единая монолитная конструкция. Вантовая сеть состоит из систем продольных и поперечных вант. Их располагают по главным направлениям поверхности оболочки под прямым углом друг к другу. Ванты в опорном контуре закрепляют с помощью анкеров, состоящих из гильзы и клиньев, в которых обжимаются концы каждого каната.

На строительстве зданий цирков вантовую сеть оболочки пролетом 48 м монтировали в такой последовательности. Ванту, намотанную на барабан, подавали краном и в два приема устанавливали на место. Сначала ее конец траверсой подавался краном к месту установки, один анкер ванты протягивался сквозь закладную деталь в опорном контуре и закреплялся, затем раскатывалась оставшаяся на барабане часть ванты. Башенными кранами поднимали ванту до отметки опорного контура с одновременной подтяжкой с помощью лебедки второго анкера к опорному контуру (рис.3.14). Анкер подтягивали через закладную деталь в опорном контуре и закрепляли гайкой и шайбой. Ванты поднимали вместе со специальными подвесками и контрольными грузами для последующей геодезической выверки.

По окончании монтажа продольных вант и предварительного натяжения на усилие 30…50 кН выполнена геодезическая проверка их положения, которая состояла в определении положения точек вантовой сети. Были составлены таблицы, в которых для каждой ванты указывались расстояния точек крепления контрольных грузов от начала отсчета на гильзе анкера. В этих точках на проволоке были подвешены контрольные грузы массой 500 кг. Длины подвесок получались различными и были заранее подсчитаны. При правильном провисании рабочих вант контрольные грузы (риски на них) должны находится на одной отметке. При отклонении рисок грузов вверх или вниз от горизонтальной линии на отметке 4500 мм, принятой за исходную, риски приводились к этой отметке натяжением или ослаблением ванты. После выверки положения продольных вант были установлены поперечные, места их пересечения с рабочими вантами закреплены постоянными деталями. Одновременно с этим были установлены временные оттяжки, закреплявшие положение мест пересечения вант к конструкциям здания, затем выполнена повторная проверка соответствия проекту поверхности вантовой сети. После этого производили натяжение вантовой сети в три этапа с помощью 100-тонных гидравлических домкратов и натяжных устройств-траверс, присоединенных к гильзоклиновым анкерам. Последовательность натяжения определялась из условий: натяжения вант группами, одновременного натяжения групп в перпендикулярном направлении и симметричности натяжения групп относительно продольной оси здания. По окончании второго этапа натяжения до усилий, определяемых проектом, на вантовую сеть были уложены сборные железобетонные плиты в направлении от нижней отметки к верхней. При этом на плитах до их подъема устанавливали опалубку для замоноличивания швов. Далее производили натяжение загруженной вантовой сети, в стыках между плитами укладывали арматуру, бетонировали стыки и контурные участки. Усилия в вантах контролировали с помощью манометров, установленных на насосах гидродомкратов, или тензометрическими накладными динамометрами. Ванта считается натянутой, если усилия в ней после третьего этапа равны проектным или отличаются от них не более чем на 1,5…5%

Пространственной мембранной оболочкой эллиптического очертания перекрыто одно из самых крупных в мировой практике зданий – универсальный стадион в Москве (рис.3.15). Оболочка состоит из опорных наружного и внутреннего колец, радиально расположенных стабилизирующих ферм, кольцевых ребер и. мембраны.

Мембрана выполнена из стального листа толщиной 5 мм. Стабилизирующие фермы шарнирно закреплены высокопрочными болтами к железобетонному наружному кольцу, опертому на стальные колонны с шагом 20 м по периметру здания, и натянуты двумя болтовыми тягами к внутреннему стальному кольцу.

Рис. 3.14. Схема подъема рабочей ванты:

1 - электролебедка грузоподъемностью 5 т; 2 - оттяжка из стального каната диаметром 21.5 м; 3, 4 - башенные краны БК-5-248; 5 - вант диаметром 52,5 мм

Монтаж покрытия начали с укрупнительной сборки на двух стендах, устроенных по большой оси здания, блоков, состоящих из двух ферм с промежуточными элементами кольцевых ребер. Собранный блок длиной 80…100 м поднимали двумя кранами, расположенными на наружном опорном контуре в центре здания (рис.3.16), в проектное положение, где устанавливали на наружное опорное кольцо и внутреннее стальное кольцо, поддерживаемое временной опорой. Установка блоков производилась в последовательности, при которой в плоскости опорного контура возникали наименьшие усилия: вначале вблизи длинной оси установлены два противоположных блока, затем по часовой стрелке от них через три сектора покрытия два других противоположных блока, после них точно так же по два противоположных блока по короткой оси, затем симметрично между ранее установленными располагались другие противоположные блоки. Далее установка блоков осуществлялась соответственно в такой же последовательности.

Таблица 3.5