Статистика:

Search

  • 01Окт

    Автор: Линьков Иван Михайлович

    В статье рассказывается о подготовке научных кадров в области клееных деревянных конструкций. Приведен опыт их применения на сооружении спортивного клуба Федеральной службы охраны Российской Федерации.

    В Северо-Западном административном округе Москвы в 2010 году намечена сдача в эксплуатацию здания спортивного клуба Федеральной службы охраны Российской Федерации. Помимо функционального назначения, здание характерно еще тем, что в конструкции его покрытия применены линзообразные фермы из клееной древесины с жесткими соединениями верхнего и нижнего поясов в опорных узлах на наклонно вклеенных металлических стержнях.

     

    Соединение элементов на наклонно вклеенных металлических стержнях было названо системой ЦНИИСК. Она явилась предметом докторской диссертации С. Б. Турковского (см. ниже). Однако к этой системе пришли не сразу. Потребовались годы на проведение многочисленных исследований.

    ЦНИИСК (Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций) имени В. А. Кучеренко как самостоятельная единица выделился из крупнейшего в советский период Центрального научно-исследовательского института промышленности строительных материалов (ЦНИИПС). Старейшие лаборатории каменных, металлических и деревянных конструкций вошли в ЦНИИСК без изменений. Первым директором института стал известный специалист, действительный член Академии строительства и архитектуры СССР, член президиума академии Всеволод Николаевич Насонов, за плечами которого было строительство комплекса зданий Московского университета на Ленинских горах и Дворца культуры в Варшаве. В ЦНИИСК открылись новые подразделения, активизировались работы по подготовке научных кадров высшей квалификации, развитию и укреплению связей с другими научными организациями и центрами.

    В 1965 году в ответ на приглашение Международной Ассоциации по исследованию и разработке деревянных конструкций (TRADA) в Лондон направляется научно-техническая делегация ЦНИИСК в составе заведующего лабораторией деревянных конструкций доктора технических наук профессора Ю. М. Иванова и старшего научного сотрудника лаборатории кандидата технических наук И. М. Линькова для изучения зарубежного опыта применения деревянных конструкций. На одном из заседаний сотрудник Ассоциации господин Лантос представил участникам клееную деревянную балку длиной 1,2 м с вклеенным в растянутый нижний пояс арматурным стержнем диаметром 14-16 мм и пояснил, что армирование повышает несущую способность балки в 1,5 раза. Итогом командировки явилось внесение темы по исследованию клееных деревянных армированных конструкций в план НИР ЦНИИСК и, в соответствии с перспективами координации научно-исследовательских работ, в план работ учебных вузов — Новосибирского, Московского и Ленинградского строительных институтов.

    Тема сразу привлекла внимание и вызвала интерес у молодых сотрудников лаборатории деревянных конструкций. Из семи аспирантов, у которых я был научным руководителем, четверо изъявили желание поработать по данной тематике:

    B.    М. Соротокин из Тулы, Л. С. Чеботарева из Уфы, П. С. Кузнецов из Бишкека, C.    А. Щуко из Владимира. В других подразделениях института эту тему выбрали К. Т. Вуба и его научный руководитель доктор технических наук А. С. Фрейдин. Одновременно в Новосибирске к выполнению тематики по армированным деревянным конструкциям приступили В. Ю. Щуко и С. Б. турковский. Все аспиранты успешно защитили кандидатские диссертации; С. Б. Турковский в этот период перешел в ЦНИИСК и защитил докторскую диссертацию; В. Ю. Щуко было присвоено звание профессора.

    Внедрения по результатам кандидатских работ осуществлялись, но на единичных объектах. Подлинный прорыв осуществили коллективы сотрудников под руководством докторов технических наук — заслуженного деятеля науки России Л. М. Ковальчука и Почетного строителя России С. Б. Турковского. Это произошло, в частности, на строительстве вышеназванного здания спортклуба ФСО РФ. Рабочее название проекта -«Спорткомплекс «Строгино» в Москве». Спорткомплекс расположен по адресу: улица Таллинская, владение 40 (станция метро «Строгино»). Спорткомплекс включает зал для фигурного катания (48х71 м), спортзал (35х42 м), бассейн и вспомогательные помещения. Площадь покрытия над комплексом — порядка 14 тыс. м2. Оно выполнено совмещенным, не вентилируемым, по несущим клееным деревянным армированным конструкциям. В зале для фигурного катания, в спортзале и бассейнах несущими конструкциями являются линзообразные фермы, в тренировочном зале -    большепролетные рамы на железобетонных стойках.

    Проект спорткомплекса выполнен в Моспроекте-4 (ГИП — А. Б. Власов, ГАП -    В. Б. Чернов). Несущие конструкции каркаса покрытия разработаны в ЦНИИСК группой сотрудников под руководством доктора технических наук С. Б. Турковского (А. А. Погорельцев, М. А. Филимонов, М. А. Сумейко, И. Л. Экнадосьян, И. П. Преображенская). Фермы изготовлены наДСК-160 (город Королев Московской области) фирмой ЗАО СМФ «ТВТ Стройинвест» (Л. В. Шумилов, А. И. Боровцев) в 2008 году. В эксплуатацию объект планируется сдать в текущем году.

    На линзообразные фермы, предложенные ЦНИИСК, ранее было получено авторское свидетельство № 1418439. В сравнении с треугольными и полигональными фермами они имеют меньшую строительную высоту, устойчивы в монтаже, благодаря пониженному центру тяжести не требуют развязки нижнего пояса. Для ферм-линз характерны практически одинаковые усилия во всех панелях верхнего и нижнего поясов по длине пролета. В то же время наибольшие усилия сдвига между поясами концентрируются в опорных узлах. До последнего времени традиционными соединениями воспринять эти усилия не удавалось даже для ферм среднего пролета. Проблему удалось снять путем применения соединений на наклонных вклеенных стержнях.

    В спорткомплексе «Строги но» применены фермы-линзы разных пролетов — от 32 до 48 м. Конструкции опорных узлов представляют собой соединения двух поясов на наклонных вклеенных стержнях, работающих на растяжение и рассчитанных на восприятие всей сдвигающей силы по площадкам сплачивания. Перед установкой наклонных стержней для предотвращения неплотностей в швах и вытекания клея пояса сплачивались между собой клеем с наполнителем. Технологический шов в расчете на сдвиг не учитывался. Конструктивно длина наклонных стержней принималась больше расчетной для увеличения сдвиговой прочности элементов и для предотвращения возможных расслоений клееного пакета.

    Фермы пролетом 48 м собирались в вертикальном положении на специальном стенде. Это исключало необходимость кантовки, но требовало постоянного присутствия автокрана и специальных подмостей для сварки стыков. Фермы меньших пролетов собирались в горизонтальном положении на обычных козлах, что значительно упрощало процесс и повышало качество сборки. Были проведены полевые испытания двух ферм пролетом 48 м. Нагрузка постепенно повышалась до значения 1,8 от расчетной. По мере нагрузки за пределами расчетной наблюдалось разрушение опорных соединений в виде смятия древесины под стальными опорными пластинами. В стыках и по площадкам скалывания признаки разрушения отсутствовали. Приращение деформаций протекало пропорционально нагрузке вплоть до разрушения. Разрушающая нагрузка составила 480 тонн, характер разрушения — смятие древесины.

    В спорткомплексе «Строгино» впервые в качестве несущих конструкций применены и бесшарнирные рамы пролетом 36 м с криволинейными подкосами. Шаг рам — 7,5 м. Рамы опираются на железобетонные колонны, воспринимающие распор и изгибающие моменты. Каждая рама состоит из прямолинейного ригеля постоянного сечения, собираемого из трех элементов по длине и по ширине, с размерами поперечного сечения среднего элемента 140х1100 мм и двух крайних — по 160х1200 мм, а также криволинейных подкосов (сечение среднего элемента — 140х800 мм, двух крайних — по 160х900 мм). Элементы по ширине соединены между собой опять же с помощью вклеенных стержней.

    Все узловые соединения в данной конструкции решены с использованием системы ЦНИИСК. Опорные узлы подкосов выполнены в виде шарнирнонеподвижных цилиндрических опор, передающих усилия на железобетонные колонны. Общая длина ригеля составляет 37700 мм. Он имеет два жестких стыка по длине в зоне наименьших моментов, что позволяет решить технологические и транспортные проблемы. Особенностью конструкции являются жесткие и шарнирные соединения, а также включение железобетонной колонны в состав двухшарнирной рамы. Пространственная жесткость каркаса обеспечивается устройством двух связевых блоков в торцах зала.

    Учитывая важность и ответственность сооружения, авторами проекта предложено вести систематический мониторинг, то есть инструментальные наблюдения за поведением и состоянием конструкций покрытия с целью обеспечения их сохранности. Однако без специального проекта такие мероприятия осуществлять трудно. Целесообразно в ближайшее время его разработать. Следует, например, во избежание перегрузки конструкций проводить периодическую очистку покрытия от снега; для систематического осмотра опорных узлов ферм предусмотреть подъемные механизмы и средства подстраховки лиц, осуществляющих осмотр. Решить вопросы вспомогательного освещения при осмотре, то есть установить электрические розетки у каждого опорного узла ферм для включения осветительных приборов. Обеспечить наличие специального инструмента для замеров, в том числе величины трещин в клееных деревянных конструкциях. И так далее.

    При создании проекта мониторинга необходимо использовать опыт МЧС и других ведомств. Мониторинг отличается от обследования, при котором устраиваются стационарные строительные леса, поэтому должен прорабатываться отдельно. На объекте «Строгино» мониторинг можно было бы начать уже сейчас.

    Posted by admin @ 5:28 пп

Comments are closed.