12.2 Возведение здания с вантовыми фермами

Специфика возводимого здания. Дворец спорта «Юбилейный» в Санкт-Петербурге выполнен круглым в плане, диаметр составляет 93 м, высота здания 20 м. Здание вмещает демонстрационную арену с искусственным ледяным полем, трибуны на 11 тыс. человек, ряд обслуживающих и вспомогательных помещений. Каркас здания, включающий колонны, покрытие и связи, представляет собой сложное инженерное сооружение. В качестве покрытия арены применена вантовая система в виде 48 радиальных тросовых ферм, которые предварительно напряжены в процессе монтажа (рис. 17.2).

Фундаменты здания как для наружных стен, так и для подтрибунных помещений монолитные на свайном основании. Н-ружные колонны здания стальные в виде двутавра, обетонированные. Верхняя часть колонн работает как консоль. Внизу колонны жестко заделаны в фундаменты, объединенные нижним железобетонным поясом.

Наружное опорное кольцо - прямоугольные железобетонные элементы длиной 6 м, они воспринимают распор вантовых ферм, усилия этого распора передаются через колонны на фундаменты.

Несущая конструкция покрытия представляет собой новый вид вантовой системы. В целях снижения строительной высоты здания опоры тросов (несущего и стабилизирующего) по наружному периметру здания впервые в практике смещены относительно друг друга по вертикали. Суммарный распор тросов, возникающий в них от предварительного натяжения, собственной массы и от внешней эксплуатационной нагрузки, воспринимается одним железобетонным кольцом, расположенным ниже уровня крепления стабилизирующего троса. Это железобетонное кольцо через обетонируемые консоли крепится на 48 колоннах, расположенных по окружности диаметром 93 м. Конструкция здания решена без внутренней стойки-опоры.

В центре здания распор тросов воспринимается двумя металлическими кольцами диаметром 12 м, соединенными между собой шарнирно закрепленными сжатыми стойками. От этих распорных усилий в наружном железобетонном кольце возникают напряжения сжатия, а во внутренних кольцах - растяжения. В местах пересечения тросов образуется кольцевая ендова, на которой размещены воронки внутреннего водостока.

Плиты покрытия - стальные, сваренные из плоских листов толщиной 3 мм и гнутых стальных профилей; поверхностная плотность плит - 50 кг/м2. Кровля включает слой фенольного пенопласта толщиной 35 мм, приклеиваемого к стальным панелям покрытия, выравнивающей стяжки из холодной битумной мастики и рулонного ковра из двух слоев стеклосетки и слоя гидроизола. Внутренние водостоки - 12 воронок, расположенных по круговой ендове.

Ванта в опорном контуре закреплена с помощью анкера - гильзы, в которой обжимаются концы каждого каната. При вантовых фермах наружные концы канатов закрепляли в стальных колоннах, а внутренние в центральных цилиндрических кольцах, соединенных между собой стойками.

Кольца, на первой стадии работ, а именно, монтажа полуферм, были сближены, что позволило завести концы вант в опоры, а перед натяжением кольца были раздвинуты, что привело к распрямлению полуферм, их предварительному натяжению.

Стальные панели покрытия имеют трапециевидную форму и

о пираются на специальные столики, шарнирно закрепленные на стойках ферм. Несущие нижние тросы ферм - из каната диаметром 65 мм, диаметр каната верхних, стабилизирующих тросов 42,5 мм. Тросы (канаты) с помощью анкерных муфт прикреплены к колоннам и внутренним опорным кольцам.

Стойки вантовых ферм служат для восприятия контактных усилий между тросами, благодаря которым создается предварительное натяжение всей системы, а также для передачи на нижние тросы массы кровли, снега и других внешних нагрузок. Стойки ферм из металлических труб по концам имеют вилообразные оголовки для крепления на вантах. Сверху на стойках расположены опорные столики для кровельных панелей.

Технология изготовления и монтажа конструкций. Монтаж висячих покрытий состоит из следующих операций:

- монтаж колонн;

- монтаж наружного опорного кольца;

- установка средней стойки с 12 домкратами;

- установка центральных опорных колец;

- изготовление вант;

- монтаж вантовых полуферм;

- первоначальное натяжение полуферм;

- монтаж панелей покрытия с заделкой стыков;

- рабочее натяжение вантовой системы;

- окончательное замоноличивание плит покрытия.