Большепролетное покрытие над трибунами стадиона произвольного очертания в плане Советский патент 1992 года по МПК E04B7/14 

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к покрытиям над трибунами стадионов произвольного очертания в плане.

Известны покрытия над трибунами в виде консолей. Они имеют ограниченный вылет и могут перекрывать только верхние ряды трибун, т. е менее ценные зрительские места. Возведение сплошного консольного козырька возможно лишь с помощью дополнительных промежуточных опор, установленных в пределах трибун, однако опоры ухудшают условия видимости для зрителей.

Консольное решение, с точки зрения статики, особенно при большом их вылете, самое невыгодное, так как при этом на опоре возникает большой изгибающий момент. Консоли с большим вылетом имеют относительно малую жесткость и частоту собствен- ных колебаний. При пульсирующем

скоростном напоре ветра в них становится опасным возникновение резонанса.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является большепролетное покрытие над трибунами стадиона произвольного очертания в плане, включающее наружный опорный контур в виде короба, заполненного бетоном, внутреннее кольцо и сопряженную с опорным контуром и внутренним кольцом мембрану с арматурной сеткой и бетоном на ее поверхности.

Наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату является висячее кольцевое покрытие над трибунами Большой спортивной арены стадиона в Лужниках, состоящее из монолитного железобетонного опорного контура, внутреннего кольца, обрамляющего отверстие и расположенной между ними стальной тонколистовой мембраны с армасл

С

XI ON СО О

0 СО

турной сеткой и монолитным бетонным слоем, соединенными с верхом мембраны (1).

Недостатками этого покрытия являются: негарантированная надежность внецен- тренно растянутого среднего однослойного кольца. В таких протяженных элементах (длина его около 500 м), соединенных сваркой из десятков деталей, возникает ряд факторов, которые не входят в явном виде в расчет. Например, значительные собствен- ные напряжения вблизи сварных швов. В сооружениях с такой высокой степенью ответственности недостаточно надежно применение конструктивного решения, в котором отказ одного из многих десятков сварных стыков стального кольца, воспринимающего усилия в несколько тысяч тонн, может привести к отказу всей системы. Наружный опорный железобетонный контур имеет только внешнюю арматуру в виде ко- роба, сваренного из относительно толстых стальных листов (толщиной 40 и 20 мм). Надежная связь между такой внешней арматурой и бетоном не гарантирована в связи с неизбежной усадкой бетона, мала и его ог- нестойкость.

В мембране вследствие концентрации напряжений наиболее уязвимые места - зоны ее соединения с опорным контуром и кольцом. Сделав более надежными эти сравнительно небольшие зоны можно добиться увеличения надежности всего большепролетного покрытия.

Цель изобретения - увеличение надежности и долговечности.

Поставленная цель достигается тем, что в большепролетном покрытии над трибунами стадиона произвольного очертания в плане, включающем наружный опорный контур в виде короба, заполненного бето- ном, внутреннее кольцо и сопряженную с опорным контуром и внутренним кольцом мембрану с арматурной сеткой и бетоном на ее поверхности, короб выполнен тонкостенным с расположенной внутри него армату- рой в виде перфорированных двутавров, внутреннее кольцо выполнено трехслойным из двух стальных листов и размещенных между ними арматурных стержней и бетона, мембрана в зонах ее примыкания к опорно- му контуру и внутреннему кольцу имеет дополнительную под углом мембрану, нижний конец которой прикреплен к основной мембране, а верхний соответственно к опорному контуру и внутреннему кольцу с образованием треугольного пространства, заполненного бетоном.

На фиг. 1 изображен в плане общий вид кольцевого покрытия над трибунами стадиона.

На фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1, на фиг. 4 - разрез В-В фиг. 1.

Покрытие состоит из опорного контура в виде заполненного бетоном короба 1, внутреннего кольца 2 и сопряженной с опорным контуром и внутренним кольцом мембраны 3. Короб 1 выполнен тонкостенным с расположенной внутри него арматурой в виде перфорированных двутавров 4. Внутреннее кольцо 2 выполнено трехслойным из двух стальных листов 5 и размещенных между ними арматурных стержней 6 и бетона 7. Мембрана 3 в зонах ее примыкания к опорному контуру и внутреннему кольцу имеет дополнительную расположенную под углом мембрану 8, нижний конец который прикреплен к основной мембране 3, а верхний соответственно к опорному контуру и внутреннему кольцу с образованием треугольного пространства, заполненного бетоном. К мембране 3 приварена металлическая сетка 9 и уложен бетонный слой 10.

Многослойность растянутых стальных элементов покрытия - внутреннего кольца и мембраны (в самых ответственных зонах), обеспечивает их надежность, устраняя опасность хрупкого разрушения, а бетонный слой, расположенный на мембране и в треугольном пространстве между ее слоями, а также между листами растянутого кольца увеличивает долговечность покрытия, его жесткость и прочность.

Исследованиями доказано, что в бетоне, имеющем хорошее сцепление со стальным листом, при осевом и двухосном его растяжении, возникают равномерно расположенные невидимые трещины, а не локаль- ные макротрещины, как в обычных конструкциях. В дальнейшем микротрещины за счет резерва свободного клинкера зарастают. При этом плотность и прочность бетона увеличивается,

Бетон, имеющий надежное сцепление с листом, создает щелочную среду на поверхности металла, надежно и длительно защищает сталь от коррозии. Практика полностью подтвердила эти свойства. Трещины в бетоне не были обнаружены после 12 лет эксплуатации сооружений, причем вскрытие бетона показало, что на стальной мемб- ране, под железобетонным слоем сформировалась пассивирующая металл пленка, признаков коррозии металла не было обнаружено.

Опорный контур внецентренно сжат, Применение в качестве арматуры перфорированных двутавров обеспечивает их хорошую связь с бетоном. При этом резко сокращается количество арматурных каркасов, сварных работ, следовательно и трудоемкость изготовления, Расположение арматуры внутри его массивного поперечного сечения резко увеличивает надежность этого основного несущего элемента, главным образом за счет огнестойкости и хорошей связи такой арматуры с бетоном.

Монтаж висячего покрытия может осуществляться одним из следующих способов:

при строительстве нового стадиона покрытие изготавливается на нулевой отметке и вместе с опорным контуром поднимается (до выполнения бетонного слоя по мембране) по наружному ряду колонн в проектное положение. Затем под козырьком выполняются все другие работы, включая строительство трибун;

при устройстве покрытия над трибунами ранее построенного стадиона его мон- таж должен вестись навесным способом в проектном положении (с учетом строительного подъема). При этом внутреннее растянутое кольцо временно должно опираться на стойки.

Предлагаемая пространственная конструкция и методы ее возведения отвечают критерию минимальной стоимости, они обеспечивают сокращение трудоемкости

изготовления и монтажа, а также сроков возведения.

Расход стали в предлагаемых конструкциях в два раза ниже, чем в традиционных.

Формула изобретен и-я Большепролетное покрытие над трибунами стадиона произвольного очертания в плане, включающее наружный опорный контур в виде короба, заполненного бетоном, внутреннее кольцо и сопряженную с опорным контуром и внутренним кольцом мембрану с арматурной сеткой и бетоном на ее поверхности, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, короб выполнен тонкостенным с расположенной внутри него арматурой в виде перфорированных двутавров, внутреннее кольцо выполнено трехслойным из двух стальных листов и размещенных между ними арматурных стержней и бетона, а мембрана в зонах ее примыкания к опорному контуру и внутреннему кольцу имеет дополнительную расположенную под углом мембрану, нижний конец которой прикреплен к основной мембране, а верхний соответственно к опорному контуру и внутреннему кольцу с образованием треугольного пространства, заполненного бетоном.

Использование1 в строительстве, в покрытиях над трибунами стадиона. Сущность изобретения покрытие включает опорный контур в виде тонкостенного короба с расположенной внутри него арматурой в виде перфорированных двутавров, внутреннее растянутое кольцо - трехслойным из двух стальных листов и размещенных между ними арматурных стержней и бетона, а мембрана в зонах ее примыкания к опорному контуру и растянутому кольцу имеет два слоя соединенных между собой под углом и концами прикрепленных соответственно к низу и верху опорного контура и растянутого кольца с образованием треугольного пространства, заполненного бетоном 4 ил.

Фце.З

В-В

8

10