Однако появились и другие особенности.

Такие особенности появились в решении проблем, выходящих за рамки существующих нормативных документов:

а) в качественно новой подготовке инженеров-конструкторов и инженеров-строителей со специальными глубокими знаниями, умениями и практическим опытом возведения уникальных сооружений;

б) в необходимости научного комплексного подхода при решении задач выбора рациональных конструктивных форм уникального сооружения, увязанных с функциональным назначением, архитектурным замыслом, методами изготовления, монтажа и условиями эксплуатации;

в) как отмечено в [11, с. 11], одной из важных особенностей проектирования большепролетных уникальных сооружений является генерирование идей, основанных на творческом потенциале инженера (как ярко выражено Никоновым Н.Н. в [12], нужен не просто инженер-строитель с высшим профессионально-техническим образованием, а инженер-творец с большой буквы «Т»), на его профессиональных знаниях и опыте. Созидательные возможности – привилегия человеческого ума, они абсолютно необходимы для решения задач будущего проекта, особенно уникального.    В этой задаче компьютеру следует отвести роль технического инструмента. При этом очень важен предыдущий опыт при выборе расчетной модели и при предварительном анализе поведения конструкции, интуиция и анализ альтернативных подходов;

г) для повышения надежности результатов численные расчеты следует проводить с применением различных программ, с сопоставлением и анализом полученных усилий, напряжений и перемещений; однако использование компьютера имеет и обратную сторону: растет риск ошибок. Поэтому необходимо ясное понимание работы сооружения в целом и отдельных его элементов в системе, основанное на правилах теории сооружений. А для проверки компьютерных расчетов весьма полезны приближенные вычисления;

д) в отличие от проектов традиционных зданий и сооружений для уникальных, относящихся к объектам первой категории сложности, следует согласно [11] выделять 4 стадии проектирования:

· архитектурная концепция (АК);

· предпроектные предложения (ПП);

· проект (П);

· рабочая документация (РД), – которые в комплексе предусматривают следующие этапы:

I – постановка задачи;

II – разработка и анализ вариантов технических решений;

III – выбор окончательного варианта;

IV – разработка проектной документации;

е) обязательными документами, предшествующими проектным разработкам, являются техническое задание (ТЗ) и специальные технические условия (СТУ) на проектирование, которые обязаны четко сформулировать постановку задач проектирования, определить пути их решения, обеспечивая качество проекта.

Таким образом, задача проектирования уникальных большепролетных сооружений - комплексная, в решении которой участвуют специалисты, владеющие принципиальными знаниями в своей стадии проектирования:

а) на стадиях АК и ПП (расшифровки см. выше) конструкторы совместно с архитекторами разрабатывают и анализируют эскизные варианты технических решений, привлекая специалистов по изготовлению и монтажу: ведут обсуждение вариантов эскизов с разных точек зрения; сравнивают и анализируют различные решения, наилучшие из которых (2-3)   с учетом всевозможных противоречий принимаются для дальнейшего рассмотрения. В уточненных разработках выбранных эскизов необходимо максимально использовать современные достижения: новые типы конструкций, материалы, методы строительства, используя обобщение отечественного и зарубежного опыта. Конечный результат работы в стадиях АК и ПП – выбор лучшей идеи, лучшего эскиза и его проверка в форме расчетов и чертежей;

б) стадия «Проект» (П) требует специальных сведений о нагрузках и воздействиях: учет статической и динамической реакций сооружения на различные сочетания нагрузок и воздействий, включая монтажные; учет устойчивости системы в целом и отдельных структурных элементов; учет геометрической, физической и конструктивной нелинейностей; обеспечение запаса прочности и усталости материалов и т.п.

Утверждаемая часть стадии «Проект» включает разработку и конкретизацию ранее принятых основных архитектурно-планировочных решений, монтажных схем, узлов и деталей, применяемых материалов и технологий, предварительных технических спецификаций. На этой стадии рекомендуется разработка нескольких вариантов для выбора наиболее рационального по технико-экономическим и другим показателям. Технические решения должны быть обоснованы подробными расчетами, в том числе компьютерными, на основные сочетания нагрузок.

Стадия «Рабочая документация» (РД) включает выполнение комплексных поверочных расчетов и подробную разработку проектной документации, необходимой для оценки технических решений, производства строительно-монтажных работ и последующей приемки сооружения (одновременно в РД разрабатываются спецификации на объемы работ и сметная часть проекта):

1) Проектная документация в стадии РД должна давать четкую картину условий использования конструкций во время всего срока их службы; отражать все конструктивные элементы; содержать полный объем подробных чертежей; обеспечивать требуемую надежность конструкций при возведении и эксплуатации сооружения.

2) Рабочие чертежи стальных конструкций должны соответствовать требованиям по их изготовлению и монтажу. Документация КМ должна содержать все данные для заказа металлопроката, метизов, опорных частей, защитных и гидроизоляционных материалов и т.п.

3) Принятые проектные решения должны удовлетворять ряду ограничений, обеспечивающих выполнение условий прочности, устойчивости и деформативности отдельных элементов и системы в целом; требованиям нормативных документов и СТУ, сортаментов, технологических регламентов на изготовление, транспортировку и монтаж конструкций. Элементы стальных конструкций должны иметь минимальные сечения, удовлетворяющие требованиям действующих норм с учетом сортамента на прокат.

4) Техническое задание на проектирование должно содержать следующую информацию, необходимую для проверки расчета строительных конструкций и чертежей:

а) общие данные (наименование объекта, местонахождение и назначение сооружения, обоснование для проектирования, источник финансирования; заказчик и разработчик документации; цели и задачи проекта, функциональное назначение; архитектурно-планировочные решения; требования по вариантной разработке; стадии и сроки разработки документации);

б) условия строительства и эксплуатации сооружения (район строительства, уровень ответственности сооружения, агрессивность воздушной среды);

в) исходные данные и особые условия проектирования (величины нагрузок и воздействий; требования к конструктивным и объемно-планировочным решениям; требования к материалам несущих и ограждающих конструкций);

г) мероприятия по обеспечению безопасности покрытия от обрушения при аварийных воздействиях; проект огнезащиты МК; перечень опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ.

5) Проектная документация должна включать следующие разделы:

· пояснительную записку, содержащую все основные сведения и технико-экономические показатели (ТЭП);

· информацию о материалах;

· основные чертежи: схемы расположения элементов, общие виды, чертежи элементов с размерами поперечных сечений;

· чертежи узлов с полной информацией о соединениях;

· спецификацию материалов и изделий;

· технологические требования по монтажу;

· информацию о защите стальных конструкций от коррозии;

· другие чертежи (по необходимости).

6) Необходимы также разработки:

· технических условий на изготовление и монтаж;

· проект организации строительства (ПОС);

· проект производства работ (ППР).

7) Законченная проектная документация подлежит независимой экспертизе специалистами, имеющими практический опыт проектирования сооружений подобного типа.

 2.3. Дополнительные дифференцированные требования по конкретным условиям проектирования:

- материалы для конструкций и соединений;

- стальные канаты для гибких нитей и вант;

- расчетные и конструктивные особенности проектирования конкретного сооружения;

- разработка узлов и деталей;

- научно-техническое сопровождение проектирования;

- экспериментальные исследования;

- основные задачи мониторинга на стадиях монтажа и эксплуатации сооружения;

- обеспечение безопасности от обрушений при аварийных воздействиях.

Примечание. Подробно указанные выше задачи и требования изложены в справочнике [11].

 

СТАЛЬНЫЕ КОМБИНИРОВАННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЯ  НАД ТРИБУНАМИ ПОЛУОТКРЫТОГО СТАДИОНА «ЛОКОМОТИВ» (Г. МОСКВА)

Решение таких вопросов для уникальных сооружений целесообразно изучать на конкретных примерах, теория проектирования которых весьма индивидуальна.

Рассмотрим пример выполнения покрытия над трибунами полуоткрытого стадиона «Локомотив» (г. Москва). Материал опубликован в монографии [6].

Общие сведения

На первой стадии проектирования предусматривалась реконструкция центральной футбольно-легкоатлетической арены – стадиона на 23 тысячи зрителей постройки 60-х годов XX в. Однако по результатам обследования была поставлена новая задача по возведению новой современной футбольной арены.

Стадион (рис. 3.1) представляет собой пятиэтажное сооружение с двумя ярусами трибун (нижний ярус – 20 рядов, верхний – 17). Между верхним и нижним ярусами располагаются ложи с двумя зрительскими рядами.

Трибуны овального плана выполнены по трем центровым кривым        (для двух продольных рядов, для двух торцевых рядов и четырех угловых) для лучшего обзора футбольного поля со всех мест (см. рис. 3.2). Поэтому очертание трибун задало положение радиально-кольцевой системе и осям всего сооружения. При этом, наряду с архитектурно-планировочными требованиями, решалась задача унификации элементов конструкций покрытия над трибунами с максимальной их повторяемостью. Для этого тангенциальные и радиальные оси расположены на дугах сопряженных окружностей с одинаковым шагом колонн по наружной кольцевой оси сооружения. Два кольцевых проема высотой в этаж        (рис. 3.3; 3.4): один над нижним, а другой – над верхним ярусами, - расположены почти по всему периметру трибун для аэрации футбольного поля и трибун.