Мембранное покрытие в форме эллиптического параболоида крытого стадиона на проспекте Мира (г. Москва, 1980 г.)

Основные размеры здания по главным осям ~ 224×183 м. Высота зала до низа несущих конструкций – 23,5 м. (рис. 2.1).

Здание перекрыто мембранно-висячей оболочкой, работающей на растяжение в двух направлениях. Мембрана подкреплена системой радиальных и кольцевых направляющих. Радиальные направляющие – висячие фермы высотой 2,5 м (64 шт.) – установлены с шагом 10 м по наружному контуру и с шагом 1,34 м у внутреннего кольца. В межферменном пространстве расположены технологическое оборудование и переходные мостики. Кольцевые направляющие  из прокатных элементов служат связями между радиальными элементами на период монтажа и при эксплуатации покрытия.

Наружный опорный контур опирается на колонны и испытывает внецентренное сжатие от горизонтальных усилий с мембраны. По длинной оси здания наружный опорный контур соединен с двумя парами железобетонных диафрагм (со связями между ними), размещенных в плоскости стен лестничных клеток. Они обеспечивают общую устойчивость каркаса здания. Геометрия оболочки определяет водоотвод с покрытия. Организованы две ендовы с системой водосточных воронок: 44 воронки диаметром по 150 мм отводят воду гибкими шлангами к двум трубам – резервуарам, подвешенным к мембране, из которых вода самотеком отводится в ливне-

6

Рис. 2.1. Крытый стадион на проспекте Мира в Москве

7

вую канализацию четырьмя трубами диаметром по 400 мм, расположенными с уклоном.

Пролетная конструкция мембраны имеет стрелу провисания 12,5 м. Ее начальная геометрия принималась по кривым провисания радиальных ферм под воздействием нагрузок, прикладываемых к системе до объединения лепестков в сплошную мембрану-оболочку. При этом ставились условия, чтобы в концентрических зонах поверхности получались подобные эллипсы.

Толщина мембраны (t) на 90% поверхности принята равной5 мм с увеличением до 10 мм в центральной зоне на расстоянии до 20 м от центрального кольца – балочной клетки. Марка стали 14Г2.

Мембрана собиралась из 64 трапециевидных лепестков длиной около 90 м и шириной в пределах 1,7÷10,4 м – по числу радиальных направляющих и их шагу. Лепестки доставлялись на строительную площадку в рулонах. Для этого верхний пояс радиальных ферм выполнен из швеллера № 40 и установлен полками вниз. Нижний пояс – из швеллера № 18 – полками вверх. Трехугольная решетка – из одиночных уголков 100х7 на фасонках, приваренных к стенкам швеллеров. Узлы опирания ферм к наружному контуру шарнирные со свободным поворотом в вертикальной плоскости.

Внутреннее центральное кольцо размерами в плане 24×30 м выполнено из системы ортогонально расположенных балок, окаймленных по контуру сварным двутавром высотой 1 м. Сверху на него уложен стальной лист толщиной  8 мм (14Г2) в уровне примыкания пролетной оболочки.

Наружный опорный контур – из монолитного железобетона в стальном коробе сечением 5×1,75 м. Сечение короба наклонено внутрь зала под углом 18^o к горизонту, что совпадает со средним углом наклона касательной к поверхности оболочки по кривой линии примыкания к контуру при полной нагрузке. Стальной короб в плане состоит из 8 частей, сопряженных  дугами  окружностей  3 радиусов.  В связи с этим, как отмечено в [6],

8

расхождение с расчетным эллипсом превысило 10 см, а число типоразмеров опалубки уменьшено. Исходя из периметра здания 640 м и шага колонн 20 м стальной короб для наружного опорного контура был разделен на 64 прямолинейных участка (также по числу радиальных направляющих). Опалубка на заводе изготовлялась корытообразными марками длиной по 10 м, шириной по 2,5 м (половина ширины всего сечения опалубки) и высотой 1,75 м. Толщина листа – 12 мм, поперечное сечение марки показано на рис. 2.2:

Рис. 2.2

Наружный опорный контур опирается на 32 колонны с шагом 20 м. Колонны высотой 31,9 м опираются на железобетонные подколонники, связанные с железобетонными конструкциями подиума. Верхние узлы колонн жестко соединены с опорным контуром, нижние имеют цилиндрические шарниры в радиальном направлении и жестко закреплены в кольцевом. Это позволило снизить изгибающие моменты в колоннах от температурных и усадочных деформаций наружного опорного контура.

Поперечное сечение стальных колонн 2×0,8 м сквозного сечения с четырьмя ветвями из уголков 200×30 мм, решетка – из одиночных уголков по длинным сторонам и из планок по коротким сторонам. В верхней части колонн на длине 15 м планки заменены сплошным листом толщиной        12 мм. По высоте стержня колонны имеют горизонтальные диафрагмы с шагом 4 м. После монтажа стальные колонны были обетонированы.

9