Поперечные сечения, монтажные соединения и сталь несущих стержневых элементов покрытия

Все прогоны прокатные двутаврового сечения высотой по 350 мм с максимальным пролетом 8,61 м объединены жестко с верхними поясами радиальных ферм.

Верхние пояса радиальных ферм из сварных двутавров высотой  600 мм переменного сечения (уменьшается высота верхних поясов на концах консолей до 350 мм), образуя вместе с прогонами плоскую пространственную стержневую систему.

Радиальные элементы (верхние пояса шпренгельных ферм) состоят из 3 отправочных марок, объединенных между собой и с кольцевой балкой фланцевыми соединениями на высокопрочных болтах М24 (рис. 3.6, б).

Элементы решетки, нижние пояса шпренгельных ферм и связи в плоскости козырька выполнены отдельными элементами из труб и соединены узлами между собой и с верхним поясом на монтажной сварке      (рис. 3.6, а, б).

Кольцевые тяжи и вертикальные связи выполнены из круглой стали Æ 30 мм (марка стали не указана) и крепятся к поясам шпренгельных ферм на болтах с фаркопфами в каждом элементе для корректировки их предварительного конструктивного натяжения.

Все двутавровые балки (верхние пояса шпренгельных ферм и прогоны) выполнены из стали С345.

Трубы стальные бесшовные горячекатаные Æ 219´22 и трубы стальные электросварные прямошовные Æ 140´5 и 168´6 – из стали С20.

Кольцевую несущую балку собирали из прямолинейных сварных марок трех типоразмеров по длине: 8,2 м, 7,12 м, 3,13 м. Балки прямоугольного коробчатого сечения: ширина – 660 мм (рис. 3.24). Высота –  1460 мм. Толщины листов коробов в марках – 30 мм; сталь – С390. Неизменяемость поперечного сечения коробчатых балок обеспечивалась изнутри диафрагмами (как поперечными ребрами жесткости) и продольными ребрами жесткости.

В местах сопряжения кольцевых балок с радиальными верхними поясами шпренгельных ферм в коробчатых кольцевых балках предусмотрены двухсторонние консоли с фланцами на концах, которыми они соединялись с марками радиальных элементов (рис. 3.6, б).

Рис. 3.6. Конструктивные узлы: а - узел опирания радиальных элементов на железобетонные стойки; б - узел сопряжения радиальных элементов с кольцевой балкой

Монтажные стыки марок коробчатой кольцевой балки (рис. 3.27) приняты на двусторонних накладках на стенках и полках на высокопрочных болтах М24, обеспечивающих сдвигоустойчивые (фрикционные) соединения.

 На стадии монтажа кольцевые балки устанавливали на одной отметке с поворотом сечения к горизонту на 10° (см. выше) в соответствии с уклоном козырька покрытия; при раскружаливании (снятии подкрепляющих элементов опалубки) плоская кольцевая балка деформировалась в депланированное кольцо со строительным подъемом: 200 мм - на серединах коротких сторон и 300 мм – на серединах длинных сторон, оставаясь в угловых зонах на первоначальной отметке.

Поверх несущих металлоконструкций покрытия козырька смонтированы светопрозрачные панели кровли, состоящие из стальных рам, алюминиевых профилей и ячеистого поликарбоната, предварительно собранные на земле; конструктивное положение светопрозрачных панелей отличается нахлестом края каждой вышележащей панели над нижележащей, что обеспечивает без препятствий сток талых и дождевых вод в ендову (рис. 3.5).

В четырех углах покрытия установлены Л - образные железобетонные пилоны  высотой м;  наверху  пилонов  установлены  стальные узловые элементы («оголовники»), в которые крепятся основные висячие гибкие нити-подвески, образующие в плане замкнутый четырехугольник (рис. 3.1; 3.8, а).

К основным висячим гибким нитям с шагом 14…17 м закреплены литыми зажимами парные наклонные вантовые подвески, одни из которых поддерживают кольцевую коробчатую балку со стороны футбольного поля (рис. 3.1; 3.3; 3.4, 3.5, б), а другие (стабилизирующие) закреплены к верхним поясам радиальных балок над опорами наклонных железобетонных консольных стоек в ендовой части радиальных балок (рис. 3.1; 3.5, б;      3.6, б).

3.2.4. Угловые железобетонные пилоны с оттяжками

При проектировании угловых пилонов, выполненных из железобетона класса В60, решались следующие задачи:

- обеспечение прочности;

- обеспечение устойчивости;

- рациональное расположение узловых элементов («оголовников») наверху пилонов в плане;

- определение высоты пилонов; размеров их сечений; положения продольной оси;

- определение геометрии и жесткости оттяжек.

«Оголовники» пилонов в результате поисков перечисленных выше задач были расположены по оси симметрии угловых зон покрытия.

Их расположение определяет положение основных несущих гибких нитей-подвесок.

Высоты пилонов определялись стрелой провиса основных несущих нитей-подвесок, отметкой верха светопрозрачного покрытия с минимальным зазором между ними, принятым равным 1 м.

Каждая из двух ветвей каждого пилона жестко защемлена в фундаментной плите, имеет прямоугольное переменное сечение, уменьшающееся к оголовку. При проектировании пилонов выполнялись следующие требования:

- размеры сечений на уровне земли и расстояние между ветвями пилонов определялись шириной проездов, привязкой к конструкциям трибун и т.д.;

- размеры сечений в местах пересечения с козырьком покрытия трибун определись расположением несущих конструкций покрытия над трибунами;

- продольная ось пилонов отклонена от вертикали на 9° в наружную сторону от футбольного поля, что позволило использовать пилоны в качестве частичного противовеса усилиям растяжения основных гибких нитей-подвесок;

- жесткость пилонов определялась ограничениями на их горизонтальные перемещения в оголовках, определяемых перемещениями элементов несущих конструкций козырька покрытия над трибунами. В то же время увеличение изгибной жесткости пилонов ограничивалось габаритами сечений их ветвей из планировочных требований. Поэтому для уменьшения податливости пилонов в их оголовках установлены парные оттяжки (в направлениях, противоположных подвескам из основных гибких нитей). При этом верхний конец сходящихся оттяжек шарнирно прикреплен к оголовкам пилонов, а нижние 2 конца заанкерены в фундаменте на усилия его собственного веса;

- каждая из оттяжек пилонов состоит из четырех звеньев длиной по 12 м, соединенных шарнирами (рис. 3.7, сечение 3-3). Сечение оттяжек состоит из двух листов 50´800 мм (сталь С345) с прокладками через 1500 мм толщиной 100 мм (рис. 3.7 – общий вид). Шарниры между звеньями оттяжек приняты цилиндрические диаметром Æ 190 мм (сталь 40Х). Общая длина каждой оттяжки равна 60,2 м, угол наклона к горизонтали равен 69,4° (рис. 3.7 – общий вид). Начальная стрела провиса оттяжек от хорды принималась равной 400 мм. В анкерном фундаменте оттяжек были предусмотрены устройства (фаркопфы), позволяющие на стадии монтажа регулировать стрелу провиса;

- анкерные фундаменты под оттяжки выполнены в форме параллелепипеда 13´8 м высотой 6 м. Их устройство велось в две очереди: сначала бетонировался блок на глубине от 6 до 3 м, в который заделывались по два анкерных болта для каждой оттяжки диаметром Æ 72 мм. На них натягивались оттяжки на усилия от веса стальных конструкций кровли и покрытия без веса светопрозрачных панелей. После этого анкерные фундаменты бетонировались выше до поверхности земли (еще на 3 м) с основным анкерным устройством, рассчитанным на полную нагрузку. При этом в фундаментах на всю высоту (6 м) предусмотрены вертикальные анкерные стержни для исключения отрыва верхней части фундамента от нижней, рассчитанные на полное отрывающее усилие.