10806

С.А. Асманова, К.А. Глазков

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ КУПОЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ И ОСОБЕННОСТЕЙ ИХ ВОЗВЕДЕНИЯ

Купол – одна из старейших конструктивных форм, применяемых в архитектуре с древнейших времен. В древности купола возводились из естественного камня, затем постепенно на смену ему пришел кирпич. В средние века основным материалом для куполов становится дерево. Первые упоминания о применении несущих металлических элементов в куполостроении относятся к XVI веку – времени расцвета архитектуры Итальянского Возрождения. Широкое распространение металлические купольные системы получили лишь в XIX веке. Первые железобетонные сплошные оболочки построены в начале XX века на ж/д станции Ле Берси

вПариже. К первым постройкам купольного типа из ж/б с радиальнокольцевой системой массивных ребер можно отнести «Зал столетия»

М. Берга (Max Berg) диаметром 65 м, построенный во Вроцлаве

(Польша) [2, ст.3].

Наибольшее распространение купольные покрытия получили при возведении общественных зданий (театры, цирки, стадионы и т.п.), а также

впромышленных, круглая форма которых диктуется технологическим процессом (резервуары, сгустители, шламбассейны и т.п.) [3, ст.9].

Всовременном строительстве купольные покрытия делятся:

а) по конструкции: ребристые, ребристо-кольцевые, ребристокольцевые со связями (сетчатые), пластинчатые, купола-оболочки (сплошные), монолитные, сборно-монолитные, сборные;

б) по материалам: металлические (сталь, алюминиевые сплавы), железобетонные, бетонные, из каменных материалов, дерево, пластмассы, тканевые материалы (воздухоопорные).

Для каждого вида купольных конструкций есть свои особенности возведения. Ниже рассмотрены особенности конструктивных решений каждого типа купола в зависимости от материала и конструкции.

В кирпичных купольных покрытиях конструктивными особенностями является то, что возможно применение различных материалов для усиления конструкции купола при возникновении такой необходимости.

Деревянные купольные покрытия могут быть тонкостенными, ребристыми и сетчатыми. Для пролётов от 12 до 35 м применяют тонкостенные купола. При пролётах от 35 до 120 м и более в целях

80

увеличения жёсткости применяют ребристые и сетчатые купола-оболочки. Ребристые, сетчатые купола могут быть многогранными и сферическими.

Конструктивные особенности металлических куполов заключаются в форме их конструкции. Ребристые купола состоят из плоских или пространственных ребер, расположенных в радиальном направлении и связанных между собой прогонами. Верхние пояса ребер образуют поверхность купола, обычно сферическую. Ребра купола могут быть сквозными или сплошного сечения. Сплошные ребра тяжелее сквозных, но более просты в изготовлении. В вершине купола располагается кольцо, к которому примыкают ребра купола.

Кольцо проектируется жестким. В ребристо-кольцевых куполах кольцевые прогоны связываются с ребрами в одну жесткую пространственную систему. В сетчатых куполах между ребрами и кольцами располагаются раскосы.

Бетонные купола могут проектироваться монолитными или сборными. Монолитные купола делаются гладкими, а сборные – из ребристых панелей. В верхней части монолитного купола в зоне действия сжимающих усилий арматура в меридиональном и кольцевом направлениях устанавливается без расчёта по конструктивным соображениям. В нижней части купола в зоне примыкания к опорному кольцу ставят дополнительную арматуру в меридиональном и кольцевом направлениях. Опорное кольцо в целях повышения трещиностойкости делается предварительно-напряжённым. Разделение сборного купола на монтажные элементы может осуществляться по меридиональному и меридионально-кольцевому направлению. Сборные элементы купола усиливаются контурными и промежуточными рёбрами.

В качестве материала для тонкостенных гладких куполов могут использоваться пластмассы, обладающие свето- и радиопрозрачностью. Область применения – фонари из светопрозрачного органического стекла («плексигласа»), цельные небольших размеров или составные диаметром до 10 м при толщине оболочки до 20 мм; купола обтекателей радиолокационных антенн диаметром до 60 м и высотой до 40 м. Легкость, прочность, удобоформуемость стеклопластиков позволяют использовать их для изготовления панелей сборных куполов.

Купола-оболочки бывают однослойными, двух- и трехслойными. Однослойные купола изготавливают из оргстекла, полиэфирного светопрозрачного стеклопластика и пенопласта (пенополистирола и др.). Двухслойная оболочка состоит из наружного стеклопластикового слоя и внутреннего пенопластового. Трехслойные купола общей толщиной от 15 до 50 мм имеют стеклопластиковые обшивки толщиной до 3 мм и средний слой из пенополистирола, пенополиуретана, сотопласта и просто воздушной прослойки.

Технологические особенности заключаются в нижеуказанном.

81

Кирпичные купола выкладываются по опалубке, опирающейся на стены и кружала (Кружала - это деревянная форма, поддерживающая опалубку). После затвердения раствора кружала удаляются, и опалубка снимается. Кирпичи и камни, применяемые для кладки куполов, перед укладкой увлажняются.

Деревянные тонкостенные купола-оболочки собирают с помощью лесов. Особое внимание обращается на приторцовку стыков сжатого кольцевого настила. А также купола-оболочки могут быть выполнены из крупнопанельных клеефанерных элементов, что значительно снижает трудоемкость возведения покрытия.

Технологии возведения металлического ребристого купола может осуществляться разными решениями, такими как:

-возведение куполов с временными опорами;

-подъемом целиком или навесным монтажом.

Технология возведения ребристо-кольцевого купола аналогична ребристому куполу, за исключением монтажа кольцевых прогонов, которые устанавливаются для усиления конструкции купола.

Сетчатые купола не имеют определенной последовательности монтажа. Методы их возведения определяют конструктивные решения, которые, в свою очередь, зависят от принципиальной схемы монтажа.

В практике возведения куполов из бетона применяют следующие виды опалубок: съемная деревянная или стальная опалубка, несъемная из армоцементных плит, а также применяется стальная формообразующая сетка-каркас с последующим равномерным торкретированием изнутри купола. Бетон наносится последовательно от основания до вершины сектора купола. При использовании этих технологий необходимы сложные системы креплений и кружал, а также широкий комплект специальной техники и механизмов. Наиболее интересным представляется вариант с использованием надувной опалубки и бетонированием способом торкретирования. Сборный бетонный купол собирают из заранее заготовленных сборных элементов.

Одна из самых необычных технологий: купол тысячелетия – крупное здание диаметр которого соответствует количеству дней в году – 365 метров, построенное для выставки «Millennium Experience», приуроченной к празднованию наступления третьего тысячелетия. Расположено на полуострове Гринвич в юго-восточном Лондоне. Покрытие представляет собой прочный, устойчивый материал. Тефлоновая мембрана крыши, армированная стекловолокном, весит меньше, чем воздух, находящийся внутри купола. Круглая конструкция закреплена на 12 стометровых решетчатых мачтах-колоннах сверхпрочными тросами общей длиной около 70 километров.

Исходя из конструктивных и технологических особенностей, были определены достоинства и недостатки купольных форм.

82

		Таблица 1.
Анализ достоинств и недостатков купольных покрытий
Материал конструкции	Достоинства	Недостатки
купола
		стоимость,
	прочность, экологичность,	длительность работ,
		требуется высокое
Камень, кирпич	эксплуатационные
		мастерство каменщиков и
	свойства
		качество выполнения
		работ
	хорошие	устройство лесов для
		предания проектной
	теплоизоляционные
		формы,
	свойства,
Дерево		сложность в изготовлении
	вес конструкции,
		непосредственно самой
	разнообразие форм,
		конструкции купола,
	экологичность
		срок монтажных работ
	обширная область
	применения по сравнению
	с другими материалами,	срок монтажных работ,
Металл	высокие пролеты
		стоимость
	выполняются только из
	металла,
	удобства при монтаже
		диапазон монолитных
	срок возведения,	конструкций ненамного
	чрезвычайная прочность,	меньше куполов из
	использование негорючих	металла,
Железобетон	материалов,	вес конструкции,
	доступность строительства	требуются опытные
	и экономность за счет	специалисты и
	формы	специализированное
		оборудование
	легкость, прочность,
	удобоформуемость
Пластмассы	стеклопластиков	большая деформативность
	позволяют использовать
	их для изготовления
	панелей сборных куполов
	срок эксплуатации,	стоимость
Ткани	вес конструкции,
	экологичность

В заключении хотелось бы отметить, что:

1.Каждый тип купольных покрытий предназначен для конкретных

задач.

2.Большинство купольных покрытий комбинированные по материалу.

83

3. Выбор правильного решения должен быть основан на техникоэкономическом обосновании.

Литература

1.Лебедева, Н. В. Фермы, арки, тонкостенные пространственные конструкции / Н. В. Лебедева. – Москва.: Архитектура-С, 2006. – 120 с.

2.Молев, И. В. Сетчатые купола в современной строительной практике: Учебное пособие / И. В. Молев. – Горький.: ГГУ им. Н. И. Лобачевского, 1981. – 64 с.

3.Липницкий, М. Е. Купола. Расчет и проектирование / М. Е. Липницкий. – Ленинград.: Стройиздат, 1973. – 128 с.

4.Тур, В. И. Купольные конструкции: формообразование, расчет, конструирование, повышение эффективности: Учебное пособие / В. И. Тур. – Москва.: Издательство АСВ 2004. – 96 с.

5.Кельнер, А. Г. Железобетонные купольные покрытия: Методические указания для дипломного проектирования / А. Г. Кельнер. – Омск.: СибАДИ 2009. – 38 с.

А.В. Бервинова, Н.Н. Леонтьева

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

АДАПТИВНЫЕ ТРАНСФОРМИРУЮЩИЕСЯ ФАСАДЫ

На сегодняшний день окружающий мир претерпевает значительные изменения – и не в последнюю очередь его влиянию подвержена архитектура. Концепция архитектурной среды находится в постоянном развитии, и главная успешная составляющая идеи возведения зданий с повышенной динамикой и гармоничностью найдена. Это трансформативная архитектура. Она является решением проблем экологии в вопросах сохранения энергии и улучшения микроклимата помещений, а также отвечает всем эстетическим требованиям вписывания в пространство.

Трансформативная архитектура в целом – это различные архитектурные объекты, способные изменять структуру пространства, его форму, объёмно – планировочные решения в соответствии с требованиями проводимых в здании функциональных процессов. Трансформационные приёмы делятся на пространственные, конструктивные, интерактивные и светоцветовые.

Пространственные приёмы трансформации заключаются в преобразовании внутренних элементов при сохранении его общих

84

размеров. Такое здание может прослужить долгое время, обеспечивая мобильность и многофункциональность пространства. Дом Prada в Сеуле ярко демонстрирует нам преимущества «живого» дома (рис.1)

Рис. 1. Дом Prada в г. Сеул

Грани павильона являются геометрическими фигурами, каждая из которых может стать центром выставочного пространства и адаптироваться под требуемые параметры: стать кинотеатром, залом или подиумом. При этом строительные затраты минимальны: достаточно переместить объект с одной грани на другую с помощью строительного крана.

Конструктивные приёмы трансформации – это изменение габаритов здания, его внешней оболочки с целью установления необходимого контакта между окружающим миром и внутренней средой помещений. Отличным примером служит Шоу – рум Kiefer Technic – энергоэкономичный бизнес – центр в Барселоне. Его особенностью служит оболочка здания, состоящая из жалюзи, открывающихся и закрывающихся по желанию и не зависящих между собой. Это обеспечивает доступность свежего воздуха и солнца в любое время, регулирует микроклимат здания и экономит порядка 20% энергии (рис. 2).

Рис. 2. Бизнес – центр Kiefer Technic в г. Барселона

85

Интерактивные приёмы трансформации представляют собой систему, которая вследствие взаимодействия человека с окружающей средой меняет внутреннее или внешнее пространственное решение под требуемое. Примером такого типажа являются башни Аль - Бахар в Абу – Даби, фасад которых устроен следующим образом: к стенам прикреплены подвижные элементы – «соты», створки которых открываются и закрываются в течение суток в зависимости от положения солнца.

Проект был разработан арабскими инженерами с целью защиты внутренних помещений от палящих солнечных лучей. За счёт этого внутри башен обеспечена беспрепятственная вентиляция помещений и, как следствие, значительное сокращение расхода электроэнергии. Помимо всего прочего, «соты» придают башням уникальный и современный вид

(рис. 3).

Рис. 3. Башни Аль – Бахар в г. Абу - Даби

Светоцветовые приёмы трансформации не деформируют непосредственно структуру фасада, но меняют визуальную нагрузку архитектурной среды конструкции, создавая совершенно новое восприятие пространства. Медиафасад наглядно демонстрирует всю динамичность, изменчивость и многогранность здания. Он состоит из светодиодных панелей, которые выводят любое изображение, меняя облик комплекса до неузнаваемости. Регулировать изображение можно или по заранее утвержденному плану, или в режиме реального времени (рис. 4).

Рис. 4. Примеры медиафасадов в разных городах

86

Таким образом, все приведённые выше типы трансформирующихся адаптивных фасадов начинают занимать лидирующие позиции в современной архитектуре, поскольку потребность людей к изменениям и комфорту стояла на первом месте во все времена. А в век развитых инновационных технологий реализация проектов, которые пятьдесят лет назад казались пустыми фантазиями, становится обыденной реальностью. Остаётся лишь гадать, какие архитектурные замыслы следующими воплотятся в жизнь.

Литература

1.Современные тенденции в архитектурном проектировании [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://cont-trend-arch- proect.blogspot.com

2.Портал фасадного рынка [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://fasad-rus.ru

3.Prada Transformer [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.architime.ru/specarch/rem_koolhaas/prada_transformer/

4.Архив медиафасадов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://fabrika-diodov.ru/category/mediafasady/

5.РБК Недвижимость [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://realty.rbc.ru/news/

6.Design for deconstruction и адаптивная архитектура как способы продлить жизнь зданиям [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.berlogos.ru/article/design-deconstruction-i-adaptivnaya-arhitektura- kak-sposoby-prodlit-zhizn-zdaniyam/

В.А. Забелин, В.О. Шумакевич

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ОБЕСПЕЧЕНИЕ «НУЛЕВОГО ТРАВМАТИЗМА» ПУТЁМ АНАЛИЗА И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ РИСКОВ НА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ

Концепция «нулевого травматизма» была разработана Международной ассоциацией социального обеспечения и введена в

действие в Сингапуре 4 сентября 2017 года на XXI Всемирном конгрессе по безопасности и гигиене труда.

В России о «нулевом травматизме» впервые заговорили на Всероссийской неделе охраны труда в апреле 2017 года. Наша страна разделяет принципы концепции «нулевого травматизма» и в настоящее

87

время готовятся изменения в законодательные документы, связанные с установлением приоритета профилактики производственного травматизма

исозданием стимулов для работодателей и работников к реализации мер, направленных на сохранение жизни и здоровья работников. [1]

Пятая часть всех несчастных случаев в России приходится на строительную отрасль. Травматизм и возникновение профессиональных заболеваний у работников имеют свои причины. Как правило, это халатность самого работника, а также плохая информированность работников о состоянии условий труда на их рабочем месте и возможных рисках в процессе их трудовой деятельности. Да, в организации обязаны проводить специальную оценку условий труда и информировать своих сотрудников о классе условий труда на их рабочем месте. Но приведем такой пример. Гальваник работает в цехе, где производят никелирование и хромирование деталей. Класс условий труда 3.1 – вредный. В воздухе рабочей зоны концентрации CrVI и Ni превышают незначительно допустимые нормы.

Работнику говорят, что у него вредные условия труда, он расписывается, что ознакомлен с картой по специальной оценке условий труда и получает 4% доплаты к заработной плате.

Сам по себе класс условий труда мало что скажет работнику, даже если он прочтет что такое «вредные условия труда» - возможность развития заболеваний у работника. С какой вероятностью? Какие существуют риски постоянного нахождения в данных условиях труда? CrVI

иNi являются канцерогенами, и даже не превышая допустимых концентраций, могут накапливаться в организме и вызывать возникновение злокачественных опухолей. Информируют ли об этом работников? Как показывает практика – нет.

Ни единожды бывают случаи, когда у работников гальванического цеха, после ухода их на пенсию, находят злокачественные новообразования в легких. При этом причины их образования, для большинства людей, остаются непонятными. Поэтому необходимо не просто проводить специальную оценку условий труда, но и рассчитывать риски получения травм и вероятности развития профессиональных заболеваний у работников.

Впроцессе строительства на работников могут воздействовать множество различных вредных и опасных факторов. Большую часть опасных факторов создают сами работники из-за собственной халатности.

Приведем пример. В Нижнем Новгороде при ремонте фасадов зданий на улице Ильинской ни одни леса не были правильно установлены. Они ставились на кирпичи, прогнившие доски, или просто устанавливались на асфальт. Несчастных случаев не произошло, но работа по принципу «с нами этого никогда не случится», когда-нибудь может привести к очень печальным последствиям. И при этом в данном случае

88

возникают риски не только для работников, но и для людей, проходящих мимо неправильно установленных лесов.

Работа на высоте без страховочной системы, падение работников в вентиляционные шахты, из-за того, что они хотели справить туда нужду – это к сожалению то, что ежегодно случается при строительстве зданий и сооружений.

Информировать работников о негативном последствии их возможных халатных действий, путем демонстрации видео с несчастными случаями, показа фотографий с места происшествий помогает снизить уровень нарушений по охране труда.

Так, демонстрация видео с несчастными случаями студентам строительного вуза, показывает, что студенты начинают более ответственно относиться к изучению учебной дисциплины «Безопасность жизнедеятельности», так как видят собственными глазами примеры халатного отношения к требованиям охраны труда.

Информирование работников обо всех опасных факторах, которые могут возникнуть в процессе его трудовой деятельности, путём расчета рисков получения травм и заболеваний, позволяет уменьшить количество несчастных случаев на производстве. При этом расчет рисков можно проводить по различным методикам, начиная с американской методики Файн-Кинни и заканчивая нашим ГОСТ 12.0.010-2009 «Системы управления охраной труда. Определение опасностей и оценка риска.»

«Нулевой травматизм» не возможен без информирования работников обо всех рисках, которые сопровождают их в процессе трудовой деятельности, и о рисках, которые могут возникнуть из-за халатности самих работников.

Развитие «культуры безопасности» должно быть первоочередной задачей по профилактике травматизма и развития профессиональных заболеваний у работников. Без качественных мероприятий по улучшению культуры безопасности «нулевого» травматизма не достичь.

Основным приоритетом для работодателя на каждом предприятии должен быть приоритет жизни работника и его здоровья.

Проведение оценки рисков и регулярных аудитов безопасности, а также непрерывное обучение и информирование работников по вопросам охраны труда позволит качественно снизить количество несчастных случаев на производстве.

Литература

1. Программа нулевого травматизма для организаций [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://olgasofronova.ru/programma-nulevogo- travmatizma-dlya-organizacii.html

89