Вантовые конструкции

Вантовые висячие покрытия образуются системой гибких или жестких нитей, опорным контуром или системой опор и ограждением. Наиболее рационально устройство для висячих вантовых покрытий внешнебезраспор­ных замкнутых опорных контуров. В этом случае силы натяжения восприни­маются в уровне закрепления в контуре растянутых несущих вант. Возмож­ны и другие способы передачи усилий от вант — на мощные железобетон­ные пилоны, на конструкции трибун или примыкающих объемов.

Висячие покрытия с гибкими вантами требуют дополнительных ме-

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ СПОРТИВНЫХ СООРУЖЕНИЙ____________________________________________________________________________ 493

роприятий по их стабилизации и повышению жесткости. Для их примене­ния создают специальную форму покрытия, обычно седловидную, или при­гружают покрытие, или вводят в него дополнительные достаточно жест­кие конструкции. Седловидная форма покрытия достигается применением двух типов нитей - несущих и напрягающих, имеющих кривизны разных знаков. Напрягающие ванты создают дополнительные напряжения в несу­щих вантах, которые благодаря этому становятся менее чувствительными к неравномерным и ветровым нагрузкам.

Применение вместо гибких тросов жестких вант из прокатных профи­лей, обладающих значительной изгибной жесткостью, позволяет не прово­дить специальных мероприятий по стабилизации покрытий. Ограждением покрытий могут служить утепленные плиты на металлическом или деревян­ном каркасе, тенты или железобетонные плиты, в последнем случае замо­ноличивание швов между плитами позволяет создать жесткие висячие желе­зобетонные оболочки, хорошо сопротивляющиеся ветровым и неравномер­ным нагрузкам.

Радиальные вантовые линзообразные фермы применены в покрытии круглого в плане Дворца спорта «Юбилейный» в Санкт-Петербурге (рис. 14.4.1).

В отличие от ранее известных конструктивных схем вантовых покры­тий несущий и стабилизирующий тросы ферм крепятся к наружным

колоннам здания в разных уровнях, что позволило значительно умень­шить строительную высоту покрытия. Колонны передают усилия от тро­сов на сборно-монолитное опорное кольцо. После предварительного напряжения тросов система вантовых ферм может воспринимать все нагрузки на покрытие. Поэтому ограждающими конструкциями покры­тия являются легкие металлические утепленные панели с ребрами из гибких профилей.

Спортивное здание в Вашингтоне (США) имеет в плане форму круга диаметром 122 м. Несущей конструкцией покрытия служит гиперболичес­кая вантовая сетка из тросов, закрепленных в железобетонное опорное кольцо сечением 183 х 122 см. Кольцо опирается на 40 железобетонных колонн высотой от 9,1 до 27,8 м, расположенных по контуру здания с шагом 9,1 м. Вантовая сетка состоит из 14 несущих двухпоясных тросов диаметрами 63 и 82 мм и 12 напрягающих тросов диаметром 82 мм. По напрягающим вантам и нижнему поясу несущих вант уложены панели с обшивками из профнастила.

В Катовице (Польша, рис. 14.4.2) спортивно-зрелищный комплекс по-

494 физкультурно-спортивные сооружения

строен в форме обратного усеченного конуса с диаметром в основании 82 м и в покрытии 126 м. Основу покрытия образуют 120 радиально располо­женных вантовых ферм высотой 4 м. Фермы крепятся к стальному наруж­ному кольцу и центральному кольцу диаметром 32 м.

Покрытие стадиона размерами 134 х 125 м в Калгари (Канада) пред­ставляет собой висячую железобетонную оболочку. Оболочка образована стальной вантовой сеткой из несущих и напрягающих тросов, располо­женных с шагом 6 м. По тросам уложены сборные железобетонные плиты размером 5 х 5 м. Участки между плитами шириной 1 м замоноличены сло­ем бетона, что в итоге и создает покрытие в виде оболочки. Тросы оболоч­ки заанкерены в криволинейный опорный контур коробчатого сечения высотой 1,5 м и шириной 4,3 м. Контур опирается на 28 разновысоких пи­лонов высотой до 28 м и две рамные опоры.

Тентовые покрытия образуются обычно по вантам, натягиваемым меж­ду жесткими конструкциями в виде арок, рам, мачт и опорным контуром или анкерными устройствами.

Ледовый дворец в Мюнхене (Германия) площадью 4200 м² перекрыт лег­кой пространственной вантовой конструкцией (рис. 14.4.3), которая подвеше-

на к проходящей по середине покрытия решетчатой пространственной арке пролетом 97,42 м и стрелой подъема 18,92 м. Пояса арки и решетка — из труб. Сетка из несущих и напрягающих тросов диаметром 11,5 мм имеет узлы, рас­положенные по сторонам квадрата 75 х 75 см. К тросам крепится деревянная решетчатая конструкция, а к ней — полиэфирная пленка с покрытием ПВХ.

Такой же принцип подвешивания тросов к жесткому каркасу с помощью арочных конструкций использован при создании покрытий ряда крытых катков. Верхний слой покрытия — стекловолокно, покрытое тефлоном, либо по­лиэфирная ткань с покрытием ПВХ.

Оригинальное тентовое покрытие диаметром 298 м возведено над стади­оном в Эр-Рияде (Саудовская Аравия) (рис. 14.4.4). Внутри покрытия — цен­тральное растянутое кольцо диаметром 134 м, к которому с помощью вант крепится 24 модульных тентовых системы. Каждая такая система состоит из главной мачты высотой 59,3 м, наклонной мачты, несущих и стабилизиру­ющих тросов. Центральное кольцо образовано шестью канатами, оно под­вешено к главным мачтам с помощью подвесок. К вантам крепится стекло­ткань с тефлоновым покрытием, которое отражает 75 % теплового потока и пропускает около 10 % естественного освещения.

Еще более грандиозное покрытие запроектировано для нового стадиона в Эр-Рияде. Оно представляет собой вантовую сетку, натянутую ветвями пологой стальной арки пролетом 434 м, которая подвешена на стальных канатах к главной арке параболического очертания пролетом 367 м и стре­лой подъема 235 м. По вантовой сетке натянуто тентовое покрытие.

В некоторых случаях тентовые покрытия крепятся непосредственно к жестким несущим конструкциям. Может быть использован свод с каркасом из деревоклееных арок с деревянными клееными брусьями между ними, на которые натягивается тентовое покрытие.