Полным ходом идут строительные работы по реконструкции Витебского амфитеатра. Этому зрелищному сооружению уделяется особое внимание, и на его подготовку к “певческому сезону” брошены многочисленные профессиональные силы: в реконструкции принимают участие 19 строительных организаций.
Генпроектировщиком данного объекта выступает Витебскгражданпроект, проект структурного покрытия крыши выполнен Брестским государственным техническим университетом (эскизное решение – Брестпроект). Геодезические исследования и испытания проводит Новополоцкий государственный университет. Генподрядчиком является РУП “Витебский ДСК”, заказчиком – КУП “Капстроительство г. Витебска”.
Можно сказать, что в Витебске мы наблюдаем богатую поросль когдато широко распространенного национального явления – “беларускай талакі”.
Еженедельно под патронатом мэра Витебска и губернатора области при непременном участии Министерств архитектуры и строительства и культуры проводятся штабы: “До сдачи объекта осталось... Выполнены следующие работы... С заданием справились...” Сроки ставятся жесткие. Работа идет днем и ночью...
Самый ответственный участок строительных работ – крыша, которая является доминантой Витебского амфитеатра. Эта сложная комплексная система, включающая собственно структуру и поликарбонатное покрытие, – “продукт” архитектурнопроектных, конструкторских, инженерных работ двух предприятий – Брестпроекта и Брестского государственного технического университета.{/mostip}
В конце марта в Витебске состоялись два важных в научнотехническом плане события: завершен монтаж и проведены испытания структурного покрытия амфитеатра с полной нормативной нагрузкой. Вопервых, необходимо было подтвердить соответствие действительной работы этой конструкции показателям расчетной модели, вовторых, исключить всякие погрешности, допущенные, возможно, на стадии проектирования, изготовления, монтажа, и обеспечить абсолютную надежность работы нового сооружения.
Однако все по порядку.
Девять месяцев назадСразу же после того, как эскиз, предложенный архитектором Брестпроекта Валерием Кескевичем, был утвержден к реализации, институт, уже имеющий достаточный опыт проектирования объектов со структурными покрытиями, приступил к работе. “Орабачивали” эскизидею А. Романюк, Е. Добрунов, строительные чертежи под несущие поликарбонатные конструкции готовил конструктор А. Кочурко (руководитель рабочей группы Л. Силивоник).
Конструктивное решение осуществлялось в сотрудничестве с Брестским ГТУ. Следует отметить, что у двух дружественных институтов уже есть плоды совместной работы: спортивный комплекс “Виктория”, структурный козырек в Брестском городском парке над Летней эстрадой (“маленький опыт с оригинальными решениями”, как сказали авторы), Ледовый дворец в Пружанах. Все их конструкции выдержали испытания на прочность.
По вполне понятным причинам проектирование и все процессы, требующие теоретических и экспериментальных исследований, велись параллельно в двух направлениях: основу сооружения – ажурную структуру – взяли на себя специалисты кафедры строительных конструкций Брестского ГТУ, поликарбонатное покрытие – Брестпроект.
Что скрыто в оболочке ажурной структурыСооружение, возводимое над Витебским амфитеатром, уникально не только в градостроительном опыте республики, но и в мировом масштабе. Прежде всего потому, что в нем применены конструкции, редко использующиеся для таких больших размеров, как здесь: пролет 120 м, ширина в средней части 71 м.
Покрытие представляет собой решетчатую оболочку, усеченную с двух сторон наклонными плоскостями. Поскольку необходимо было перекрыть большую площадь, использована комбинированная система, состоящая из структурной оболочки и систем вертикальных и наклонных арок, работающих совместно и обеспечивающих требуемую несущую способность. Надо сказать, что в покрытии амфитеатра впервые применен “узел систем БрГТУ”.
– Назван он в честь нашего университета, – пояснил Вячеслав Игнатьевич Драган, первый проректор Брестского государственного технического университета, – потому что здесь разработан, запатентован (к слову, он имеет несколько патентов. – В.М.), успешно прошел испытания на целом ряде объектов. “Узел систем БрГТУ” обладает научной и практической новизной и представляет собой оригинальную инженерную конструкцию. Это полый шар, заполненный высокопрочными болтами. Делается он путем прессования листа. В нем в нужных местах высверливаются отверстия, вставляются специальные шайбы, высокопрочные болты и затем все сваривается. Разработана целая система таких узлов под разную нагрузку. У нас есть сортаменты, которые позволяют применять их и на небольшие, и очень большие усилия. Узел для Витебского амфитеатра мы проектировали на усилие 50 тонн сжатия/растяжения.
Для перекрытия пролета Витебского амфитеатра в средней части объекта применены вертикальные арки (высота над фундаментом 18 м), работающие вместе со структурой. В результате получилась объемная пространственная арка пролетом 120 м – она обеспечивает устойчивость и несущую способность данного покрытия. По наружным краям в работу структуры включены наклонные арки, которые также работают совместно и обеспечивают несущую способность и устойчивость на периферийных участках. Арки жестко защемлены в мощных фундаментах из монолитного бетона, которые, чтобы обеспечить восприятие распора, сделаны очень массивными и посажены на целую систему свай. Кстати, испытания показали, что опоры являются абсолютно жесткими и не перемещаются, когда на них прикладывается нагрузка.
Стоит подчеркнуть, что строительство данного объекта ведется со скрупулезным научным сопровождением. На стадии проектирования, чтобы исключить ошибки в моделях, кафедрой университета делались расчеты по нескольким расчетным комплексам. Проводились тщательные, глубокие экспериментальные исследования отдельных узлов, деталей, болтов, а также фрагментов – они изготавливались и моделировались под эту оболочку и испытывались на нагрузки, которые предполагалось на них приложить. Во время монтажа и испытаний все разработчики – а это профессора, доценты, аспиранты Брестского государственного технического университета – находились в “состоянии боевой готовности” на объекте, помогая своему детищу, которым они очень гордятся, достойно “выйти в люди”.
Представляем авторский коллектив:
В.И. Драган (главный инженер проекта), А.В. Мухин, И.В. Зенкевич, Л.Г. Головко, В.А. Лебедь, В.В. Люстибер, А.Б. Шурин, А.В. Мигель.
Конструкции изготовлены двумя белорусскими заводами: структура – машиностроительным заводом г. Бреста, наклонные и вертикальные арки – Молодечненским заводом металлоконструкций. Очень сложны были в изготовлении наклонные, со значительной кривизной арки (постоянно держим в уме, что предназначены они для очень большого пролета), и требовалась высокая точность исполнения. Самое важное в таких конструкциях – обеспечить собираемость согласно проектным положениям. И надо сказать, это внушительных размеров сооружение, имеющее несколько десятков тысяч элементов, собрано с точностью до миллиметра! (То есть, пояснял дилетантам Вячеслав Игнатьевич Драган, начинали сборку с одной стороны, перешли на другую сторону, установили на фундамент – и получилось строго по проекту.)
Когда начиналась сборка, скептики сомневались в возможности идеального соединения такого количества элементов. Но именно потому, что была обеспечена высокая машиностроительная точность изготовления деталей, монтаж прошел успешно.
Испытания нагрузкой 700 тоннСнятие с опор столь сложной конструкции – технически многосложная задача, требующая тщательной проработки, дополнительных расчетов, поскольку при этом меняется вся расчетная схема. Появляются другие усилия, другие перемещения, а в таких больших пролетах, как в Витебском амфитеатре, это особенно трудная и в научном, и в техническом плане проблема. И всетаки ее удалось решить. Были скрупулезно произведены расчеты, разработан проект производства работ на снятие с опор, которых в брестской системе очень много. Дело в том, что вся структурная оболочка лежала на настиле, на временных лесах, и каждая арка поддерживалась шестью временными опорами. Внимательное изучение вопроса, как будет включаться в работу конструкция, с какого места нужно начинать удалять опоры, чтобы она стала работать самостоятельно, позволило эту “операцию” успешно завершить.
Оболочка очень медленно и мягко включилась в работу. Максимальное перемещение, полученное при снятии с опор, составило всего 20 мм (!) на самой верхней части консоли. Все это сопровождалось измерением усилий, перемещений, и авторы, наблюдая за процессом, четко представляли, что происходит в самой конструкции.
Итак, наступил момент нагружения полной нормативной нагрузкой свободно стоящего на своих опорах сооружения. Надо сказать, подобных испытаний в практике мирового строительства практически нет. Вопервых, это сложный и дорогостоящий процесс. Но поскольку применяемая система является новой, а объекты – очень ответственные, то чтобы исключить возможные ошибки на стадии проектирования, изготовления конструкций и строительства, БрГТУ обязательно проводит такие испытания. Тогда есть абсолютная уверенность в надежности сооружения.
Покрытие было нагружено 700 тоннами железобетонных блоков, которые имитировали нагрузку собственным весом, весом смонтированного оборудования, частично весом кровли в виде лотков и снега, поликарбоната. Испытания прошли успешно: на самой большой консольной части оболочки получено всего 80 мм перемещения. Измерения показали, что при таком сочетании нагрузок в нагруженных элементах возникает всего лишь 50 % общего усилия, которое может появиться при полной расчетной нагрузке. Так что надежность работы этого сооружения подтверждена, что и записано в акте экспертизы.
Венец крыши – поликарбонатСтруктурная оболочка в скором времени будет “облачена” в поликарбонатное покрытие. При множестве вариантов остановились именно на этом современном решении, поскольку для данной конструкции оно наиболее приемлемо. Надо сказать, что такой системы поликарбонатного покрытия с теми узлами и деталями, что предполагается здесь осуществить, в Беларуси пока нет. Комплектующие элементы для него изготавливают в Швейцарии и Германии, а выполнит сборку ОАО “Промтехмонтаж”.
До сих пор ни в Европе, ни в мире нет практики расчета поликарбонатного покрытия. Его несущую способность фирмыизготовители проверяют экспериментальным путем. Естественно, Брестпроекту нужна была огромная информация по всем параметрам и составляющим этой конструкции, чтобы привязать все к местным условиям. Решение проблем было достигнуто совместно с минской фирмой “Белтуплекс” и строителямимонтажниками.
Испытания фрагментов этого покрытия проведет БелНИИС – и тогда начнется следующий, заключительный этап работы. А результат мы увидим воочию – на обновленном здании амфитеатра, под надежной, прочной крышей которого уютно будет всем – и артистам, и зрителям. И хозяевам – славному городу Витебску – не стыдно, а почетно будет пригласить гостей на Славянский базар, окунуться в музыкальную атмосферу и, конечно же, погордиться деянием рук и полетом мысли людей других творческих профессий – архитекторов, конструкторов, инженеров, строителей.