Оболочки из древесины

Существует мнение, что деревянные конструкции недолговечны. Действительно, при плохом уходе деревянные конструкции могут очень быстро выйти из строя из-за поражения древесины различными грибками и насекомыми. Основное правило для сохранения деревянных конструкций – создание условий для их вентиляции или проветривания. Важно также обеспечить сушку древесины перед ее применением в строительстве. Улучшение биологической стойкости древесины легко достигается с помощью давно разработанных и освоенных методов пропитки ее различными эффективно действующими антисептиками. Еще чаще возникают возражения против использования древесины по соображениям пожарной безопасности. Однако соблюдение элементарных правил противопожарной безопасности и надзора за сооружениями, а также использование антипиренов, повышающих огнестойкость древесины, позволяют значительно повысить противопожарные свойства древесины.

Главные достоинства деревянных оболочек – минимальный расход дерева и металла, хорошие теплоизолирующие свойства древесины и легкость конструкции.

К недостаткам относят необходимость устройства лесов для придания куполу точной проектной формы, сложность устройства проемов. Правда, есть купола специальной конструкции, возведенные без коренных лесов.

Деревянные купольные покрытия известны в отечественной практике с 1920-х гг. Первыми деревянными куполами в 1923 г. были перекрыты манеж и аудитории на ВСХВ в Москве (рис. 8.53). Купола оболочки выполнялись из ребер, кольцевых и косых настилов по ребрам, состоящих из 2–3 слоев досок толщиной 20–25 мм. Шаг ребер составлял 1–1,5 м. Ребра выполнялись из 3–4 слоев досок, изогнутых плашмя по меридиональному направлению, или в виде кружальных арок. В обоих случаях доски сшивались гвоздями. Формы первых куполов базировались на конструктивных идеях И. П. Кулибина по созданию многорешетчатых систем.

Тонкостенные деревянные купола для здания газгольдеров на Сталиногорском химкомбинате имели пролеты 33 и 28 м, на московских хлебозаводах № 7 (рис. 8.54) и 8 – 19,5 м. Тонкостенный деревянный купол для здания газгольдеров на Березниковском химкомбинате с пролетом 32,5 м и стрелой подъема 7,2 м опирался на железобетонное кольцо, воспринимающее распор. Купол имел форму сферы радиусом 21,75 м. Кровля – рубероидная. Полный вес купола – 56,6 т. Несколько позже был возведен купол Симоновского дворца культуры в Москве в виде деревянной ребристой оболочки вращения с диаметром в плане 59 м и стрелой подъема 15,3 м. Здесь ребра с наибольшей высотой сечения 1,5 м имеют шаг по опорному кольцу 6 м. Расход дерева на 1 м2 плана – 58,3 кг/м2, расход металла –1,71 кг/м2.

Помимо названных деревянных куполов были построены купола на Московском ипподроме (пролет 20 м, 1931 г.), для цирков в Саратове (диаметр 46 м, рис. 8.55), в Иваново (диаметр – 50 м, кровля из металла, арх. С. А. Минофьев, рис. 8.56), в Баку (диаметр в основании – 67 м, стрела подъема – 27 м, шаг арок вдоль круговой опоры – 8 м).

Но самым выдающимся инженерным творением 1930-х гг. считается деревянное купольное покрытие Универсального спортивного комплекса "Крылья Советов", построенного в 1931 – 1934 гг. в Москве (рис. В.31).

Разработанные в МАРХИ под руководством проф. М. С. Туполева деревянные купольные сооружения в форме геодезических сферических поверхностей,

М. Горький у хлебозавода № 7 (на заднем плане виден деревянный купол)

Рис. 8.54. М. Горький у хлебозавода № 7 (на заднем плане виден деревянный купол)

Первый деревянный купол в России – манеж животноводства на ВСХВ. Москва, 1923 г.

Рис. 8.53. Первый деревянный купол в России – манеж животноводства на ВСХВ. Москва, 1923 г.

Строительство купола цирка. Саратов, 1928–1933 гг.

Рис. 8.55. Строительство купола цирка. Саратов, 1928–1933 гг.

Купол цирка в Иваново, 1933 г. (функционировал без единого капремонта до 1977 г., затем был взорван, чтобы освободить место для нового цирка)

Рис. 8.56. Купол цирка в Иваново, 1933 г. (функционировал без единого капремонта до 1977 г., затем был взорван, чтобы освободить место для нового цирка)

аппроксимированных треугольными гранями, нашли применение при строительстве крытого тока под Москвой (1950), игрового павильона в пионерлагере "Юность" под Москвой (1961).

В тот же период времени деревянные купола и своды строились в широких масштабах и в зарубежных странах: павильон детских игр (г. Блекпул, США), аудитория Высшей школы (штат Техас, США) с 16 криволинейными меридиональными ребрами, опирающимися на железобетонные фундаменты, спортзал (штат Монтана, США, 1956 г., арх. О. Берг, Ф. Вильсон) пролетом 91,5 м и высотой 15,3 м с 36 меридиональными клееными ребрами-арками сечением 17,5 х 50 см; спортзал (г. Солт-Лейк-Сити, США, 1968 г, арх. К. Янг и М. Фаулер) в виде решетчатого купола диаметром 105 м и высотой 35 м; купольное покрытие стадиона (г. Такома, США) диаметром 256 м с ребрами из клееной древесины и с кровлей из листов алюминиевого сплава и многие другие. Кстати, считается, что купол стадиона в г. Такома – самый дешевый купол большого пролета. Из вышеперечисленного очевидно, что купольные покрытия из арочных клееных деревянных ребер и сетчатые деревянные своды, позволяющие перекрывать большие пролеты, чаще всего используются в строительстве спортивных сооружений.

К перечисленным сооружениям можно еще добавить крытые стадионы во Флориде (США), пролет 90 м, в Ньюкасле (Англия, рис. 8.57), пролет 62 м; Колизеум колледжа в штате Кентукки (США), пролет 94 м; каток в Гренобле (Франция).

Национальным достоянием США считается ангар № 2, построенный

Спортивное сооружение близ Ньюкасла. Англия, 1950–1960 гг.

Рис. 8.57. Спортивное сооружение близ Ньюкасла. Англия, 1950–1960 гг.

в Калифорнии в 1943 г. (рис. 8.58). Он является одним из самых больших пространственных сооружений, построенных с максимальным применением деревянных конструкций. Размеры ангара – 327,9 м в длину, 90,6 м в ширину и 52,2 м в высоту. Ангар покрыт рифленым алюминием по асфальтовой стяжке. Параболическая форма поперечного сечения свода позволила разместить в нем соответствующего размера самолеты. В 1994 г. ангар был обследован и признан годным для эксплуатации. В настоящее время ангар № 2 является одним из двух оставшихся деревянных ангаров на Западном побережье США.

Впервые в нашей стране большепролетные деревянные клееные конструкции были применены при строительстве Дворца спорта в Архангельске (рис. 8.59). Примерно в то же время был запроектирован Дворец спорта в Твери.

Ангар № 2 в настоящее время. США, шт. Калифорния, 1943 г.

Рис. 8.38. Ангар № 2 в настоящее время. США, шт. Калифорния, 1943 г.

Дворец спорта в Архангельске (пролет арок – 63 м)

Рис. 8.39. Дворец спорта в Архангельске (пролет арок – 63 м)

По производственному признаку различают конструкции заводского изготовления, выполняемые механизированным способом в оборудованных помещениях, удобные для перевозки, легко монтируемые на постройке, и построечного изготовления, выполняемые непосредственно на месте возведения с применением малой механизации или вручную. Существуют конструкции промежуточного характера, которые могут изготавливаться на заводе и на стройке.

Плоские конструкции рассчитывают по известным формулам строительной механики. Меридиональные ребра купола воспринимают сжимающие усилия в оболочке по направлению меридиана и передают их на верхнее и нижнее кольца. Ребра состоят из нескольких слоев склеенных или сшитых гвоздями досок. Общая высота поперечного сечения ребер принимается из условия жесткости. Кольцевой настил воспринимает усилия, действующие в кольцевом направлении оболочки. Толщину досок этого настила принимают равной 19–25 мм. В нижней части купола, где могут возникать растягивающие кольцевые усилия, настил выполняют

из двух слоев досок. Оба слоя прибивают гвоздями. В верхней части купола, где действуют сжимающие кольцевые усилия, настил выполняют из одного слоя досок толщиной, равной двойному нижнему кольцевому настилу. Косой настил воспринимает сдвигающие усилия, которые возникают при несимметричной нагрузке на купол. Он состоит из одного слоя досок толщиной 16–25 мм, укладываемого сверху кольцевого настила под углом 45 к меридиональным ребрам (в виде "елочки"). Нижнее опорное кольцо воспринимает распор меридиональных ребер и работает на растяжение. Оно может быть железобетонным, деревянным или металлическим.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >