Дерево в спортивных сооружениях

14.3. Деревянные клееные конструкции

Основная область применения деревянных клееных конструкций — по­крытия малых, средних и больших пролетов спортивных залов и бассейнов. Широкое применение клееной древесины в этих сооружениях объясняется высокими эстетическими качествами конструкций, возможностью создания оригинальных архитектурных форм. К тому же деревянные клееные конст­рукции имеют малый объемный вес, высокую удельную прочность и жест­кость, химическую стойкость, малый коэффициент теплопроводности. Де­ревоклееные конструкции изготавливаются из экологически чистого мате­риала и обеспечивают при этом сбережение энергоресурсов,т.к. расход энер­гии на изготовление единицы продукции из древесины в 5 — 7 раз ниже, чем из железобетона или металла. Из клееной древесины могут создаваться раз­личные системы несущих конструкций, к наиболее распространенным ти­пам относятся балки, рамы, арки различного очертания, пространствен­ные конструкции в виде ребристых и сетчатых куполов, цилиндрических и сферических оболочек, складок, коноидов, гипаров и т.д.

Балочные конструкции применяют в комбинации с деревянными, сталь­ными или железобетонными стойками. Их сечения бывают сплошные пря­моугольные, коробчатые или двутавровые. Предпочтительны балки сплош­ного сечения, так как они наиболее просты в изготовлении, имеют боль­шую огнестойкость, более эстетичны. Рациональные пролеты балок — 12 — 18 м, реже их применяют для перекрытия пролетов 24 м и совсем редко — 30 м. Иногда для создания дополнительных световых проемов и для придания выразительности зданию балки покрытия могут иметь изломы (рис. 14.3.1).

Бассейн в Регенсбурге (Германия), представляющий в плане квадрат 64 х 64 м, перекрыт с помощью 24 висячих главных балок, опирающихся по пе­риметру здания на железобетонные стойки, а в центре — на деревянное кольцо, которое передает горизонтальные усилия на центральную железо­бетонную опору. Между главными балками с шагом 2,5 м расположены вто­ростепенные, а по ним двойной настил толщиной 50 мм (рис. 14.3.2).

484 Физкультурно-спортивные сооружения

Рамные конструкции являются одновременно несущими элементами стен и покрытий. Они позволяют лучше использовать внутренний объем здания. Обычно рамные конструкции собираются из гнутоклееных полурам, пря­молинейных элементов, закругленных и прямолинейных элементов и т.д. Существуют различные способы соединений ригеля со стойкой: либо с по­мощью накладок и нагелей, либо с помощью специальных деревянных вста­вок, вклеенных стержней и т.п. Жесткое крепление опорных частей рам к фундаментам обеспечивают с помощью металлических профилей или вкле­енных стержней.

Иногда рама может быть составлена из нескольких элементов. Демонст­рационный зал дворца спорта в Твери перекрыт рамами, каждая из которых собирается из консольных прямой и гнутой балок и шарнирно опирающей­ся на них балки пролетом 30 м (рис. 14.3.3). Левая консольная балка опирает­ся на наклонную железобетонную стойку, а ее конец крепится металличес­ким тяжем к трибуне. Правая гнутая балка опирается одним концом на фун­дамент, а на другом конце имеет горизонтальную связь, крепящую ее к покрытию вспомогательного блока. Каждая рама состоит из двух элементов общим сечением 400 х 1650 мм с увеличением высоты сечения на левой опоре до 2000 мм. Шаг рам -6 м, кровельные утепленные вентилируемые панели имеют внутреннюю обшивку из досок. Кровля — из алюминиевых профилированных листов.

Трехшарнирные криволинейные арочные конструкции — рациональ­ный тип деревоклееных конструкций. Во многих случаях эти конструк­ции более эффективны, чем железобетонные или металлические. Спортив­ный зал Дворца спорта в Архангельске (рис. 14.3.4) размером 63 х 72 м перекрыт деревоклееными круговыми арками пролетом 63 м, располо­женными с шагом 6 м. Стрела подъема арок —11 м, сечение — 320 х 1600 мм. Горизонтальные усилия воспринимают железобетонные конструк­ции трибун с одной стороны и поперечные стены-диафрагмы — с дру­гой. Поверх арок расположены кровельные вентилируемые панели 1,5 х 6,0 м с нижней обшивкой из перфорированного цементного фибролита и алюминиевой профилированной кровлей.

Пример перекрытия спортивного зала небольшого пролета — на стадио­не «Спартак» в Москве, где теннисный корт перекрыт круговыми арками пролетом 18 м, сечением 140 х 600 мм, поставленными с шагом 3 м. Ограж­дение вдоль здания выполнено из стекла, а торцевые стены — из экструзи­онных асбесто-цементных панелей толщиной 120 мм, закрепленных к фах­верку из клееных деревянных элементов. Покрытие — из утепленных пане-

КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЙ СПОРТИВНЫХ СООРУЖЕНИЙ 485

лей на деревянном каркасе с дощатой подшивкой, кровля — из профилиро­ванных алюминиевых листов.

Треугольная арочная конструкция может быть образована из прямоли­нейных балок. Каркас навеса над искусственным катком в Ганновере состоит из двенадцати треугольных арок пролетом 40,8 м, расположенных с шагом 6,3 м. Каждая арка собирается из двух соединенных в коньке шарниром спа­ренных балок переменного сечения общей шириной 280 мм и высотой от 1100 до 1550 мм и затяжек из двух стальных стержней диаметром 36 мм.

Иногда сложные условия строительства могут вызвать не совсем обыч­ное конструктивное решение. Так, в Зельбе (Германия) двускатное покры­тие здания искусственого катка размером 73 х 60 м (рис. 14.3.5) образовано главной аркой пролетом 73 м, передающей половину нагрузки от покрытия на поперечные стены, криволинейными ребрами сечением 200 х 1750 мм, опирающимися на продольные стены и главную арку. Такое решение вызва­но насыпным грунтом под одной из продольных стен здания. Стрела подъе­ма главной арки — 16,4 м, она образуется из трех элементов сечением 200 х 2000 мм. По криволинейным ребрам уложены прогоны с шагом 1,7 м и на­стил из двух слоев шпунтованных досок.

Пространственные деревоклееные конструкции дают возможность создать наиболее изящные и экономичные архитектурные сооружения, где в стати­ческую работу включаются несущие и ограждающие элементы покрытия.

Источник

Применение деревянных конструкций для трансформирующихся спортивных сооружений

Система трансформации разнообразных конструктивных элементов в спортивном сооружении позволяет решить вопросы организации и функционирования пространства здания, перемещения в разных плоскостях планировочных и конструктивных элементов. Из множества вариантов трансформации элементов спортивного сооружения можно выделить трансформацию кровли, такая система позволяет адаптировать одно и то же пространство под разнообразные функциональные требования. Принципиальных схем устройства кровли так же много, как и различных вариантов автоматизации, придуманных человечеством за всю историю, что представляет собой бескрайние возможности для архитектурного и конструктивного творчества. Рассмотрим несколько примеров применения деревянных конструкций для трансформации кровли в спортивном сооружении.

а, б, в. Варианты трансформации конструкций деревянной кровли

Вариант 1. Спортивное сооружение перекрывается деревянным сооружением, выполненным в виде цветка из переплетающихся лепестков. Такая конструктивная система может трансформироваться для разных видов спорта и культовых мероприятий, раскрывая внутреннее пространство естественному свету с помощью приводных механизмов. Лепестки в кровле могут автоматически подниматься и опускаться в зависимости от температурно-влажностного режима внешней среды. Деревянная конструкция кровли при ее трансформации позволяет сократить время открывания и закрывания за счет легкости и подвижности, а складчатая форма конструкций придает кровле большую пространственную жесткость (а).

Вариант 2. Спортивное сооружение перекрывается деревянным сооружением, выполненным в форме эллипса, который крепится к опорному кольцу и поделен на секторы. Такая конструктивная система кровли может трансформироваться под разные виды спорта и культовых мероприятий, открывая или закрывая объект в зависимости от погодных условий. Конструкция кровли поделена на нижние и верхние секторы, одни автоматически приводятся в движение и «наезжают» на другие с помощью механизмов, обеспечивая объекту естественное попадание солнечных лучей. Деревянная конструкция из-за своей легкости и прочности позволяет верхние секторы сделать подвижными, сосредоточив нагрузку на нижние секторы и опорное кольцо. Таким образом, деревянная конструкция кровли при трансформации будет жесткой и устойчивой – это позволит добиться приемлемого архитектурного и конструктивного решения (б).

Вариант 3. Спортивное сооружение перекрывается деревянным сооружением, напоминающим по форме гиперболический параболоид, состоящий из неплоских четырехугольников. Это покрытие делится на разные четырехугольные отсеки, которые частично трансформируются и дают возможность пропускать часть солнечного света, падающего на кровлю. Деревянная конструкция кровли позволяет частичные отсеки сделать автоматическими, которые могут открываться и закрываться. Такая конструктивная система кровли благодаря дереву не выпускает холод из сооружения в теплое время года и задерживает тепло в холодное. Это способствует значительной экономии электроэнергии при эксплуатации спортивных сооружений. Объекты, перекрытые гиперболическим параболоидом, выражают свою тектоничность, а конструкция служит художественным воплощением образа (в).

Источник