Деловая слава России


Новости




Экспертное мнение

Деловая слава России » Российская инженерная академия » Научные статьи » Проект футбольного стадиона

Российская инженерная академия » Научные статьи: Проект футбольного стадиона - 17-09-2015, 18:09

 

 

Виктор Владимирович ГРАНЕВ,
доктор технических наук, профессор,
генеральный директор ОАО «ЦНИИПромзданий»

 

Николай Геннадьевич КЕЛАСЬЕВ
кандидат технических наук, заместитель
генерального директора, главный инженер ОАО «ЦНИИПромзданий»,

 

ОСОБЕННОСТИ  КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ФУТБОЛЬНОГО СТАДИОНА НА 45000 ЗРИТЕЛЕЙ В РОСТОВЕ-НА-ДОНУ

 

В 2014 году проектная документация на данный стадион была разработана и получила положительное заключение ФАУ «Главгосэкспертиза России». В 2015 было принято решение об упрощении и оптимизации ранее утвержденного проекта для сокращения затрат и возможности экономии бюджетных средств. Учитывая, что до начала матчей чемпионата мира осталось немного времени, технические решения, заложенные в проектную документацию, должны быть просты, технологичны, экономичны, надежны, а также должны позволить в срок возвести данное сооружение.

 

 

В настоящее время ОАО «ЦНИИПромзданий» совместно с ООО «Стальпроект» выполняет переработку проектной документации футбольного стадиона на 45000 зрителей в Ростов-на-Дону. Учитывая опыт работы института по подобным объектам, выполненным в последние годы, таким как футбольные стадионы в Грозном и Казани, был проведен анализ проектных решений ряда отечественных и зарубежных стадионов аналогичного уровня и предложено другое проектное решение конструкций покрытия стадиона, что позволило сократить расход металла на данные конструкции [1, 2].

 

 

По критерию технической сложности сооружение стадиона является уникальным. Данный критерий определяется вылетом консолей покрытия свыше 20 м. Грунтовые условия площадки строительства сооружения стадиона оценены инженерно-геологическими изысканиями как сложные – III категории. Учитывая грунтовые условия и уникальность сооружения, параметр сейсмической опасности района для площадки строительства футбольного стадиона был принят равным 7 баллам. Проведенные впоследствии работы по микросейсморайонированию площадки строительства подтвердили балльность площадки – 7 баллов. Для большепролетных пространственных покрытий сложных форм, примененных в сооружении стадиона, в действующих нормативных документах отсутствуют данные о климатических нагрузках. В связи с этим для данного сооружения потребовалась разработка рекомендаций по определению снеговых и ветровых нагрузок на основании продувок модели сооружения в специализированной аэродинамической трубе. Для продувок была выполнена масштабная модель сооружения футбольного стадиона.

 

Проект футбольного стадиона Разрез одной из трибун футбольного стадиона

 


На модель устанавливались датчики давления, которые позволяли измерить среднюю составляющую давления. Общая устойчивость здания обеспечена совместной работой элементов каркаса здания, горизонтальных дисков перекрытия и покрытия. Учитывая вышеперечисленные факторы, принято решение запроектировать железобетонный каркас стадиона рамным в двух направлениях. Это позволит обеспечить прочность и устойчивость каркаса сооружения. Основными несущими конструкциями сооружения являются монолитный железобетонный каркас, состоящий из колонн, пилонов, стен, перекрытий, балок перекрытий, балок трибун и стальные конструкции покрытия. Настил трибун выполняется сборным железобетонным.

 

 

Сооружение футбольного стадиона, представляющее собой в плане прямоугольник с угловыми радиусами поворота около 67,5 м, включает футбольное поле, трибунные отсеки с подтрибунными помещениями и примыкающую по периметру коммуникационную зону. Вокруг сооружения на уровне 7,950 расположен стилобат, вокруг которого выполнено ландшафтное террасное озеленение территории. На рисунке приведен вид в разрезе одной из трибун футбольного стадиона.

 

 

Конструктивная схема здания представляет собой железобетонный балочный каркас с переменной сеткой колонн от 7275х7650 до 7650х9600 мм. Железобетонные конструкции сооружения разделены на отсеки антисейсмическими швами шириной 150 мм, что превышает суммарное максимальное значение взаимных перемещений двух смежных блоков. Фундаменты приняты свайными, монолитными, железобетонными:

 

• в виде ростверков под колонны, квадратными или прямоугольными в плане;
• в виде ленточных ростверков под стены;

• комбинированными, свайно-плитными в зоне колонн под конструкции покрытия.

 

 

Ростверки по верху связаны между собой монолитной железобетонной плитой толщиной 250 мм. Сваи применяются сборные забивные, железобетонные, составные сплошного квадратного сечения 350х350 с равнопрочным стыком по ГОСТ 19804-2012. Сваи выполнены из тяжелого бетона В35 на сульфатостойких цементах по ГОСТ 2266-94, так как степень сульфатной агрессивности воды к бетонам на портландцементе – агрессивная.

 

 

Расчетная вертикальная нагрузка на сваю без учета сил негативного трения по боковой поверхности сваи принята 800 кН (80 тс). Расчетные горизонтальные нагрузки на сваи – 36 кН (3,6 тс). Заделка свай в ростверк принята жесткой. Бетон ростверков – тяжелый, класса по прочности на сжатие В30. Максимальное вертикальное расчетное перемещение ростверков составляет 6,58 см. Армирование ростверков и плиты предусматривается арматурой класса А500С по ГОСТ Р 52544-2006 и А240 по ГОСТ 5781-82*. Под железобетонные ростверки и плиту выполняется подбетонка толщиной 100 мм из бетона класса по прочности на сжатие В10. В связи с тем, что грунтовые воды обладают агрес¬сивным воздействием на бетоны нормальной проницаемости (W4), в бетон ростверка и плиты пола при его приготовлении предусмотрено включение добавки «Пенетрон Адмикс», повышающей водонепроницаемость и сульфатостойкость.

 

 

Обратная засыпка пазух котлована производится песчаным грунтом с послойным трамбованием виброкатками и вибротрамбовками. Толщина слоя – не более 200 мм. Коэффициент уплотнения грунта – Купл.=0,95. Основные несущие колонны, воспринимающие нагрузку от металлических конструкций покрытия, запроектированы монолитными железобетонными диаметром 1200 мм. Рядовые колонны каркаса – монолитные железобетонные, диаметром 600 мм. Применение круглых колонн продиктовано решениями интерьеров и принято исходя из эстетических архитектурных требований. Балки перекрытий по колоннам в двух направлениях, сечением 400х800 (h) мм – поперек трибун, 400х700 (h) – вдоль трибун, балки трибун приняты сечением 550х800 (h) мм. Армирование балок принято симметричным, с учетом расчетов на устойчивость прогрессирующему (лавинообразному) обрушению.

 

 

Перекрытия – монолитные железобетонные толщиной 220 мм по монолитным балкам. Перекрытия армируются непрерывно, отдельными стержнями, связанными вязальной проволокой и уложенными в два ряда по высоте (верхняя и нижняя арматура) в двух направлениях. Лестничные марши наружных и внутренних лестниц, пандусы – монолитные железобетонные. Настил («гребенка») трибун – сборный железобетонный, выполняется с горизонтальными и вертикальными стенками толщиной 150 мм. Изготовление и монтаж данных конструкций в сборном варианте при незначительном увеличении стоимости позволит в дальнейшем не выполнять дополнительных работ по доведению видимых поверхностей до должного уровня качества поверхностей.

 

 

Монолитные железобетонные стены лифтовых шахт, наружные стены, стены лестничных клеток, диафрагмы жесткости приняты толщиной от 250 до 400 мм. Все монолитные железобетонные конструкции надземной части сооружения запроектированы из бетона по прочности на сжатие В35. Армирование  предусмотрено арматурой класса А500С по ГОСТ Р 52544-2006 и А240 по ГОСТ 5781-82*. Соединение рабочей арматуры 20 мм и выше в колоннах и балках предусматривается при помощи соединительных муфт типа «Lenton» производства фирмы «Erico» (ТУ 4842-196-46854090-2005), имеющих соответствующие сертификаты.

 

 

Основными несущими элементами покрытия стадиона являются 46 консолей, расставленные с разным шагом с опорой по оси «И» и уравновешенные оттяжками. Вылет консольной части составляет 51,34 м. Прогибы консолей не превышают 550 мм. Покрытие имеет две оси симметрии. В плане форма покрытия стадиона прямоугольная и имеет прямоугольный вырез размером 130,5 м х 91,8 м. Габарит покрытия 257,18 м х 218,48 м. Опирание покрытия на железобетонные конструкции осуществляется на отметках +17,750 и +33,430. Опирание на отметке +33,430 шарнирно-неподвижное и осуществляется через шарнир фирмы «Maurer». Для обеспечения неизменяемости конструкции по внешнему концу консоли запроектированы шарнирные затяжки, передающие усилие на железобетонные ростверки через преднатянутые анкерные устройства. Пояса консолей запроектированы из сварных трехстенчатых коробчатых труб прямоугольного сечения.

 

 

Стойки консолей и распорки представляют собой замкнутое сварное коробчатое сечение. Оттяжки приняты прутковыми, фирмы «Macalloy». Горизонтальные связи покрытия обеспечивают пространственную работу покрытия, а также создают жесткий диск. Горизонтальные связи приняты прутковыми, фирмы «Macalloy». Кровля стадиона – мембранная. Ограждающие конструкции выполняются с применением витражей и стеновых ограждений по фахверковым конструкциям. Расчет конструкций сооружения выполнен по сертифицированному программному комплексу «Лира» в соответствии с требованиями действующих нормативных документов и специальных технических условий. В ходе работы проведены расчеты на устойчивость к аварийным воздействиям, которые могут приводить к лавинообразному (прогрессирующему) обрушению конструкций сооружения при наиболее неблагоприятном сценарии локальных разрушений. В качестве локальных разрушений были рассмотрены следующие сценарии:

 


а) обрушение одной из железобетонной колонны блока трибун с подтрибунными помещениями в пределах одного яруса;
б) обрыв одной из оттяжек Г-образной консоли покрытия;
в) разрушение одного из элементов пояса плоской решетчатой фермы Г-образной консоли;

г) разрушение одного из элементов решетки плоской решетчатой фермы Г-образной консоли.

 


Устойчивость конструкций покрытия против лавинообразного (прогрессирующего) обрушения обеспечивается рациональным решением системы связей, повышающей степень статической неопределимости и обеспечивающей пространственную работу конструкции, устройством кольцевых распорок, включающихся в работу в случае отказа одной из основных консолей, а также применением конструктивных и технологических мер и материалов, способствующих развитию в элементах и соединениях пластических деформаций, снижающих сварочные напряжения.

 

 

В качестве одного из конструктивных мероприятий по защите от прогрессирующего обрушения железобетонных конструкций принято непрерывное армирование плит перекрытий арматурой в двух уровнях. Проведенные расчеты по каждому из вышеперечисленных сценариев показали, что прочность конструкций достаточна, при этом устойчивость частей сооружения обеспечена.

 

Литература:

 
1. Келасьев Н.Г. Особенности проектирования и строительства футбольного стадиона в Казани для проведения чемпионата мира по футболу // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 6. С. 51-55.
2. Лейкина Д.К., Файзуллин И.Э., Спектор Ю.И. Футбольный стадион на 45 тысяч зрителей в Казани // Промышленное и гражданское строительство. 2011.

№ 2. С. 7-11.

 

Межотраслевой альманах №50/2015 год



 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

АДИ СЛАВИЦА

Агентство деловой информации





МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты


Стройинвестиндустрия

КАЛЕНДАРЬ СОБЫТИЙ:

«    Апрель 2019    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
 

АРХИВ НОВОСТЕЙ:

Апрель 2019 (2)
Март 2019 (2)
Февраль 2019 (5)
Январь 2019 (4)
Декабрь 2018 (6)
Ноябрь 2018 (4)