Покрытие трибун стадиона

(51)7 04 7/00, 04 3/10, 04 3/12 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ(76) Мальцев Григорий Васильевич Мальцев Игорь Григорьевич(56) Газета Росро от 02.03.2004(57) Предлагаемая полезная модель Покрытие трибун стадиона относится к области строительства и может быть использована преимущественно при их реконструкции, а также при возведении других большепролетных сооружений, включая крышу над всей площадью стадиона. Задача полезной модели - быстровозводимость,при одновременном достижении малого расхода основных стройматериалов - стали и бетона всего сооружения, а также удобство эксплуатации и получение запоминающегося образа сооружения. Достигается это тем, что в покрытии трибун стадиона, включающем закрепленную к опорам с передней стороны трибун большепролетную продольную конструкцию, опорную конструкцию с тыльной стороны трибун, поперечные балки с уложенными по ним элементами ограждающих конструкций, согласно полезной модели, большепролетная продольная конструкция и опорная конструкция с тыльной стороны трибун выполнены в виде решетчатых ферм, при этом опоры выполнены в виде стальных колонн, размещенных преимущественно у проходов на стадион. Верхние пояса поперечных балок выполняются преимущественно желобообразными для обеспечения совместно с арочными панелями организованного отвода воды от атмосферных осадков, что исключает образование подтеков,зачастую возникающих при малоуклонных кровлях, и сосулек по нижнему краю покрытия. 209 Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при возведении покрытий над трибунами больших стадионов, преимущественно при их реконструкции, а также для других большепролетных сооружений, включая покрытие над всей площадью стадиона. Известны покрытия трибун, опирающиеся со стороны футбольного поля на стойки, установленные вдоль передних сидений, а с тыльной на конструкции трибун, например, на главном стадионе г. Астаны. Недостатком таких покрытий являются стойки, мешающие свободному обзору поля зрителями(Газета Росро от 25.06.2002). Известно консольно-подвесное покрытие трибун, в котором с тыльной стороны оно также опирается на конструкции трибун, а с наружной подвешено к расположенной вдоль трибун большепролетной конструкции в виде вантовой фермы прологом 133 м. Недостатком является большая стоимость работ по усилению конструкций трибун в местах опирания тыльной стороны покрытия в случае его возведения над существующими трибунами (Научно-технический реферативный сборник Строительство и архитектура, серия 8. Строительные конструкции. Строительная физика, выпуск 17, М. 1980). Известно покрытие трибун в виде козырька на стадионе Эль Садар в г. Пампалона в Испании, в котором основными несущими конструкциями являются консольные фермы вылетом до 36 м, опертые с тыльной стороны трибун на массивные пилоны. Недостатком является большая стоимость пилонов и очень большой объем земляных работ на предстадионных площадях, сложность использования для районов с повышенными снеговыми нагрузками, (плакат по рекламированию светопрозрачных панелей типа ). Прототипом к предлагаемому является покрытие, которое смонтировано над существующими трибунами при реконструкции стадиона в Южнокорейском городе Тэгу, где с передней стороны трибун покрытие оперто на большепролетную продольную конструкцию в виде решетчатой арки, а с тыльной - на частоустановленные с наружной стороны стен стадиона стойки-раскосы, причем все их оголовники между собой и с опорными частями арки соединены системой продольных связей, выполненной по внешнему виду идентичной с решетчатой аркой. Стойки-раскосы соединены с аркой в пролете поперечными балками, по которым уложены посредством прогонов элементы ограждающих конструкций. Арка закреплена к опорам, выполненных в виде массивных железобетонных пилонов (Газета Ргоспорт от 02.03.2004). Недостатком данного решения является повышенная материалоемкость строительных конструкций и, как следствие, их большая стоимость, необходимость длительного перерыва в функционировании стадиона в период строительных работ,невозможность использования после монтажа покрытия существующих прожекторных мачт для ос вещения футбольного поля, недостаточная надежность сооружения при сейсмических толчках повышенной интенсивности. Большая стоимость вызвана в основном значительным объемом работ по устройству фундаментов по всему периметру стадиона и массивных пилонов,воспринимающих большие распорные усилия от арок и выполненных высотой почти до верха трибун, значительным расходом стали на арки, пролет которых почти равен длине продольной оси стадиона, а также излишним расходом стали на стойкираскосы, поперечные балки, ложную арку. Длительный перерыв в функционировании стадиона вызван также большим объемом земляных и бетонных работ по всему периметру стадиона, причем в условиях реконструкции одновременно, а также необходимостью переноса подземных инженерных сетей с этих мест. Многодельность конструкций и их усложненность объясняются малоповторяемостью по размерам массовых конструкций из-за криволинейности элементов сооружения. Невозможность использования существующих прожекторных мачт объясняется большой высотой от уровня земли элементов ограждающих конструкций, расположенных в уровне верха арки. Недостаточная надежность объясняется большой чувствительностью арок к смещению опор,вероятность возникновения которых во время сильных землетрясений не исключена из-за больших распорных усилий от арки на грунт. Задача предлагаемой полезной модели - снижение материалоемкости и стоимости, повышение сейсмостойкости, сохранение при работах по реконструкции стадиона существующих конструкций и инженерных систем без их переделок и усиления,включая трибуны и прожекторные мачты, снижения трудоемкости и сроков монтажа, а также обеспечение повышенной архитектурной выразительности и запоминающегося образа сооружения. Это достигается тем, что в известном покрытии трибун, включающем закрепленную к опорам большепролетную продольную конструкцию вдоль передней стороны трибуны, опорную конструкцию вдоль тыльной ее стороны, поперечные балки и опертые на них элементы ограждающих конструкций, согласно изобретению, большепролетная продольная конструкция с передней стороны трибун выполнена в виде решетчатой фермы, а опорная конструкция вдоль тыльной стороны выполнена также в виде решетчатой фермы, как и большепролетная продольная конструкция передней стороны трибун, при этом опоры выполнены в виде стальных колонн, размещенных преимущественно у проходов на стадион, при этом стальные колонны с каждой стороны решетчатых ферм объединены связями в пространственные опоры повышенной сейсмостойкости, с закрепленными к каждой из них непосредственно нескольких решетчатых ферм или через распределительные балки, включая консольные. при этом пространственные опоры состоят преимущественно из трех колонн. 2 209 Решетчатые фермы установлены преимущественно под углом друг к другу с контактированием их верхних поясов по крайней мере в средней части,причем уклон ферм и размеры привязки их в плане назначены из условия исключения образования тени от ферм на футбольном поле при освещении его от прожекторных мачт. Верхние пояса решетчатых ферм выполнены арочного очертания и преимущественно из одиночных труб большого диаметра. Верхние пояса смежных наклонных ферм по крайней мере в средней части объединены в единый стержень с образованием из двух наклонных ферм единой трехгранной фермы. Одна из колонн, являющаяйся преимущественно общей для передних решетчатых ферм смежных трибун, может быть установлена в створе прохода на стадион, а две другие колонны - по обе стороны прохода с наружной стороны стен стадиона. В другом варианте две колонны установлены по обе стороны прохода с наружной стороны стен стадиона, а третья - также за пределами стен стадиона. Поперечные балки установлены с креплением их к нижним поясам решетчатых ферм и выполнены по крайней мере с одного конца консольно и в сечении имеют преимущественно желобообразную форму с возможностью размещения в них снегостаивающих элементов, в т.ч. электрокабелей. Элементы ограждающих конструкций выполнены преимущественно в виде выгнутых панелей, в т.ч. светопрозрачных, и опертых своими концами на кромки поперечных балок. Поперечные балки установлены поверх нижнего пояса решетчатых ферм с выполнением в виде цельных монтажных элементов. Поперечные балки могут быть выполнены решетчатыми. Внутренние кромки покрытия над каждой из шести трибун стадиона выполнены прямолинейными и расположены в плане в виде вытянутого шестиугольника в овале наружных стен стадиона. Колонны полагаются, преимущественно, у концов решетчатых ферм по их осям. В условиях реконструкции, когда установка колонн в желаемых местах оказывается затрудненной, например, из-за расположенных в этих местах сложных подземных коммуникаций, они выполняются смещенными с осей решетчатых ферм с установкой поверх колонн распределительных балок, в т.ч. консольных. При этом для уменьшения общей высоты опирание ферм на консоли возможно их верхними поясами. Колонны расположенных по соседству решетчатых ферм выполнены, преимущественно, развязанными между собой вертикальными связями с образованием единой сейсмоустойчивой пространственной опоры для нескольких ферм. При этом количество колонн в такой пространственной опоре преимущественно равно трем. Объясняется это тем, что, во-первых,при размещении колонны под переднюю решетчатую ферму непосредственно в створе прохода, она используется и для опирания расположенной под углом в плане одноименной фермы соседней трибуны, а, во-вторых, применение в пространственных вертикальных конструкциях трех стоек (колонн) является наиболее экономичным. В прилагаемых чертежах на фиг. 1 показан план стадиона, имеющего шесть трибун, на фиг. 2 вид снизу на покрытие отдельной трибуны, на фиг. 3 - поперечный разрез 1-1 с фиг. 1, на фиг. 4 - поперечный разрез 2-2 с фиг. 3, на фиг. 5 - общий вид покрытия одной из продольных трибун с верха противоположных трибун стадиона. Покрытие отдельных трибун включает переднюю решетчатую ферму 1 вдоль передней стороны трибуны, тыльную решетчатую ферму 2 над ее тыльной стороной, преимущественно развязанные связями металлические колонны 3, размещенных в большинстве случаев у проходов на стадион, поперечные балки 4, на которые оперты элементы ограждающих конструкций 5, преимущественно в виде выгнутых светопрозрачных панелей. Вместо решетчатых ферм 1 и 2 могут быть применены тонкостенные балки 6, а в случае несовпадения осей ферм 1 и 2 с осями колонн 3, поверх последних могут быть установлены распределительные балки 7, в т.ч. консольные. На фиг. 1 в нижней и посередине правой части чертежа изображены расположенные в проходах пространственные опоры из трех колонн, в левой средней части - то же из 4-х колонн, в верхней части чертежа - то же из 3-х колонн с расположением опоры полностью за пределами стен стадиона, в верхней правой части - опоры в виде отдельных колонн. Работа конструкций заключается в следующем. Все нагрузки, включая снеговые, ветровые, сейсмические, а также постоянные от ограждающих конструкций 5, поперечных балок 4, решетчатых ферм 1 и 2 последовательно передаются через распределительные балки 7 на колонны 3, от которых на фундаменты. Благодаря объединению колонн 3 между собой связями в единый пространственный блок,сечение колонн и размеры фундамента принимаются минимальными, что особенно важно для стесненных условий строительства при реконструкции. Благодаря объединению связями только верхних частей колонн 3, нижние их части получаются гибкими,чем значительно снижаются усилия от сейсмических толчков на все элементы покрытия. В случае вынужденного размещения опор полностью за пределами стен стадиона, две колонны, расположенные непосредственно у стен стадиона, испытывают сжимающие усилия, а третья, расположенная под тыльным концом консольной распределительной балки 7, испытывает растягивающие усилия. Поэтому этот частный случай менее экономичен, чем случай размещения третьей колонны непосредственно в проходе на стадион. В рассмотренном выше частном случае в качестве колонн могут быть использованы нижние части расположенных рядом одна от другой у стен стадиона двух прожекторных мачт. 3 209 Желобообразностью балок 4 предусматривается скатывание в них снега с выгнутых панелей 5 и стаивание его размещенными в желобах снегостаивающими элементами. При достаточной ширине желобов уборка снега в них удобна и вручную. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Покрытие трибун стадиона, включающее закрепленную к опорам с передней стороны трибун большепролетную продольную конструкцию, опорную конструкцию с тыльной стороны трибун, поперечные балки с уложенными по ним элементами ограждающих конструкции отличающееся тем, что большепролетная продольная конструкция и опорная конструкция с тыльной стороны трибун выполнены в виде решетчатых ферм, при этом опоры выполнены в виде стальных колонн, размещенных преимущественно у проходов на стадион. 2.Покрытие трибун по п. 1, отличающееся тем, что стальные колонны с каждой стороны решетчатых ферм объединены связями в пространственные опоры повышенной сейсмостойкости, с закрепленными к каждой из них непосредственно нескольких решетчатых ферм или через распределительные балки, включая консольные, при этом пространственные опоры состоят преимущественно из трех колонн. 3. Покрытие трибун по п. 1, отличающееся тем, что решетчатые фермы установлены под углом друг к другу с контактированием их верхних поясов по крайней мере в средней части, причем уклон ферм и размеры привязки их в плане назначены из условия исключения образования тени от ферм на футбольном поле при освещении его от прожекторных мачт. 4. Покрытие трибун по п. 1, отличающееся тем, что верхние пояса решетчатых ферм выполнены арочного очертания и преимущественно из одиночных труб большого диаметра. 5. Покрытие трибун по п.п. 1 и 3, отличающееся тем, что верхние пояса смежных наклонных ферм по крайней мере в средней части объединены в единый стержень с образованием из двух наклонных ферм единой трехгранной фермы. 6. Покрытие трибун по п. 2, отличающееся тем, что одна из колонн, являющеаяйся преимущественно общей для передних решетчатых ферм смежных трибун, установлена в створе прохода на стадион, а две другие колонны - по обе стороны прохода с наружной стороны стен стадиона. 7. Покрытие трибун по п. 2, отличающееся тем, что две колонны установлены по обе стороны прохода с наружной стороны стен стадиона, а третья - также за пределами стен стадиона. 8. Покрытие трибун по п. 1, отличающееся тем, что поперечные балки установлены с креплением их к нижним поясам решетчатых ферм, и выполнены по крайней мере с одного конца консольно и в сечении имеют преимущественно желобообразную форму с возможностью размещения в них снегостаивающих элементов, в т.ч. электрокабелей. 9. Покрытие трибун по п.п. 1 и 8, отличающееся тем, что элементы ограждающих конструкции выполнены преимущественно в виде выгнутых панелей, в т.ч. светопрозрачных, и опертых своими концами на кромки поперечных балок. 10. Покрытие трибун по п.п. 1 и 8, отличающееся тем, что поперечные балки установлены поверх нижнего пояса решетчатых ферм с выполнением в виде цельных монтажных элементов. 11. Покрытие трибун по п. 1, отличающееся тем, что поперечные балки выполнены решетчатыми. 12. Покрытие трибун по п. 1, отличающееся тем, что внутренние кромки покрытия над каждой из шести трибун стадиона выполнены прямолинейными и расположены в плане в виде вытянутого шестиугольника в овале наружных стен стадиона.