Исаева Е.П.
СОВРЕМЕННЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ТРУБОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ *
Аннотация:
в работе рассматривается применение конструкций из трубобетона при строительстве уникальных зданий и сооружений в разных странах мира.
Ключевые слова:
материал, трубобетон, уникальное сооружение, небоскреб, мост
DOI 10.24412/2712-8849-2024-170-817-822
Одной из наиболее серьезных проблем современного строительства уникальных зданий является необходимость применения эффективных несущих элементов, увеличивающих надежность строений. Кроме того, немаловажными факторами в этом вопросе выступают ускорение темпов строительства, снижение веса конструкций и уменьшение общих затрат.В решении данной проблемы следует обратить внимание на использование конструкций из трубобетона. Трубобетонные конструкции представляют собой металлическую оболочку, заполненную бетоном. Такая комбинированная система соединяет достоинства применения стали и железобетона воедино, а именно – прочность, устойчивость, сопротивление удару и резонансу. Помимо этого, применение подобных конструкций позволяет значительно сэкономить расход стали и бетона, а это ведет как раз к уменьшению массы и объема всей конструкции, к сокращению общих затрат на строительство.Первые исследования трубобетона датированы началом двадцатого столетия. Изначально они проводились, дабы воспрепятствовать развитию коррозии на внутренней поверхности трубчатых колонн. Именно с вышеупомянутой целью, в 1902 г. в Париже Джонс Севел испытал стальную трубу, которую предварительно заполнил бетоном. Проведенное им испытание показало, что несущая способность трубобетонной колонны оказалась на четверть выше, нежели суммарная несущая способность трубы и бетонного сердечника, которые были испытаны по отдельности. Первой методикой по расчету трубобетонных конструкций является научная работа профессора А.А. Гвоздева, опубликованная в 1932 году. [1] Особенно актуально их применение при строительстве ответственных сооружений – мостов, метро, высотных зданий. Первым опытом использования трубобетонных конструкций в Советском Союзе является строительство Володарского моста через р. Неву в Санкт-Петербурге (Ленинграде) под руководством Г.П. Передерия. Конструктивно мост представлял собой безраскосную ферму длиной 101 м, верхний параболический пояс которой выполнен из 40-трубного пакета из труб 140х5 мм. Сечение арки в модели прямоугольное 33х17 см2, армировано 8 трубками 63х3 мм, расположенными в 2 горизонтальных ряда по 4 трубки с просветами в 24 мм./Рис. 1. Володарский мост в Санкт-Петербурге до реконструкции.Наиболее широкое распространение, на данный момент, трубобетон получил в Китае, где создана большая нормативная база его применения в строительстве. Исследование трубобетонных конструкций в Китае возникло в 80-е годы прошлого столетия, а уже в 1991 г. в провинции Сычуань был построен первый трубобетонный арочный мост с пролетом 115 м. В Китае вид трубобетонных арочных мостов получил очень широкое применение из-за возможности применения больших пролетов и обеспечения большой грузоподъемности. Они имеют низкую стоимость, внешний вид отвечает эстетическим требованиям. [3]На данный момент, в Китае построено более 300 арочных трубобетонных мостов, в том числе и мост через Янцзы Chongqing Wushan Bridge. Данный мост с пролетом 460 метров и стрелой подъема 280 метров был построен в 2005 г., диаметр стальной трубы 1,22 метра, толщина стенки трубы 22-25 миллиметров, вес рабочего сегмента – 128 тонн. [3]/Рис. 2. Трубобетонный арочный мост Chongqing Wushan Bridge.Кроме мостов, довольно широкое распространение получил трубобетон и при строительстве небоскребов. К примеру, в том же Китае создано уже более 30 высотных зданий с высокопрочными трубобетонными колоннами. Использование трубобетонных контрукций невероятно актуально в зонах высокой сейсмичности и одним из примеров применения трубобетона в подобных районах является 72-тажный небоскреб SEG Plaza, который, к тому же, представляет собой еще и самый высокий в мире каркас из трубобетона. Высота здания вместе с антеннами составляет 356 метров (без них – 292 метра), расположено в Шэньчжэне на пересечении Shennan Boulevard и Hua Qiang Bei. SEG Plaza был спроектирован и построен с учетом возможности возникновения землетрясения в 7 баллов. [2]/Рис. 3. Небоскреб SEG Plaza в Шэньчжэне.Примером современного использования трубобетонных конструкций в европейских зданиях является 62-этажный небоскреб коммерческого банка в центре Франкфурта-на-Майне, построенный в 1997 г. Высота здания составляет 259 метров (вместе с антенной – почти 300 метров) и на момент строительства был самым высоким небоскребом в Европе. Основой каркаса Коммерцбанк-Тауэр является жесткое ядро из трех колонн треугольного поперечного сечения, выполненных их трубобетона. Размер грани колонн составляет 1,4 метра, сталь для изготовления колонн – St-460, заполнены бетоном класс В65./Рис. 4. Небоскреб Коммерцбанк-Тауэр, Франкфурт-на-Майне, Германия.В Соединенных Штатах Америки конструкции из трубобетона так же получили широкое распространение. Американская фирма «Skilling Word Magnusson Berkshire Inc.» в 1970 г. разработала особую конструктивную схему возведения высотных зданий, которая основана на использовании трубобетонных конструкций из стали и сверхвысокопрочного бетона. Системе было дано название «SWMB», что соответствует аббревиатуре компании. Впервые данная технология была применена при строительстве небоскреба Two Union Square, построенном в 1987-1989 годах. Здание расположено в Сиэтле, высота без флагштока составляет 230,7 метров (с флагштоком – 243 метров). Основные несущие конструкции небоскреба представлены четырьмя трубобетонными колоннами, а по контуру здания расположены еще 14 трубобетонных колонн диаметром 910-1360 мм нижней части и 410 в верхней части. Расходы на строительство сократились на 30% по сравнению с вариантом применения железобетонных колонн. Более десяти небоскребов в США было построено на основе данной эффективной конструктивной схемы.Подводя итог, можно лишь в очередной раз подтвердить, что использование конструкций из трубобетона является достойным вариантом при строительстве таких уникальных и ответственных зданий как мосты, небоскребы, а также при строительстве в зонах высокой сейсмичности.
Номер журнала Вестник науки №1 (70) том 3
Ссылка для цитирования:
Исаева Е.П. СОВРЕМЕННЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ТРУБОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ // Вестник науки №1 (70) том 3. С. 817 - 822. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/12549 (дата обращения: 18.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2024. 16+