В журнале «Наука и жизнь» № 5 за 1973 год была напечатана статья «Оболочки в строительстве». В ней рассказывалось о преимуществах пространственных конструкций, о применении их в различных странах.
Статья вызвала интерес у читателей. Редакция получила письма с просьбой рассказать об опыте сооружения пространственных конструкций в нашей стране, о новых, прогрессивных типах покрытий с большими пролетами. Обо всем этом рассказывают специалисты Ленинградского зонального научно - исследовательского и проектного института типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий (ЛенЗНИИЭП) - головного института, работающего в этой области.
Если вам доведется побывать в Челябинске, обязательно постарайтесь посетить новый торговый центр, который в ближайшее время войдет в строй. Придите сюда не только для того, чтобы купить товары, но и затем, чтобы увидеть и оценить легкость и изящество огромного купола, покрывающего здание, бетонного неба, которое раскинулось над площадью более гектара и не имеющего ни одной промежуточной опоры. Железобетонная оболочка таких больших размеров служит примером технических возможностей, открывшихся во второй половине нашего века перед архитекторами и строителями. Но в еще большей мере она демонстрирует новые архитектурно-композиционные перспективы, которые в корне могут изменить облик наших городов.
Сравнительная легкость стальных и железобетонных конструкций, возможность перекрывать действительно большие пролеты в короткие сроки и с небольшими затратами, художественная выразительность решений - вот достоинства оболочек, которые привлекают внимание архитекторов.
Прогрессивные пространственные конструкции с самого своего возникновения получили признание в нашей стране. Еще в 1934 году по проекту инженеров П. Пастернака и Б. Матэри здание Новосибирского театра было перекрыто самым большим в то время гладким железобетонным куполом. Диаметр этого купола составил 55,5 метра, а толщина - всего 8 сантиметров. Соотношение величины пролета и толщины конструкции оказалось 1 700!
Новосибирский купол убедительно показал преимущества тонкостенных конструкций, но в те времена выявились и их недостатки.
- Да, - говорили противники оболочек, - пространственные оболочки экономичней традиционных решений в виде балок и ферм с настилом по ним. Но фермы и балки можно готовить на заводах, их монтаж предельно прост, а, как быть с оболочками? Ведь их выполняют на месте, на деревянных лесах, повторяющих форму оболочки. А монолитный бетон хотя и дешев, но неиндустриален.
И действительно, в нашей стране с ее размахом строительства широкое распространение могли получить только те конструкции, которые выполняются не на месте, а на заводах. Конструкции, которые можно быстро и легко возвести на проектной отметке без дорогостоящих приспособлений.
Перед «оболочечниками», представителями новой, только, что родившейся ветви строительной науки, появилась четкая задача - доказать жизненность новых покрытий, их целесообразность со всех точек зрения - не только экономической, но и функциональной, архитектурной, объемно-планировочной и, конечно же, технологической.
Следует сказать, что эту комплексную задачу еще и сегодня нельзя считать полностью решенной, но те 3,5 миллиона квадратных метров площадей, перекрытых сборными пространственными конструкциями в нашей стране, свидетельствуют об успешном начале решения этой важной народнохозяйственной проблемы.
Уже сегодня в заводских условиях производятся многие типы сборных пространственных конструкций. На одном из заводов Управления Метростроя в Ленинграде изготавливают армоцементные оболочки для станций новой линии метрополитена. Весь процесс почти полностью автоматизирован и через каждые пятнадцать минут кран подает на термообработку отформованное изделие-тонкостенную оболочку крупных размеров.
На заводе «Металлострой» сегодня работает технологическая линия по производству оболочек двоякой кривизны, вернее, сборных элементов для этих оболочек. Производительность этой линии - 200 тысяч квадратных метров покрытий в год. Интересно, что первоначальные затраты труда на монтаж оболочки были очень высоки. Совершенствование конструктивного решения позволило снизить эти затраты более чем в четыре раза!
Сегодня известны десятки типов самых разнообразных пространственных конструкций. Многие из них применяются в отечественном строительстве, а их элементы изготовляются на заводах. Вот несколько примеров интересных решений.
На железнодорожных платформах можно видеть легкие складчатые армоцементные навесы, защищающие пассажиров от дождя. Складчатая конструкция - одна из простейших в обширной гамме пространственных конструкций. Образованные из плоских поверхностей, они просты в изготовлении и в монтаже. Складчатые конструкции могут перекрывать весьма большие сооружения, например, зал ожидания на Курском вокзале в Москве, легкоатлетический манеж Института физкультуры в Москве, покрытия аудиторий вузов в Ташкенте, Таллине, и т. д.
Над водной гладью бассейна на Литовской улице в Ленинграде, над трибунами для зрителей раскинулся свод из армоцементных элементов. Волнообразная форма поперечного сечения позволила уменьшить толщину стенок элементов до 15 - 20 миллиметров. Как здесь не вспомнить массивные своды культовых сооружений Древнего Рима и Греции!
Неподалеку от бассейна недавно выстроен автобусный парк, перекрытый железобетонным сводом с пролетом почти 100 метров.
Интересный потолок возведен ленинградскими строителями над демонстрационным залом одного из трикотажных ателье. Он состоит из пирамидок, вершины которых объединены общей тонкостенной плитой. Преимущества такой конструкции, названной «регулярной структурой», не только в архитектурной выразительности интерьера, но и, а возможности прокладки скрытых коммуникаций в любых направлениях (между пирамидами), в возможности возводить такое покрытие на любом произвольном плане и, конечно же, в его экономических преимуществах.
Но в списке наиболее эффективных решений покрытий общественных зданий с большими пролетами пальму первенства удерживают висячие и мембранные покрытия. Эти виды покрытий, работающих в основном на растяжение, выполняются из высокопрочных материалов - стальных канатов и листовой стали.
Дворец спорта «Юбилейный», перекрытый висячей системой из стальных вант, совершенством своей легкой, поистине воздушной конструкции вызывает восхищение не только ленинградцев и гостей из других городов страны, но, и зарубежных строителей. В городе Зуле (ГДР) аналогичное покрытие было решено возвести над городским залом. Ленинградские проектировщики и строители оказали помощь немецким друзьям. Несколько месяцев назад состоялось открытие этого сооружения. На очереди - покрытие спортивного зала в Берлине.
Висячие покрытия внедряют в строительную практику не только ленинградцы. Певческие эстрады в Таллине и Вильнюсе, киноконцертный зал «Украина» в Харькове, цирки в Куйбышеве, Донецке, Запорожье, рынки в Киеве и Черкассах, огромный, диаметром 160 метров, гараж в Киеве - это лишь малая часть зданий и сооружений, перекрытых висячими оболочками из тросов и плит. Но, пожалуй, наиболее рациональное решение применили ленинградские проектировщики при строительстве универсального спортивного зала диаметром 160 метров. Зал с трибунами на 25 тысяч зрителей, нормальным по размерам футбольным полем и конькобежной дорожкой перекрывается стальной листовой мембраной толщиной всего 6 миллиметров. Это сооружение будет самым большим крытым спортивным залом в Европе.
Но, и это не предел возможностей для покрытий с большими пролетами. В институте «Ленпромстройпроект» разработано покрытие лабораторного корпуса купольной конструкцией диаметром 230 метров.
Появление легких, высокопрочных тканей, полимерных пленок и плит делает прогноз о покрытиях километровых пролетов не утопией, а реальностью сегодняшнего дня. Располагая этими материалами, архитекторы и строители смогут создавать города под куполом, жители которых будут защищены от жестоких заполярных морозов и ветров. Есть все основания утверждать, что в ближайшем будущем в них будут жить наши современники.
НЕМНОГО ИСТОРИИ
Пространственные конструкции издавна применяются в архитектуре. Правда, в современных оболочках довольно трудно узнать купола и своды мечетей Востока, культовых сооружений Древней Греции и Рима. Каждая страна и эпоха на протяжении веков рождали собственную архитектуру, создавали характерные общественные здания. Но все они в той или иной мере дополняли и взаимно обогащали друг друга.
Купол Софийского собора в Константинополе не мог возникнуть без строи тельного опыта стран Востока и Древнего Рима, а последние не достигли бы совершенства подобных конструкций без опыта этрусков. Колоссальные купольные и сводчатые здания и сооружения, где использовались кирпичнобетонные конструкции Древнего Рима, наложили отпечаток на все дальнейшее развитие покрытий криволинейных форм.
X - XV века ознаменованы бурным расцветом строительного искусства на Руси. Используя опыт строителей Византии и Востока и в то же время вырабатывая собственные национальные традиции, зодчие Кие ва, Новгорода, Пскова и других городов создали непревзойденные шедевры архитектуры. Надо заметить, что в их сооружениях едва ли не главенствующая роль отведена была пространственным конструкциям - куполам и сводам.
На рубеже XIX века сооружение каменных сводчатых купольных покрытий, по существу, подошло к своему закату. Преимущества камня - способность воспринимать большие нагрузки, огнестойкость, долговечность - могли быть уже получены за счет применения более легких и эффективных материалов - стали и железобетона.
