Блог Шаблон

---

Электронный журнал

Предотвращение аварий зданий и сооружений

Фермы сценического помещения мариинского театра

Государственный Академический Мариинский театр оперы и балета на протяжении 225 лет своей истории неоднократно достраивался, надстраивался и перестраивался, менялся внешний облик и внутреннее убранство театра. Строительные несущие и ограждающие конструкции в течение длительного периода эксплуатации претерпели структурные изменения, произошло накопление дефектов и повреждений.

По заказу Федерального государственного учреждения культуры «Государственный академический Мариинский театр» в 2008 году сотрудниками ООО «ВЕЛД» проведено обследование шатровой части здания над сценой.

Сцена Мариинского театра имеет прямоугольные размеры в плане 30,6×21,8 м. Высота от настила сцены до колосниковой площадки у портальной стены составляет 27,24 м, до нижнего пояса стропильных ферм – 22,6 м. Глубина трюма под сценой – 2,25 м.

Шатровая часть здания, расположенная над сценой, состоит их семи стропильных ферм, продольного аэрационного фонаря, связей по покрытию и кровли. Пролет стропильных ферм составляет 32,00 м, высота на опорах – 3,00 м, в коньке – 9,95 м (рис.1). Шаг ферм – 2,84 м, ширина панелей – 4,00 м. Угол наклона верхних поясов – 24º. Высота аэрационного фонаря – 3,60 м, пролет – 8,00 м, длина – 17,00 м. На высоте 2,40 м относительно нижних поясов ферм к раскосам и стойкам решетки крепятся тяжи и подвески сценического оборудования и рабочих площадок. На высоте 4,18 м располагается сквозной деревянный настил колосникового типа.

Стропильные фермы – клепаные трапецеидального очертания. Система решетки – треугольная с дополнительными элементами в сочетании раскосной решеткой.

Габаритные размеры ферм и сечения элементов приведены на рис.1 и в табл.1.

Исследование температурно-влажностного режима колосникового помещения проведено при использовании двухканального термогигрометра «ТЕМП-3.2». Замеры относительной влажности и температуры производились в двенадцати различных точках (рис.2).

В колосниковом помещении имеет место равномерное распределение исследуемых параметров: относительная влажность составляет 34÷36%, температура – 23,9ºС.

Рис.1. Схема металлической фермы с указанием номеров сечений элементов

Таблица 1

Эскизы сечений

Рис.2. Схема расположения точек замеров в колосниковом помещении

В металлических фермах имеют место незначительные местные прогибы элементов.

Твердость элементов металлических ферм замерялась прибором «ТЭМП-4». Результаты замеров приведены в табл.2.

Таблица 2

Прочностные характеристики элементов стальных ферм

№ п/п	Наименование конструктивного элемента	НВ, среднее	σв, кгс/см2	σт, кгс/см2	Марка стали
1	Ферма	94,0	3431	2060	Ст2кп
2	Ферма	96,0	3504	2100	Ст2кп
3	Ферма	95,0	3460	2080	Ст2кп

В результате анализа данных неразрушающего контроля по определению прочностных характеристик стали установлено, что материал ферм соответствует марке стали Ст2кп.

Для определения прогибов сценического помещения использовался нивелир 3Н-2КЛ. Геодезическая рейка устанавливалась на нижних поясах ферм в трех характерных положениях: на левой и правой опорах и посередине пролета. Результаты обработки замеров приведены в табл.3.

Таблица 3

Максимальные прогибы металлических ферм

Максимальные прогибы металлических ферм не превышают предельных значений.

Расчет металлических ферм Мариинского театра производился по действующим нормам проектирования с введением в расчет полученных в результате обследования геометрических параметров конструкций, фактической прочности материалов по уточненным расчетным схемам с учетом имеющихся дефектов и повреждений [2]. Расчет производился на программных комплексах «Lira 9.4» и «Stark_ES».

К узлам металлических ферм прикладывалась следующая нагрузка: снеговая, собственная масса светоаэрационного фонаря и связей по покрытию, масса решетчатого деревянного настила колосникового помещения, а также технологическая нагрузка от штанкет, декораций, софитного подъема, тельферов и рабочих площадок для обслуживания оборудования на различных уровнях. Эпюра продольных сил приведена на рис.3.

Рис.3. Эпюра продольных сил в металлической ферме

Максимальные продольные силы в верхнем и нижнем поясах металлической фермы получены в средних панелях, а для элементов решетки – в опорных стойках и раскосах. Минимальный запас несущей способности – 16,5% выявлен в верхних раскосах, расположенных под светоаэрационным фонарем.

При анализе результатов расчета ферм, полученных с применением разных программных комплексов, погрешность вычислений составляет 4,5÷5%.

В результате проведенных комплексных исследований можно сделать вывод о том, что фермы сценического помещения находятся в работоспособном состоянии.

Библиографический список

1. СП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. – М.: ФГУП ЦПП, 2003.

2. СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций. – М.: ФГУП ЦПП, 2004.

<<Назад