Al final del verano, el Centro Lakhta asumió un nuevo desafío. Se trata de instalar el Arco de la entrada principal. Los constructores realmente necesitan tener tiempo para ensamblar las estructuras metálicas básicas a cero grados.
Se acerca el invierno. Es importante alcanzarlaEl arco de la entrada principal en sí mismo es interesante no solo por este hecho. No quiero usar la descripción que ya se ha borrado en relación con el Centro Lakhta: "un diseño único", pero no hay salida. La entrada al complejo es un diseño único.
En primer lugar, porque el tramo no soportado del arco es de 125 metros. Al mismo tiempo, el punto de referencia generalmente aceptado para la unicidad de gran envergadura y sin soporte es "solo" 60 metros.
En segundo lugar, la funcionalidad del arco: esta es la entrada a la torre, pero hecha en forma de un edificio separado.
¿Por qué hiciste eso? ¿Cómo se mantendrá este esplendor de larga duración? ¿Por qué mantenerse al día con el frío? Todas las respuestas están debajo del corte.
Visualización del arco de la entrada principal al Centro Lakhta.Arco natural vs artificial
El arco es quizás uno de los elementos arquitectónicos más monumentales y, por supuesto, la definición media de "superposición curvilínea de la abertura entre dos pilares" no transmite su esencia.
La arquitectura moderna es un campo complejo en el que la ciencia y el arte se combinan armoniosamente. Las soluciones arquitectónicas más grandiosas son similares a lanzar un cohete al espacio: los cálculos matemáticos más precisos más la mejor comprensión de las leyes de la física y la capacidad de usarlas para su ventaja. Pero al mismo tiempo, objetivamente, la mayoría de estas decisiones son un intento de repetir, y finalmente superar, las creaciones del arquitecto más grande: la naturaleza. Esto se aplica completamente a las estructuras arqueadas. Basta con mirar el arco natural más grande del mundo: el puente Fei Xiangren en el noroeste de China con una longitud de 120 metros.
Fey Xiangren, ChinaO el Arch Landscape más antiguo del mundo en el Parque Nacional Arches en Utah. El tramo también es bastante grande: 63 m, y en la parte más delgada, el ancho del arco no supera los 2 m.
Landscape Arch, Estados UnidosPor supuesto, la Puerta del Arco Oeste en St. Louis (Missouri, EE. UU.) Es una estructura más grande (192 m en la parte superior y 192 m de ancho en la base, este es un récord mundial) y verificada geométricamente. Pero no hay diferencias fundamentales con respecto a los arcos naturales.
"Gateway to the West", Estados Unidos, 1965El más famoso del mundo, por supuesto, es el Arco del Triunfo en la Plaza Charles de Gaulle en París, erigido por el arquitecto Jean Chalgren en 1806-1836 para conmemorar las victorias del ejército napoleónico. Quizás esta imagen aparece en los pensamientos de la mayoría de las personas en el mundo con la palabra "arco".
Arco del Triunfo, París, 1836
Aunque los moscovitas probablemente presenten en la palabra "arco" la Puerta del Triunfo en Kutuzovsky,
Puerta del triunfo, Moscú. Copia, 1968. El original fue erigido en la Plaza Tverskaya Zastava en 1829-1834, desmantelado en 1936.y Petersburgers, la puerta de Narva.
Puerta triunfal de Narva, San Petersburgo, 1834Todas estas estructuras son impresionantes, hermosas, pero realizan, en primer lugar, una función decorativa. Incluso a pesar de la plataforma de observación ubicada en la parte superior de la "Puerta Oeste" o los pequeños museos en el interior del Arco de Triunfo de París o la Puerta de Narva de San Petersburgo, estos objetos son difíciles de llamar funcionales.
Arco decorativo vs funcional
Sin embargo, las estructuras arqueadas pueden realizar tareas muy específicas e importantes. Por ejemplo, como "Shelter-2", que cerró el viejo sarcófago que se derrumba, erigido sobre la cuarta unidad de energía de la central nuclear de Chernobyl.
Refugio-2. Planificado para la puesta en servicio en noviembre de 2017Esta es una estructura grandiosa con un ancho de 257 my una altura de 110 m, con un peso de 36.2 mil toneladas, y también es móvil.
El nuevo sarcófago de la central nuclear de Chernobyl. Diseño - 2016.Más bien fue así. Después de completar el trabajo de instalación, Shelter-2 fue "enrollado" en el edificio de Chernobyl con un reactor de emergencia.
En el momento de la construcción, Shelter-2 era la instalación terrestre móvil más grande. En la foto, parte de un equipo de constructores, las empresas francesas Bouygues y Vinci. FuenteOtro, no sombrío, pero un ejemplo positivo del uso funcional de estructuras arqueadas es la Ópera de Sydney. El techo en forma de velas de concha (y en realidad la cáscara de una naranja), inventado y encarnado en concreto por los daneses Jorn Utzon, es conocido en todo el mundo. Las carcasas están hechas de paneles de hormigón prefabricados en forma de triángulo, que se basan en 32 nervios de hormigón prefabricados.
La estructura que pesa más de 26.700 toneladas está sujeta por cables de acero con una longitud total de 350 km.
Arcos de la Ópera de Sydney. Y el techo es bueno y a los turistas les gustaEl Centro Lakhta también tiene su propio plan: Arco de la entrada principal. Será como en la ópera de Sydney: grande, hermosa y al mismo tiempo funcional.
Los diseñadores hablan sobre la funcionalidad y el espacio interior del edificio de arco de la siguiente manera:
"... En su volumen, el lugar central está ocupado por una rampa blanca como la nieve, que se eleva a su vez hasta el nivel de la consola, donde hay un café y acceso a la plaza frente al edificio de la Torre. El nivel inferior del Arco está ocupado por un amplio vestíbulo con un mostrador de recepción en el vestíbulo principal del edificio de la Torre ... "
Dentro del arco de la entrada principal - visualización.De hecho, el arco es una gran sala separada a través de la cual se abre el acceso principal al rascacielos y otras áreas del complejo. Nadie ha hecho aún una entrada separada del edificio en forma de arco.
En la documentación de diseño, la apariencia de la estructura se describe de la siguiente manera:
"... El arco de la entrada principal tiene una superficie geométrica compleja asimétrica de doble curvatura positiva en forma de superficie lateral de un cono truncado. La proyección del techo en un plano horizontal tiene la forma de un trapecio curvado en forma de media luna ...".
Es cierto que en una conversación los propios arquitectos prefieren usar una descripción más poética:
"... El arco se asemeja a un cisne arqueado, extiende sus alas y, por así decirlo, invita a los huéspedes al Centro Lakhta".
Califica las similitudes:
Arco afueraDesde un ángulo diferente:
Suena como?Pero el arco es interesante no tanto con las alusiones ornitológicas, sino con la solución a un difícil rompecabezas de ingeniería.
Parámetros técnicos
¿Qué es un arco en términos constructivos?
Como se puede ver en las visualizaciones, la estructura es de diferentes alturas. La altura máxima del edificio del arco en el lado este es de 17.81 m, en el oeste - 23.8 m desde la marca cero. Según la proyección, el tramo supera los 125 m, pero el principio más común de cálculo, por los puntos de fuga de los ejes, es de 98 m.
Lo principal es que no hay soporte intermedio. Esto es inesperado incluso para los estándares arquitectónicos modernos.
El puente elevado en Zaryadye. Una comparación directa, por supuesto, no es correcta, solo como una ilustración de una estructura moderna de gran envergadura no compatible. Aquí, la partida no admitida de la consola es de 70 metros, y eso es mucho: la oficina del alcalde metropolitano quiere registrar un registro Guinness. PD: ¿Alguien estaba en la apertura del puente? Comparte tus impresiones?Pero volvamos a Lakhta. Una parte tan grande sin soporte proporciona al edificio la ligereza necesaria, pero al mismo tiempo crea las principales dificultades en la implementación.
Construcción arqueada
Las principales estructuras de soporte de carga son cuatro arcos con diferentes flechas de elevación, diferentes en forma y configuración. Dos de ellos son armazones espaciales rectilíneos triangulares, otro es una estructura prefabricada de una armadura rectilínea plana a la que están conectados dos elementos planos más pequeños. El elemento más complejo es una armadura espacial, que también representa un triángulo en sección transversal, pero también ubicado en ángulo y curvado.
La construcción se complica por una combinación de celosías arqueadas espaciales y planasFabricación y montaje
Todas las armaduras arqueadas se ensamblan a partir de tubos de acero conformados en frío, a los cuales el fabricante, CIMOLAI, toma la forma necesaria en su fábrica en Italia, y luego los envía a Chelyabinsk, donde otra empresa de CIMOLAI recoge las secciones de envío de ellos. Cada arco consta de nueve de esas secciones, que en los remolques de carga baja se entregan desde los Urales hasta el Neva.
En la fábrica
Transporte de la sección de salida en la red de arrastre.
Llegó al sitio!
Escala
La sección de inicio es solo uno de los nueve segmentos de un solo arcoLos elementos de montaje se forman a partir de las secciones de inicio en el sitio de construcción: tres para cada arco (dos de soporte y fondo de pozo). Estos elementos se elevan alternativamente al nivel de montaje. Primero, se instalan dos patas de soporte, luego se acopla un fondo a ellas, con el apoyo de soportes especiales para gatos. En principio, la tecnología es la misma que la utilizada en la construcción de puentes.
Elementos de montaje en la caja:
Cuando las secciones de envío se pliegan en los elementos de montaje, la precisión de los segmentos es la joyería. El espacio permitido no debe superar los 0,1 mm. Para llegar al arco, en realidad se reúnen no una, sino dos veces. Primero, se realiza un ensamblaje de control en la planta de Chelyabinsk para asegurarse de que todos los sujetadores estén en los lugares correctos. Solo después de esto, la granja, nuevamente desmantelada en secciones de envío, se envía al sitio de construcción.
Premontaje - Atención especial a los conectoresEntre los elementos están conectados por juntas de fricción atornilladas. Este método es más avanzado tecnológicamente que la soldadura: solo necesita limpiar bien las superficies que se van a conectar y apretar los pernos con una fuerza calculada con precisión utilizando una llave dinamométrica calibrada. El resultado es un ensamblaje absolutamente rígido: después de apretar los pernos no experimentan esfuerzos alternos, flexiones y acciones destructivas, la fuerza fluye suavemente sobre las placas de montaje debido a la fuerza de fricción.
Elementos de fricción de comunicación
Lucha contra las fuerzas destructivas
Las diferentes fuerzas que pueden destruir la estructura actuarán en el arco.
Para hacer frente a las fuerzas espaciadoras que actúan sobre los haces de distribución, los diseñadores utilizaron un método muy interesante. El arco no tiene una base clásica para el complejo con pilas en el suelo. Las vigas están integradas en el piso del piso de estacionamiento subterráneo.
Refuerzo de losas de hormigón armado. Se discutirán los creadores de canales discutidos de inmediato.Las vigas de tres metros perciben con éxito el componente vertical de la fuerza que actúa sobre los soportes.
Con el componente horizontal, "empujar" las partes de soporte del arco en este caso es más difícil de sobrellevar. La solución se encontró en la tecnología de construcción de puentes atirantados.
Se colocan 14 formadores de canal de mangas en la losa del piso, cada uno de los cuales contiene 10 cuerdas de acero de alta resistencia con un diámetro de 12.5 mm.
Primeros formadores de canales. Pondrán cuerdas de aceroUsando dispositivos especiales, estas cuerdas se tensan, compensando la fuerza de propagación.
Si está muy simplificado, es como tirar de un arco, donde en el papel de las partes de soporte dispersas del arco, sus hombros y en el papel de cuerdas, una cuerda de arcoAntes de la instalación de estructuras metálicas, la tensión de las cuerdas es solo el 50% de la tensión de trabajo; de lo contrario, la fuerza dañina de los cables compensadores se volverá destructiva por la superposición. Después de la instalación, el peso propio del arco compensa la tensión de las cuerdas, después de lo cual se mide la fuerza y se lleva al diseño, diseñado para compensar no solo el impacto estático del arco, sino también las fuerzas adicionales que surgen de influencias externas como la lluvia y la nieve.
Después de eso, se bombea una solución especial en los formadores de canales, transformando los haces de cables en un cable monolítico. Para controlar los esfuerzos durante la operación del edificio, se instalan medidores de tensión tanto en las unidades de tensión como en los formadores de canales, cuya información se transmite al sistema general de monitoreo tecnológico del Centro Lakhta.
Fulcrum para un lapso no compatible
Todos los arcos en cada lado tienen un hilo de soporte, mientras que en los nodos de soporte (placas grandes fijadas al techo) los elementos de soporte de los arcos no están fijados rígidamente, sino de manera articulada, la mejor analogía con la que, quizás, sería la articulación humana. De hecho, el arco solo descansa sobre los nodos de soporte, se mantiene en ellos solo debido a su propio peso. El hecho es que el arco en sí es bastante móvil, sus elementos "juegan", se mueven debido a influencias externas: viento, diferencia de temperatura. Si se fija firmemente a la base, al final los elementos de soporte simplemente se rompen.
Placas base de nodos:
Por la misma razón fundamental, hasta el final de la instalación del arco, no se vierte una costura de deformación de un metro y medio entre la placa de estilo y la base del arco, de modo que las deformaciones que surgen cuando los cables están tensados no se transfieren al resto de la estructura.
Para proteger los elementos de la fachada del movimiento del arco, asegurando al mismo tiempo su estanqueidad, se diseñaron unidades especiales. Pero estos movimientos son bastante serios. Por ejemplo, la desviación es de aproximadamente 100-150 mm, lo que requiere una compensación por los efectos dañinos, dado que la fachada será completamente de vidrio. Totalmente, esto no es una exageración. Incluso los estantes verticales de 27 metros serán de vidrio, sobre los cuales se fijarán los elementos de la fachada.
Bastidores de vidrio en los que se fijarán los elementos de fachada del arco. Visualización
Vista general de la fachada de vidrio del arco, hasta ahora también en visualizaciónTodas estas dificultades tecnológicas, una vez más, cito la documentación del proyecto: "debido a la ideología arquitectónica del objeto". Es decir, solo para ser hermosa. Seguramente funcionará. Pero los constructores tendrán que trabajar muy rápido. De acuerdo con la normativa, el montaje de la estructura del arco puede realizarse en el rango de temperatura de 0 º a 20º. De lo contrario, para compensar las deformaciones de la temperatura, será necesario realizar cálculos a gran escala solo para no apretar demasiado o apretar demasiado los tornillos.
El ingeniero de control de construcción Igor Romanenko ayudó en las construcciones del arco de entrada principal.