À la fin de l'été, le centre de Lakhta a relevé un nouveau défi. Il s'agit d'installer l'arche de l'entrée principale. Les constructeurs doivent vraiment avoir le temps d'assembler les structures métalliques de base à zéro degré.
L'hiver arrive. Il est important de la rattraperL'arche de l'entrée principale elle-même est intéressante non seulement pour ce fait. Je ne veux pas utiliser la description qui a déjà été effacée par rapport au Lakhta Center - "un design unique", mais il n'y a pas d'issue. L'entrée du complexe est un design unique.
D'abord parce que la portée non supportée de l'arc est de 125 mètres. Dans le même temps, le point de référence généralement accepté pour le caractère unique de grande portée et non pris en charge est «seulement» de 60 mètres.
Deuxièmement - la fonctionnalité de l'arche: c'est l'entrée de la tour, mais réalisée sous la forme d'un bâtiment séparé.
Pourquoi as-tu fait ça? Comment cette splendeur de longue durée perdurera-t-elle? Pourquoi suivre le froid? Toutes les réponses sont sous la coupe.
Visualisation de l'arc de l'entrée principale du centre de LakhtaArc naturel vs artificiel
L'arche est peut-être l'un des éléments architecturaux les plus monumentaux et, bien sûr, la définition moyenne de «chevauchement curviligne de l'ouverture entre deux piliers» ne donne pas son essence.
L'architecture moderne est un domaine complexe dans lequel la science et l'art se combinent harmonieusement. Les solutions architecturales les plus grandioses s'apparentent au lancement d'une fusée dans l'espace: les calculs mathématiques les plus précis, la meilleure compréhension des lois de la physique et la possibilité de les utiliser à votre avantage. Mais en même temps, objectivement, la plupart de ces décisions sont une tentative de répéter, et finalement de dépasser, les créations du plus grand architecte - la nature. Cela s'applique pleinement aux structures arquées. Il suffit de regarder la plus grande arche naturelle du monde - le pont Fei Xiangren dans le nord-ouest de la Chine avec une portée de 120 mètres.
Fey Xiangren, ChineOu la plus ancienne arche paysagère du monde au parc national d'Arches dans l'Utah. La portée est également assez grande - 63 m, et dans la partie la plus mince, la largeur de l'arc ne dépasse pas 2 m.
Landscape Arch, États-UnisBien sûr, la porte de la voûte ouest à Saint-Louis (Missouri, États-Unis) est une structure plus grande (192 m en haut et 192 m de large à la base - c'est un record du monde) et vérifiée géométriquement. Mais il n'y a pas de différences fondamentales par rapport aux arches naturelles.
"Gateway to the West", États-Unis, 1965Le plus célèbre au monde, bien sûr, est l'Arc de Triomphe sur la place Charles de Gaulle à Paris, érigé par l'architecte Jean Chalgren en 1806-1836 pour commémorer les victoires de l'armée napoléonienne. Peut-être que cette image apparaît dans les pensées de la plupart des gens dans le monde avec le mot «arc».
Arc de Triomphe, Paris, 1836
Bien que les Moscovites présenteront probablement au mot «arche» la porte de triomphe sur Koutouzovski,
Porte de triomphe, Moscou. Copie, 1968. L'original a été érigé sur la place Tverskaya Zastava en 1829-1834, démantelé en 1936.et Petersburgers - la porte Narva.
Porte de triomphe de Narva, Saint-Pétersbourg, 1834Toutes ces structures sont impressionnantes, belles, mais elles remplissent tout d'abord une fonction décorative. Malgré la terrasse d'observation située au sommet de la «porte ouest» ou de petits musées à l'intérieur de l'Arc de Triomphe de Paris ou la porte Narva de Saint-Pétersbourg, ces objets sont difficiles à qualifier de fonctionnels.
Arc décoratif vs fonctionnel
Cependant, les structures arquées peuvent effectuer des tâches très spécifiques et importantes. Par exemple, comme «Shelter-2», qui a fermé l'ancien sarcophage effondré, érigé sur la quatrième unité de puissance de la centrale nucléaire de Tchernobyl.
Abri-2. Mise en service prévue en novembre 2017Il s'agit d'une structure grandiose d'une largeur de 257 m et d'une hauteur de 110 m, pesant 36,2 milliers de tonnes, et elle est également mobile.
Le nouveau sarcophage de la centrale nucléaire de Tchernobyl. Conception - 2016.C'était plutôt le cas. Après l'achèvement des travaux d'installation, Shelter-2 a été «roulé» sur le bâtiment de la centrale nucléaire de Tchernobyl avec un réacteur d'urgence.
Au moment de la construction, Shelter-2 était la plus grande installation terrestre mobile. Sur la photo - partie d'une équipe de constructeurs - les entreprises françaises Bouygues et Vinci. SourceUn autre - pas sombre, mais un exemple positif de l'utilisation fonctionnelle des structures en arc est l'Opéra de Sydney. Le toit en forme de voiles de coque (et en fait la peau d'une orange), inventé et incarné dans le béton par les Danois Jorn Utzon - est connu dans le monde entier. Les coques sont constituées de panneaux de béton préfabriqué en forme de triangle, reposant sur 32 nervures en béton préfabriqué.
La structure pesant plus de 26 700 tonnes est maintenue par des câbles en acier d'une longueur totale de 350 km.
Arches de l'opéra de Sydney. Et le toit est bon et les touristes aiment çaLe centre de Lakhta a également son propre plan - Arc de l'entrée principale. Ce sera comme dans l'opéra de Sydney - grand, beau et en même temps fonctionnel.
Les concepteurs parlent de la fonctionnalité et de l'espace intérieur du bâtiment en arc comme suit:
"... Dans son volume, la place centrale est occupée par une rampe blanche comme neige qui monte d'un tour au niveau de la console, où il y a un café et un accès à la place devant la tour. Le niveau inférieur de l'arche est occupé par un hall spacieux avec une réception dans le hall principal de la tour ... "
À l'intérieur de l'arche de l'entrée principale - visualisation.En fait, l'arche est une grande salle isolée à travers laquelle s'ouvre l'accès principal au gratte-ciel et aux autres zones du complexe. Personne n'a encore fait une entrée de bâtiment séparée sous la forme d'un arc.
Dans la documentation de conception, l'apparence de la structure est décrite comme suit:
"... L'arche de l'entrée principale a une surface géométrique complexe asymétrique à double courbure positive sous la forme d'une surface latérale d'un cône tronqué. La projection du toit sur un plan horizontal a la forme d'un trapèze courbe en forme de croissant ..".
Certes, dans une conversation, les architectes eux-mêmes préfèrent utiliser une description plus poétique:
"... L'arche ressemble à un cygne incliné, déploie ses ailes et, pour ainsi dire, invite des invités au centre de Lakhta."
Évaluez les similitudes:
Arche à l'extérieurSous un angle différent:
Sonne comme?Mais l'arc est intéressant non pas tant avec des allusions ornithologiques, mais avec la solution à un puzzle d'ingénierie difficile.
Paramètres techniques
Qu'est-ce qu'un arc en termes de constructif.
Comme on peut le voir sur les visualisations, la structure est de différentes hauteurs. La hauteur maximale du bâtiment en arc sur le côté est est de 17,81 m, à l'ouest - 23,8 m de la marque zéro. Selon la projection, la portée dépasse 125 m, mais le principe de calcul le plus courant - par les points de fuite des axes - est de 98 m.
L'essentiel est qu'il n'y ait pas de support intermédiaire. C'est inattendu même par les normes architecturales modernes.
Le pont en flèche à Zaryadye. Une comparaison directe, bien sûr, n'est pas correcte - tout comme l'illustration d'une structure moderne à grande portée non prise en charge. Ici, le départ non pris en charge de la console est de 70 mètres, et c'est beaucoup - le bureau du maire métropolitain veut enregistrer un record Guinness. PS Quelqu'un était à l'ouverture du pont? Partagez vos impressions?Mais revenons à Lakhta. Une si grande partie non supportée fournit au bâtiment la légèreté nécessaire, mais crée en même temps les principales difficultés de mise en œuvre.
Construction voûtée
Les principales structures porteuses sont quatre arches avec différentes flèches de levage, différentes de forme et de configuration. Deux d'entre eux sont des fermes spatiales rectilignes triangulaires, une autre est une structure préfabriquée d'une ferme rectiligne plane à laquelle deux éléments plans plus petits sont connectés. L'élément le plus complexe est un treillis spatial, représentant également un triangle en coupe transversale, mais également situé à un angle et incurvé.
La construction est compliquée par une combinaison de fermes arquées spatiales et platesFabrication et assemblage
Toutes les fermes cintrées sont assemblées à partir de tuyaux en acier formés à froid, auxquels le fabricant, CIMOLAI, prend la forme nécessaire dans son usine en Italie, puis les envoie à Tcheliabinsk, où une autre entreprise CIMOLAI en recueille les sections d'expédition. Chaque arc se compose de neuf sections de ce type, qui sur des remorques surbaissées sont livrées de l'Oural à la Neva.
Ă€ l'usine
Transport de la section de départ sur le chalut
Arrivé sur le site!
Echelle
La section de départ n'est qu'un des neuf segments d'une seule archeLes éléments de montage sont formés à partir des sections de départ sur le site de construction - trois pour chaque arc (deux de soutien et de fond). Ces éléments montent alternativement au niveau de montage. Tout d'abord, deux pieds de support sont installés, puis un trou de fond leur est ancré, soutenu par des supports de vérin spéciaux. En principe, la technologie est la même que celle utilisée dans la construction des ponts.
Éléments de montage dans le boîtier:
Lorsque les sections d'expédition sont pliées dans les éléments de montage, la précision des segments est des bijoux. L'écart admissible ne doit pas dépasser 0,1 mm. Afin d'atteindre l'arc, ils sont en réalité rassemblés non pas une, mais deux fois. Tout d'abord, un contrôle d'assemblage est effectué dans l'usine de Tcheliabinsk pour s'assurer que toutes les fixations sont aux bons endroits. Ce n'est qu'après cela que la ferme, à nouveau démantelée en sections d'expédition, est envoyée sur le chantier.
Pré-assemblage - Attention particulière aux connecteursEntre les éléments sont reliés par des joints de friction boulonnés. Cette méthode est plus avancée technologiquement que le soudage - il vous suffit de bien nettoyer les surfaces à connecter et de serrer les boulons avec une force calculée avec précision à l'aide d'une clé dynamométrique calibrée. Le résultat est un assemblage absolument rigide - après avoir serré les boulons ne subissent pas de contraintes alternées, de flexion et d'actions destructrices - la force circule en douceur sur les plaques de montage en raison de la force de friction.
Éléments de friction de communication
Lutte contre les forces destructrices
Différentes forces qui peuvent détruire la structure agissent sur l'arc.
Afin de faire face aux forces d'espacement agissant sur les poutres de distribution, les concepteurs ont utilisé une méthode très intéressante. L'arche n'a pas de fondation classique pour le complexe avec des pieux dans le sol. Les poutres sont intégrées dans le plancher du parking souterrain.
Renforcement des dalles en béton armé. Les constructeurs de canaux immédiatement discutés seront discutés.Des poutres de trois mètres perçoivent avec succès la composante verticale de la force agissant sur les supports.
Avec la composante horizontale, il est plus difficile de "pousser" les parties de support de l'arc dans ce cas. La solution a été trouvée dans la technologie de construction de ponts à haubans.
14 profilés à gaines sont posés dans la dalle de plancher, chacun contenant 10 cordes en acier à haute résistance d'un diamètre de 12,5 mm.
Gros plan des formateurs de canaux. Ils poseront des cordes en acierÀ l'aide de dispositifs spéciaux, ces cordes sont tendues, compensant la force de propagation.
Si c'est très simplifié - c'est comme tirer un arc, où dans le rôle des parties de soutien dispersées de l'arc - ses épaules et dans le rôle des cordes - une cordeAvant l'installation de structures métalliques, la tension des cordes n'est que de 50% de celle de travail - sinon la force d'endommagement des câbles de compensation eux-mêmes deviendra destructrice pour le chevauchement. Après l'installation, le poids propre de l'arc compense la tension des cordes, après quoi la force est mesurée et amenée à la conception, conçue pour compenser non seulement l'impact statique de l'arc, mais également les forces supplémentaires résultant d'influences externes telles que la pluie et la neige.
Après cela, une solution spéciale est pompée dans les profileurs de canaux, transformant les faisceaux de câbles en un câble monolithique. Pour contrôler les efforts lors de l'exploitation du bâtiment, des jauges de contrainte sont installées à la fois dans les unités de tension et dans les profileurs de canaux, dont les informations sont transmises au système général de veille technologique du Centre de Lakhta.
Point d'appui pour une durée non prise en charge
Tous les arcs de chaque côté forment un seul fil de support, tandis que sur les nœuds de support (grandes plaques fixées au plafond), les éléments de support des arcs ne sont pas fixés de manière rigide, mais de manière articulée fixe, la meilleure analogie avec laquelle, peut-être, serait l'articulation humaine. En fait, l'arc ne repose que sur les nœuds de support, n'y est maintenu qu'en raison de son propre poids. Le fait est que l'arc lui-même est assez mobile, ses éléments "jouent", se déplacent à cause des influences extérieures - vent, différence de température. S'il est solidement fixé à la base, au final les éléments de support se cassent simplement.
Plaques de base des nœuds:
Pour la même raison fondamentale, jusqu'à la fin de l'installation de l'arche, une couture de déformation d'un mètre et demi entre la plaque stylobate et la base de l'arche n'est pas coulée afin que les déformations qui surviennent lorsque les câbles sont tendus ne soient pas transférées au reste de la structure.
Afin de protéger les éléments de façade contre le déplacement de l'arche, tout en assurant leur étanchéité, des unités spéciales ont été conçues. Mais ces mouvements sont assez graves. Par exemple, la déflexion est d'environ 100-150 mm, ce qui nécessite une compensation des effets dommageables, étant donné que la façade sera entièrement vitrée. Totalement - ce n'est pas une exagération. Même les supports verticaux de 27 mètres seront en verre, sur lesquels les éléments de façade seront fixés.
Supports en verre sur lesquels seront fixés les éléments de façade de l'arche. Visualisation
Vue générale de la façade vitrée de l'arche - jusqu'à présent, également sur la visualisationToutes ces difficultés technologiques - je cite encore la documentation du projet: "en raison de l'idéologie architecturale de l'objet." C'est juste pour être belle. Cela fonctionnera sûrement. Mais les constructeurs devront travailler très rapidement. Selon la réglementation, l'assemblage de la structure de la voûte peut être effectué dans la plage de température de 0 º à 20º. Sinon, pour compenser les déformations de température, il sera nécessaire d'effectuer des calculs à grande échelle uniquement afin de ne pas trop serrer ou trop serrer les boulons.
L'ingénieur en contrôle de construction Igor Romanenko a aidé à la construction de l'arche d'entrée principale