Di bawah sayap angsa. Rahasia teknik lengkungan utama dari Pusat Lakhta

Di akhir musim panas, Center Lakhta menghadapi tantangan baru. Ini tentang menginstal Arch dari pintu masuk utama. Pembangun benar-benar perlu punya waktu untuk merakit struktur logam dasar ke nol derajat.


Musim dingin akan datang. Penting untuk mengejarnya

Lengkungan pintu masuk utama sendiri menarik bukan hanya karena fakta ini. Saya tidak ingin menggunakan deskripsi yang telah dihapus sehubungan dengan Lakhta Center - "desain yang unik", tetapi tidak ada jalan keluar. Pintu masuk ke kompleks adalah desain yang unik.

Pertama, karena rentang lengkungan yang tidak didukung adalah 125 meter. Pada saat yang sama, titik referensi yang diterima secara umum untuk keunikan bentang besar dan tidak didukung adalah "hanya" 60 meter.

Kedua - fungsi lengkungan: ini adalah pintu masuk ke menara, tetapi dibuat dalam bentuk bangunan terpisah.
Kenapa kamu melakukan itu? Bagaimana kemegahan jangka panjang ini bertahan? Mengapa mengikuti cuaca dingin? Semua jawaban ada di bawah potongan.


Visualisasi Lengkungan pintu masuk utama ke Pusat Lakhta

Lengkungan alami vs buatan manusia

Lengkungan itu mungkin salah satu elemen arsitektur yang paling monumental dan, tentu saja, definisi rata-rata "tumpang tindih lengkung dari pembukaan antara dua pilar" tidak menyampaikan esensinya.



Arsitektur modern adalah bidang yang kompleks di mana sains dan seni digabungkan secara harmonis. Solusi arsitektur paling muluk mirip dengan meluncurkan roket ke ruang angkasa: perhitungan matematis yang paling akurat ditambah pemahaman terbaik tentang hukum fisika dan kemampuan untuk menggunakannya untuk keuntungan Anda. Tetapi pada saat yang sama, secara obyektif, sebagian besar keputusan ini merupakan upaya untuk mengulang, dan pada akhirnya melampaui, ciptaan arsitek terbesar - sifat. Ini sepenuhnya berlaku untuk struktur melengkung. Lihat saja lengkungan alam terbesar di dunia - Jembatan Fei Xiangren di barat laut Cina dengan rentang 120 meter.


Fey Xiangren, Tiongkok

Atau Lengkungan Lansekap tertua di dunia di Taman Nasional Arches di Utah. Rentangnya juga agak besar - 63 m, dan di bagian paling tipis, lebar lengkungan tidak melebihi 2 m.


Landscape Arch, AS

Tentu saja, Gerbang Lengkungan Barat di St. Louis (Missouri, AS) adalah struktur yang lebih besar (192 m di atas dan lebar 192 m di pangkalan - ini adalah rekor dunia) dan diverifikasi secara geometris. Tetapi tidak ada perbedaan mendasar dari lengkungan alam.


"Gerbang ke Barat", AS, 1965

Yang paling terkenal di dunia, tentu saja, adalah Arc de Triomphe di Charles de Gaulle Square di Paris, dibangun oleh arsitek Jean Chalgren pada 1806-1836 untuk mengenang kemenangan pasukan Napoleon. Mungkin gambar ini muncul dalam pikiran kebanyakan orang di dunia dengan kata "arch".


Arc de Triomphe, Paris, 1836



Meskipun Moskow mungkin akan hadir di kata "lengkungan" Gerbang Kemenangan di Kutuzovsky,


Gerbang Triumphal, Moskow. Copy, 1968. Dokumen aslinya didirikan di Tverskaya Zastava Square pada 1829-1834, dibongkar pada 1936.

dan Petersburgers - Gerbang Narva.


Gerbang Narva Triumphal, St. Petersburg, 1834

Semua struktur ini mengesankan, indah, tetapi mereka melakukan, pertama-tama, fungsi dekoratif. Meskipun terdapat dek observasi yang terletak di atas "Gerbang Barat" atau museum kecil di bagian dalam Paris Arc de Triomphe atau Gerbang Narva St. Petersburg, benda-benda ini sulit disebut fungsional.

Lengkungan dekoratif vs fungsional

Namun, struktur melengkung dapat melakukan tugas yang sangat spesifik dan penting. Misalnya, sebagai "Shelter-2", yang menutup sarkofagus yang runtuh, didirikan di atas unit tenaga keempat dari pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl.


Shelter-2. Direncanakan untuk commissioning pada November 2017

Ini adalah struktur megah dengan lebar 257 m dan tinggi 110 m, berat 36,2 ribu ton, dan juga bergerak.


Sarkofagus baru dari pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl. Desain - 2016.

Sebaliknya, itu seperti itu. Setelah pekerjaan instalasi selesai, Shelter-2 "digulingkan" ke gedung Chernobyl NPP dengan reaktor darurat.


Pada saat konstruksi, Shelter-2 adalah fasilitas mobile ground terbesar. Dalam foto - bagian dari tim pembangun - perusahaan Prancis Bouygues dan Vinci. Sumber

Lain - tidak suram, tetapi contoh positif dari penggunaan fungsional struktur melengkung adalah Sydney Opera House. Atap dalam bentuk kulit kerang (dan sebenarnya kulit jeruk), diciptakan dan diwujudkan dalam beton oleh Danes Jorn Utzon, dikenal di seluruh dunia. Kerang terbuat dari panel beton pracetak dalam bentuk segitiga, yang didasarkan pada 32 tulang rusuk beton pracetak.

Struktur dengan berat lebih dari 26.700 ton dipegang oleh kabel baja dengan total panjang 350 km.


Arches of Sydney Opera House. Dan atapnya bagus dan turis suka

Lakhta Center juga memiliki rencana sendiri - Lengkungan pintu masuk utama. Ini akan seperti di opera Sydney - besar, indah dan sekaligus fungsional.



Para desainer berbicara tentang fungsi dan ruang interior bangunan lengkung sebagai berikut:

"... Dalam volumenya, tempat pusat ditempati oleh jalan putih salju, yang mengambil satu putaran ke tingkat konsol, di mana ada sebuah kafe dan akses ke alun-alun di depan bangunan Tower. Tingkat bawah Arch ditempati oleh lobi yang luas dengan meja resepsionis di lobi utama gedung Tower ... "

Di dalam lengkungan pintu masuk utama - visualisasi.

Bahkan, lengkungan adalah ruang terpisah besar di mana akses utama ke gedung pencakar langit dan area kompleks lainnya terbuka. Tidak ada yang belum melakukan pintu masuk gedung yang terpisah dalam bentuk lengkungan.
Dalam dokumentasi desain, penampilan struktur dijelaskan sebagai berikut:

"... Lengkungan pintu masuk utama memiliki permukaan geometris asimetris yang kompleks dengan kelengkungan positif ganda dalam bentuk permukaan lateral kerucut terpotong. Proyeksi atap pada bidang horizontal memiliki bentuk trapesium berbentuk bulan sabit melengkung ..".

Benar, dalam percakapan, arsitek sendiri lebih suka menggunakan deskripsi yang lebih puitis:

"... Lengkungannya menyerupai angsa membungkuk, merentangkan sayapnya, dan, seolah-olah, mengundang para tamu ke Pusat Lakhta."

Nilai kesamaan:


Lengkungan di luar

Dari sudut pandang yang berbeda:


Kedengarannya seperti?

Tetapi lengkungan itu menarik bukan dengan banyak alusi ornitologis, tetapi dengan solusi untuk teka-teki teknik yang sulit.

Parameter Teknis

Apa itu lengkungan dalam hal konstruktif.

Seperti yang dapat dilihat pada visualisasi, strukturnya berbeda ketinggian. Ketinggian maksimum bangunan lengkungan di sisi timur adalah 17,81 m, di barat - 23,8 m dari tanda nol. Menurut proyeksi, bentang melebihi 125 m, tetapi prinsip perhitungan yang lebih umum - pada titik-titik lenyapnya sumbu - adalah 98 m.



Yang utama adalah tidak ada dukungan perantara. Ini tidak terduga bahkan oleh standar arsitektur modern.


Jembatan yang menjulang tinggi di Zaryadye. Perbandingan langsung, tentu saja, tidak benar - hanya sebagai ilustrasi dari struktur bentang besar modern yang tidak didukung. Di sini, keberangkatan konsol yang tidak didukung adalah 70 meter, dan itu banyak - kantor walikota metropolitan ingin mendaftarkan catatan Guinness. PS Seseorang ada di pembukaan jembatan? Bagikan tayangan Anda?

Tapi kembali ke Lakhta. Bagian yang tidak didukung sedemikian besar memberikan bangunan dengan cahaya yang diperlukan, tetapi pada saat yang sama menciptakan kesulitan utama dalam implementasi.

Konstruksi melengkung

Struktur penahan beban utama adalah empat lengkungan dengan panah pengangkat yang berbeda, bentuk dan konfigurasi yang berbeda. Dua di antaranya adalah gulungan spasial bujursangkar segitiga, yang lain adalah struktur prefabrikasi dari rangka bujursangkar bujursangkar planar yang menghubungkan dua elemen planar yang lebih kecil. Elemen yang paling kompleks adalah rangka spasial, juga mewakili segitiga dalam penampang, tetapi juga terletak pada sudut dan melengkung.






Konstruksinya diperumit dengan kombinasi ruang melengkung dan datar

Manufaktur dan perakitan

Semua gulungan melengkung dirakit dari pipa baja yang dibentuk dingin, di mana pabrikan, CIMOLAI, mengambil bentuk yang diperlukan di pabriknya di Italia, dan kemudian mengirimkannya ke Chelyabinsk, di mana perusahaan CIMOLAI lain mengumpulkan bagian pengiriman dari mereka. Setiap lengkungan terdiri dari sembilan bagian seperti itu, yang pada trailer loader rendah dikirim dari Ural ke Neva.


Di pabrik


Transportasi bagian keberangkatan di pukat


Tiba di lokasi!


Skala


Bagian awal hanya satu dari sembilan segmen yang hanya terdiri dari satu lengkungan

Elemen pemasangan dibentuk dari bagian awal di lokasi konstruksi - tiga untuk setiap lengkungan (dua pendukung dan lubang pembuangan). Elemen-elemen ini secara bergantian naik ke tingkat pemasangan. Pertama, dua kaki penyangga dipasang, kemudian lubang dasar disambungkan ke mereka, didukung oleh penyangga dongkrak khusus. Pada prinsipnya, teknologinya sama dengan yang digunakan dalam pembangunan jembatan.

Elemen pemasangan dalam case:









Ketika bagian pengiriman dilipat ke dalam elemen pemasangan, ketepatan segmen adalah perhiasan. Celah yang diizinkan tidak boleh melebihi 0,1 mm. Untuk mencapai lengkungan, mereka sebenarnya berkumpul bukan hanya sekali, tetapi dua kali. Pertama, perakitan kontrol dilakukan di pabrik di Chelyabinsk untuk memastikan bahwa semua pengencang berada di tempat yang tepat. Hanya setelah ini, tambak, sekali lagi dibongkar menjadi bagian pengiriman, dikirim ke lokasi konstruksi.








Pra-perakitan - Perhatian Khusus pada Konektor

Antara elemen dihubungkan oleh sambungan gesekan baut. Metode ini lebih maju secara teknologi daripada pengelasan - Anda hanya perlu membersihkan permukaan agar terhubung dengan baik dan mengencangkan baut dengan gaya yang dihitung secara tepat menggunakan kunci momen torsi yang dikalibrasi. Hasilnya adalah rakitan yang benar-benar kaku - setelah mengencangkan baut tidak mengalami tegangan bolak-balik, tindakan membungkuk dan merusak - gaya mengalir dengan lancar ke pelat pemasangan karena gaya gesekan.


Elemen gesekan komunikasi

Berjuang melawan kekuatan destruktif

Berbagai kekuatan yang dapat menghancurkan struktur akan bertindak pada lengkungan.
Untuk mengatasi kekuatan spacer yang bekerja pada balok distribusi, desainer menggunakan metode yang sangat menarik. Lengkungan tidak memiliki fondasi klasik untuk kompleks dengan tumpukan di tanah. Balok terintegrasi ke lantai lantai parkir bawah tanah.


Penguatan pelat beton bertulang. Pembangun saluran segera dibahas akan dibahas.

Balok tiga meter berhasil melihat komponen vertikal dari gaya yang bekerja pada penyangga.

Dengan komponen horizontal, "mendorong" bagian-bagian pendukung lengkungan dalam hal ini lebih sulit untuk diatasi. Solusinya ditemukan dalam teknologi membangun jembatan kabel-tinggal.

14 pembentuk saluran selongsong diletakkan di slab lantai, yang masing-masing berisi 10 tali baja kekuatan tinggi dengan diameter 12,5 mm.


Close-up former saluran. Mereka akan meletakkan tali baja

Menggunakan perangkat khusus, tali ini dikencangkan, mengkompensasi gaya penyebaran.


Jika sangat disederhanakan - ini seperti menarik busur, di mana dalam peran bagian pendukung lengkungan - bahunya, dan dalam peran tali - tali busur

Sebelum pemasangan struktur logam, tegangan tali hanya 50% dari yang bekerja - jika tidak, kekuatan yang merusak dari kabel kompensasi itu sendiri akan menjadi destruktif karena tumpang tindih. Setelah pemasangan, berat lengkungan mengkompensasi ketegangan tali, setelah itu gaya diukur dan dibawa ke desain, dirancang untuk mengkompensasi tidak hanya untuk dampak statis lengkungan, tetapi juga untuk kekuatan tambahan yang timbul dari pengaruh eksternal seperti hujan dan salju.

Setelah itu, solusi khusus dipompa ke pembentuk saluran, mengubah bundel tali menjadi kabel monolitik. Untuk mengendalikan upaya selama operasi bangunan, pengukur regangan dipasang baik di unit ketegangan dan di pembentuk saluran, informasi yang darinya ditransmisikan ke sistem pemantauan teknologi umum Pusat Lakhta.

Fulcrum untuk rentang yang tidak didukung

Semua lengkungan di setiap sisi datang ke satu utas penopang, sedangkan pada simpul pendukung (pelat besar terpasang di langit-langit) elemen pendukung lengkungan tidak terpasang dengan kaku, tetapi dengan cara yang diartikulasikan secara tetap, analogi terbaik yang dengannya, mungkin, adalah sambungan manusia. Bahkan, lengkungan hanya bertumpu pada node pendukung, disimpan di dalamnya hanya karena beratnya sendiri. Faktanya adalah bahwa lengkungan itu sendiri cukup mobile, elemen-elemennya "bermain", bergerak karena pengaruh eksternal - angin, perbedaan suhu. Jika terpasang erat ke pangkalan, pada akhirnya elemen pendukung akan rusak.

Pelat dasar node:







Untuk alasan mendasar yang sama, sampai akhir pemasangan lengkungan, satu kelipitan deformasi satu setengah meter antara pelat stylobate dan dasar lengkungan tidak dituangkan sehingga deformasi yang muncul ketika kabel dikencangkan tidak ditransfer ke seluruh struktur.

Untuk melindungi elemen fasad dari memindahkan lengkungan, sembari memastikan keketatannya, unit khusus dirancang. Namun gerakan ini cukup serius. Sebagai contoh, defleksi sekitar 100-150 mm, yang memerlukan kompensasi untuk efek merusak, mengingat fasad akan benar-benar kaca. Benar-benar - ini tidak berlebihan. Bahkan rak vertikal 27 meter akan dibuat dari kaca, di mana elemen fasad akan diperbaiki.


Rak kaca tempat elemen fasad lengkungan akan diperbaiki. Visualisasi


Pandangan umum fasad kaca lengkungan - sejauh ini juga, pada visualisasi

Semua kesulitan teknologi ini - sekali lagi saya kutip dokumentasi proyek: "karena ideologi arsitektur objek." Yaitu, hanya untuk menjadi cantik. Tentunya itu akan berhasil. Tetapi pembangun harus bekerja dengan sangat cepat. Menurut peraturan, perakitan struktur lengkungan dapat dilakukan dalam kisaran suhu dari 0 º hingga 20 . Kalau tidak, untuk mengkompensasi deformasi suhu, perlu untuk melakukan perhitungan skala besar hanya agar tidak terlalu memperketat atau mengencangkan baut.

---

Insinyur kontrol konstruksi Igor Romanenko membantu dalam konstruksi lengkungan pintu masuk utama