Сталева телевізійна вежа для Мінська - якою вона може бути

Майбутня радіотелевізійна вежа в Мінську, незважаючи на те що рішення про конкретні терміни її зведення ще не прийнято, то і справа виникає на гребені хвилі громадського інтересу. Відкритий міжнародний тендер з вибору підрядника на проектування та будівництво споруди був проведений ще в 1998 році. Серед представлених пропозицій творчих колективів з шести країн були два проекти, розроблені за участю білоруських архітекторів, конструкторів та інженерів. Одному з них - з монолітного залізобетону - було віддано перевагу. Але не менш цікавий сталевий варіант вежі, про який у пропонованій сьогодні вашій увазі статті розповідають його автори.

Авторський колектив проекту

Головний архітектор В.В. Крамаренко

Головний конструктор та головний інженер Є.П. Морозов (ЦНІІПСК ім. Мельникова, Москва)

Ю.В. Шаронов, директор УП "Белпромпроект"

М.Н. Ісаченко, директор ЗАТ "Белпроектстальконструкція"

А.В. Жибуль, головний інженер ЗАТ "Белпроектстальконструкція"

Телевежа в білоруській столиці, як було записано в умовах тендеру, повинна бути неповторною, оригінальною і органічно вписуватися в міську забудову. Крім безвідмовного функціонування всіх сучасних систем радіозв'язку та телебачення вона покликана не тільки виконувати містобудівні завдання, але й стати суспільно-культурним центром з оглядовими майданчиками, ліфтами, кафе і ресторанами, туристичним бюро, лекційним залом, сувенірними кіосками.

Автори статті задумали виконати Мінську телевежу в напівзабутих традиціях російської школи металобудівництва і з використанням самих передових світових досягнень у цій галузі. Немає сумнівів, що якби Володимир Григорович Шухов зміг дожити до сьогоднішніх днів, неодмінно схвалив би нашу (і його теж!) Концепцію цієї споруди. Адже Шухов просто і дивно вирішував і запроваджував в життя нагальні інженерні завдання: будь то будівництво, котлобудування, суднобудування, нафтохімія або інші галузі промисловості царської і радянської Росії. Інженерні творіння Шухова отримали світове визнання. Його неодноразово (але безуспішно) запрошували працювати в США, називаючи російським Едісоном. Особливо слід відзначити стрижневі просторові конструкції для веж і великопрольотних покриттів, геометрія яких була описана лінійчатими поверхнями гіперболоїдів. Вони отримали назву "систем Шухова".

Ось що пишуть німецькі фахівці, які побували в Москві в 1989 році, про Шаболовской вежі, побудованої Шуховим в 1922 році: "Ця неймовірно легка, ажурна вежа з деталями, зачаровували своєю простотою і своєрідною формою, є блискучим конструкторським зразком і верхом будівельного мистецтва".

Висота здійсненої в роки розрухи і реконструйованої в наступний час Шаболовской вежі - 156 м, а витрата сталі - 240 т. Ця вежа не тільки історичний пам'ятник, але й понині діюча антенна опора радіостанцій на УКВ. Збереглися й інші сітчасті вежі, побудовані Шуховим, наприклад водонапірна башта на залізничній станції в Орші. Вона добре видно всім проїжджаючим по залізниці Мінськ - Москва.

Чудовою архітектурною особливістю сітчастих веж є їх видовищність. Споглядання такого споруди створює незабутнє враження. Видовищний ефект особливо проявляється при спостереженні з рухомого транспорту, коли здається, що вежа танцює і кружляє. Це пояснюється тим, що до проїжджаючому спостерігачеві вона швидко повертається, закручуючись навколо своєї осі, в той час як інші об'єкти - будівлі, дерева помічаються як пробігають силуети, поворот яких спостерігається навколо якоїсь вертикальної осі, віддаленої за лінію горизонту.

На превеликий жаль (а може бути, на щастя - немає лиха без добра), розвиток сталевих будівельних конструкцій пішло по лінії типізації - індустріалізації з використанням поточних методів у проектуванні, виготовленні, швидкісному монтажі. При цьому не залишилося місця Шуховской сітчастим конструкцій, які він плів, як плетуть кошики, тільки не з вербових прутів, а зі сталевих профілів, поєднуючи їх заклепками в місцях перехрещення.

Заклепувальні з'єднання вже давно не застосовуються. Їх замінили електрозварювання і високоміцні болти. Така заміна зажадала інших конструкцій. Тому при нарощуванні Шаболовской вежі в 1991 році довелося відмовитися від чисто Шуховской конструкцій, запроектованих спеціально для цього. Проект нарощування був перероблений під технологію заводу-виробника, а потім - під великоблочну поставку і укрупнений монтаж.

Розробникам Мінської телевежі вдалося поєднати підходи до конструювання та будівництва висотних і глибоководних споруд з сітчастими системами Шухова. Багато концепції і технічні розробки є винаходами ЦНИИпроектстальконструкции (нині - ЦНІІПСК ім. Мельникова) - організації, що виросла з проектно-будівельної контори Барі і Шухова в найпотужніше проектне і дослідне підприємство в СРСР і Російської Федерації. Вони були втілені при будівництві телевеж в Ташкенті, Алма-Аті й при створенні проекту Мінської телевежі.

Який же представляється вона авторам? Це регресний в геометричній прогресії по висоті ритм просторових сітчастих секцій. Стрижні секцій розташовані на поверхнях геометрично подібних однопорожнинних гіперболоїдів. Тим самим досягається постійність кутів нахилу стержнів, що є основоположним фактором для проведення типізації конструкцій, вузлових з'єднань стрижнів, виробничих процесів виготовлення, повторюваності монтажних операцій і всього того, що в підсумку визначає високу якість виконання.

Дві верхні гіперболічні секції мають більший нахил утворюють стрижнів, ніж нижележащие. Вони створюють якийсь намет, що увінчує архітектурну композицію. В його вершину (на висоті близько 270 м) закладені консоль антеною етажерки висотою 155 м.

На стиках сусідніх по висоті гіперболічних секцій розміщені кільцеві діафрагми. Вони виконані у вигляді ферм з зовнішнім і внутрішнім поясами і стрижнями решітки між ними - розкосами і радіальними розпірками. На розпірках ферм закріплені на зварюванні похилі стержні сусідніх гіперболічних секцій. Ферми мають геометрично подібна будова з тим же коефіцієнтом подібності, що і гіперболічні секції. Їх похилі стержні і горизонтальні стрижні кільцевих діафрагм виконані зі сталевих круглих труб, а їх з'єднання - встик і вврез - на зварюванні. Використання круглих труб збільшує обтічні властивості конструкцій і зменшує їх аеродинамічний опір в вітровому потоці більш ніж в 2 рази в порівнянні з конструкціями з сортових і фасонних профілів. Похилі стержні стягнуті між собою в зазорах в місцях їх перехрещування і жорстко з'єднані в стику. Тим самим, по-перше, збільшена їх стійкість при поздовжньому згині, що дозволяє відмовитися від проміжних кільцевих діафрагм в гіперболічних секціях, по-друге, забезпечена зсувостійкість конструкції в цілому.

Антенна етажерка виконана з зварних круглих циліндричних оболонок-царг діаметром внизу 4 м і далі (по висоті) з послідовним його зменшенням, стики царг - за допомогою зварювання або на високоміцних болтах. Це виключає необхідність антикорозійного захисту при монтажі в зонах термічного впливу зварювання.

Всі описані вище конструкції є силовими, що утворюють силовий каркас башти, здатний протистояти дії ураганів. Стрижневі конструкції захищаються від корозії сучасними лакофарбовими покриттями, що забезпечують міжремонтний період протягом 20-25 років. Антенна етажерка зовні покривається метализаційні покриттям - алюмінієм або цинком з метою збільшення міжремонтного періоду в 2 рази. Тим самим забезпечується тривале і безперебійне функціонування антенних пристроїв.

Все, що навішується на силовий каркас і допускає можливість зміни в період експлуатації, належить до експлуатаційних пристроїв або так званим вантажним конструкцій, до яких пред'являються вимоги місцевої міцності та забезпечення самонесучих функцій. Вони збільшують парусність споруди і впливають на міцність несучого каркаса, визначаючи необхідність і достатність його несучої здатності. Вантажні конструкції вирішені в блочно-модульному виконанні і допускають вдосконалення блоків і модулів, з яких вони складаються, або можливість їх заміни на інші, що мають при іншому змісті ту ж форму. Враховуючи, що способи та засоби зв'язку - найбільш мінлива в часі область техніки, модульний підхід цілком правомірний.

Вантажні конструкції та пристрої включають:

- Пасажирські шахти ліфтів туристичного комплексу (їх три), які встановлені навколо сітчастого каркаса під кутом 120 ° в плані на самостійних фундаментах і підтримуються кільцевими діафрагмами;

- Вантажопасажирські шахти ліфтів, евакуаційних сходів, кабельного і фідерних-волноводного господарства, комунікацій електропостачання, водопостачання, каналізації (їх теж три) встановлені на тих же фундаментах, що і шахти ліфтів туркомплексу, але проходять всередині сітчастого каркаса і кріпляться до внутрішніх поясам діафрагм;

- Будівля для апаратних приміщень у вигляді круглої шайби знаходиться всередині сітчастого каркаса і закріплено на рівнях діафрагм на висоті 213-227 м;

- Будівля туристичного комплексу з вестибюлем, оглядовими майданчиками, рестораном, кафе виконано у вигляді кулі, підвішеного до будівлі апаратних, і раскреплена до діафрагми на висоті близько 183 м;

- Приміщення метеослужби кульового обриси знаходиться в нижній частині антеною етажерки на висоті близько 320 м;

- Технологічні, експлуатаційні та перехідні площадки розташовуються на антеною етажерці, кільцевих діафрагмах і на даху будівлі апаратних приміщень.

На самому верху башти на висоті 425 м встановлюється флагшток з державним прапором Республіки Білорусь в поворотному корпусі.

Внизу всередині каркаса на самостійних фундаментах знаходиться основна будівля, що включає апаратно-студійний комплекс, туристичне бюро, ресторан і демонстраційний зал. Звідси проводиться посадка в ліфти. Шахти ліфтів туркомплексу прозорі з кутом огляду 120 °. Усередині шахт проходять двошвидкісні ліфти з прозорими кабінами, обладнаними сидячими місцями у вигляді амфітеатру. При підйомі-опусканні ліфтів з великою швидкістю (4 м / сек) кабіни можуть бути закриті шторами.

Особливості та гідності сталевого варіанту бачаться авторам в наступному. Архітектура вежі створена ритмом геометрично подібних сітчастих конструкцій, сприймаються як єдине мереживо. Каркас її не огороджений, легка конічні і чіткий ритм стрижневих секцій створюють сильне враження при огляді з будь-якої відстані. Зсередини сітчаста конструкція постає у вигляді каркаса гігантського шатра - проглядаються концентричні кола діафрагм, сітка стрижнів і промені трьох ліфтових шахт. Загальне враження посилюється вечірньої підсвічуванням. Башта та її околиці можуть стати популярною зоною відпочинку мінчан і приїжджих.

Головна конструктивна особливість сталевого варіанту споруди - поділ несучих та огороджуючих функцій. Традиційний ствол з комунікаціями, який притаманний аналогічних об'єктів (в Ташкенті, Києві, Алма-Аті), відсутня. Замість єдиного несучого стовбура запропоновані три окремих самонесучих каркаса на дві половини. У зовнішній перебувають вантажопасажирські ліфти з оглядової кабіною і аварійна сходи, у внутрішній зосереджені службові ліфти і є закриті відсіки для радіотехнічних, електротехнічних та сантехнічних комунікацій. Наявність трьох внутрішніх відсіків стовбура дозволяє згрупувати комунікації за їх функціональним призначенням. Так, силові кабелі можуть бути відокремлені від радіотехнічних проводок. Сантехнічні проводки обладнані засобами пожежогасіння. З кожного відсіку шахти є вихід на кільцеві діафрагми. Тим самим при необхідності можливий прохід у відсіки сусідніх шахт.

Наявність самонесучих притулених шахт дає можливість їх перебудови та переобладнання в залежності від виникаючих завдань модернізації та технічного вдосконалення, не зачіпаючи основні несучі конструкції; в разі пожежі дозволяє підійти до джерела загоряння з боку незадимленої шахти і з інших шахт в кожному ярусі перепинити шлях вогню. Пожежна безпека забезпечується насамперед поділом ліфтових, сходових і комунікаційних шахт, а також можливостями переходу з однієї шахти в іншу.

Фізичний знос конструкцій з будівельних сталей визначений виходячи з 100, 200 і більше (або менше) років залежно від технічних вимог на проектування. Міжремонтний період визначається якістю антикорозійних покриттів і технологією їх нанесення.

Будівництво вежі може бути забезпечено Молодечненського і Мінським заводами металоконструкцій і монтажними підприємствами країни. На зведення башти з усіма її силовими і вантажними конструкціями буде потрібно близько 6 тис. т сталі. При правильній організації робіт передбачуваний термін будівництва - 2 роки.

Література

Шухов В. Г. Мистецтво конструкції / Под ред. Грефе Р., Гаппоева М., Перч О. / Пер. з нім. М.: Мир, 1994.

Проектна пропозиція по телевежі в

м. Мінську. УП "Белстройекспорт", ЦНІІПСК ім. Мельникова (м. Москва), ЗАТ "Белпроектстальконструкція",

УП "Белпромпроект", Творча майстерня архітектора В.В. Крамаренко, РУП МЗМК (м. Молодечно), АТВТ "Спецстальконструкція" (м. Москва), ДСДІ РТВ (м. Москва).

Морозов Е.П. Потрібні конкурентоспроможні телевежі / / Промислове та цивільне будівництво. № 5. 1999.