Поверочный расчет конструкции конькобежного стадиона в г. Коломна

Конструкция покрытия представляет собой висячую мембранную оболочку с отрицательной гауссовой кривизной, жестко связанную по периметру с замкнутым железобетонным опорным контуром.
Опорный контур овальной формы опирается вдоль продольных сторон на две арки и 24 шарнирно опертые колонны. Сверху на мембрану в продольном направлении укладываются тросы, ограничивающие продольную деформацию мембраны. Концы тросов крепятся в специальных узлах на балке опорного контура, после чего производится натяжение тросов с заданными усилиями. Снизу к мембране подвешивается технологическое оборудование.

Выполнены расчеты:
  • на заданные снеговые нагрузки конструкции покрытия без тросов;
  • колонн на максимальные нагрузки;
  • опорного контура на максимальные нагрузки;
  • на последовательное нагружение конструкции покрытия с тросами.
При проведении расчетов были определены перечисленные ниже важные факторы:
Во-первых, при натяжении тросов на заданные проектировщиком усилия в 125 тс на один трос, происходит увеличение всех силовых факторов, действующих в опорном контуре, кроме момента кручения Мх. Неприятным оказалось то, что изгибающий момент Му увеличил свое значение в 4,2 раза по сравнению с начальным состоянием и стал равным 1286,9 т•м при допустимом значении в 600 т•м. Такая величина изгибающего момента могла привести к повреждению опорного контура, а затем и к обрушению конструкции.
Во-вторых, при проведении расчетов было также определено, что равномерная эпюра натяжения тросов не является оптимальной. Правильным было бы проводить натяжение тросов неравномерной эпюрой распределения усилий в тросах. Крайние троса должны были натягиваться с большим усилием, чем троса расположенные в центре. При неравномерном способе натяжения изгибающий момент Мy увеличился бы не в 4,2, а всего в 1,6 раза.
Третьим негативным фактором при натяжении тросов на заданные усилия явилось то, что на краях продольной оси в поперечном направлении образовались волны с большими значениями напряжений в зонах перегибов.
В связи с обнаружением момента зарождения поперечных волн, предсказанных расчетами, этап натяжения тросов был остановлен на величине усилий в 30 тс.