Header Image

Мы получили много отзывов на предыдущую информационную рассылку. Есть среди них экзотические: Госпожа Семилетова Е.В. из Государственной Думы прислала такое сообщение: > Отпишите меня от Вашей рассылки. - это, в принципе, в русле народной молвы "Туда идут, чтобы научиться на Красной площади капусту выращивать!".

Подробнее ...
Центральный купол собора был утрачен при пожаре Печать E-mail
19.06.2014 23:14

Обследуемый собор был построен в 1828–1835 годах. Целью обследования являлась разработка рекомендаций по устройству нового купола. Утраченный каркас купола состоял из 32 ребер - деревянных арок, выполненных из косяков.

В задачи исследователей входили изучение материалов проведенных ранее исследований и проектов реконструкции собора, обследование технического состояния кирпичной кладки стен и сводов в местах опирания конструкций купола, и разработка рекомендаций по устройству нового купола.

Каменные конструкции в местах опирания деревянного купола
Утраченные деревянные арки купола передавали нагрузку на стены через горизонтальные деревянные брусья, уложенные в радиальном направлении. В свою очередь брусья одним концом были заведены в кирпичную кладку отнесенной стены барабана, а другим в кладку кирпичного свода. Кладка архитрава отнесенной стены барабана опиралась на кирпичные колонны. С целью опирания брусьев в кирпичной кладке стены и свода были оставлены гнезда, а между кладкой и брусьями был проложен войлок.
Отнесенная стена барабана в месте опирания на нее деревянных брусьев имела толщину ~1,1 м. Высота стены от уровня опирания на нее брусьев составляла 5 м.
В пролете между колоннами кладка была армирована снизу металлическими коваными стержнями. Согласно заключению о радиолокационном обследовании конструкций главного барабана и купола, сделанному в рамках обмерных и изыскательских работ при комплексных натурных исследованиях, в верхней части стены в теле кладки имелись горизонтальные металлические связи, проходящие вдоль стены. На наружной поверхности стены на высоте 2 и 4 м от уровня опорных брусьев свода имелись кольцевые металлические бандажи. При проведении обследования металлические кольца там обнаружены не были.
Основная стена барабана заканчивалась на высоте опирания на нее утраченного деревянного свода. Кроме того, в этом же уровне на нее опирался сохранившийся кирпичный свод. Отнесенная и основная стены барабана были объединены между собой в уровне опирания сводов кирпичной перемычкой.
Таким образом, нагрузка от деревянных арок перераспределялась между основной и отнесенной стенами барабана с помощью деревянных брусьев. От опрокидывания деревянный свод был застрахован заводкой опорных брусьев в гнезда в кладке. Кроме того, распор арок частично гасился отнесенной стеной барабана благодаря опиранию на нее нижних брусьев, а также наличию горизонтальных опор у арок.
Кладка стен была выполнена из глиняного кирпича на известковом растворе. Проведенным обследованием, а также из анализа данных выполненных ранее исследований, было установлено, что кладка подверглась значительному температурному воздействию. Об этом свидетельствовали имеющиеся на поверхности кирпичей трещины, отслоения лещадки и характерное изменение цвета. При попадании воды во время тушения пожара на раскаленную кладку происходило ее дальнейшее растрескивание. Вместе с тем глубина заметного разрушения кладки с внутренней стороны отнесенной стены барабана была относительно невелика и составляла не более 5 сантиметров.
Кладка колонн и основной стены барабана пострадали от пожара в меньшей степени и находились в относительно хорошем состоянии. С наружной стороны кладка также подверглась огневому воздействию, хотя и не столь сильному, как изнутри. Заметных повреждений на ней обнаружено не было. Вместе с тем, на поверхности кладки были видны многочисленные мелкие трещины. Кроме того, в результате механических воздействий был практически полностью утрачен консольно выступавший каменный карниз. По низу карниза каменные плиты подпирались карнизом из кирпичной кладки. Каменные плиты проходили по всей толщине стены, образуя пояс. Расположенные в теле кладки плиты в целом сохранились.
Кирпичный купол не обследовался. Согласно научно-проектной документации, верхняя поверхность купола также пострадала от пожара на глубину нескольких сантиметров, в особенности - металлические связевые элементы и внешнее армирование кладки.
По свидетельству ответственных за эксплуатацию здания работников, после пожара было выполнено временное усиление кирпичного купола. Оно состояло в устройстве предварительно напрягаемого кольца, выполненного из стальной цепи. Для плотного прилегания цепи к внешней поверхности купола в радиальных кирпичных ребрах (гуртах) были пробиты горизонтальные штрабы. Натяжение цепи осуществлялось в месте сопряжения ее концов с помощью резьбового соединения. Такой способ натяжения представлялся недостаточным ввиду значительного трения цепи по поверхности кладки. Кроме того, пробивка горизонтальных штраб в радиальных ребрах значительно ослабила купол. В последующем даже заделка этих штраб не позволила бы в полной мере включить ребра в работу.
Таким образом, горизонтальные усилия распора от кирпичного купола на момент обследования практически не воспринимались стальными кольцами - как старыми так и вновь выполненными. Кроме того, жесткость купола снизилась за счет пробивки горизонтальных штраб в ребрах. В связи с этим на отнесенную стену барабана через радиальные стены и горизонтальную кирпичную диафрагму, расположенную в основании купола барабана, передавались дополнительные усилия распора от кирпичного купола. При этом жесткость и прочность отнесенной стены барабана в связи с утратой карниза, а также другими повреждениями кладки в результате пожара, были значительно снижены.

Рекомендации по устройству опорных конструкций нового деревянного купола
Опирание деревянных арок было рекомендовано осуществить на горизонтальные железобетонные балки, укладываемые на места старых деревянных балок. С целью более равномерной передачи нагрузки от деревянного купола на стены барабана и восприятия распора от арок радиальные балки было рекомендовано объединить между собой железобетонной плитой толщиной 10-15 см. Плита должна быть выполнена в виде кольца, прилегающего к отнесенной стене барабана.
С целью исключения передачи горизонтальных усилий с опорных балок на стену барабана и кладку свода, а также предотвращения влияния горизонтальных температурных деформаций балок, по их торцам на границе с кладкой должны быть выполнены деформационные швы толщиной 1 см. Для этого перед бетонированием балок по торцам должны быть установлены прокладки из пенополистирола. Аналогичным образом должны быть выполнены горизонтальные и вертикальные деформационные швы между верхом балок и кладкой.
Между железобетонным кольцом и кладкой стены барабана также должен быть выполнен вертикальный деформационный шов.
С целью исключения передачи горизонтальных усилий за счет трения на стену барабана, опирание балки на стену должно производиться через стальную пластину с уложенным на нее фторопластовым листом.
Для предотвращения возможности опрокидывания купола было рекомендовано выполнить анкеровку опорных балок к кладке стен барабана. Анкера должны быть выполнены из стальных шпилек длиной 60 см, устанавливаемых на клее в пробуренные в кладке отверстия. После установки анкеров и до заливки бетоном балок на выступающие части шпилек должны быть надеты трубки из мягкой резины с толщиной стенки ~10 мм. Это впоследствии обеспечило бы свободные перемещения балок по горизонтали без передачи горизонтальных усилий на кладку. Крепление балок к анкерам должно осуществляться с помощью резьбового соединения.

Рекомендации по восстановлению жесткости отнесенной стены барабана
С целью повышения жесткости отнесенной стены барабана, восстановление карниза было рекомендовано произвести следующим образом. В уровне карниза должна была быть пробита штраба глубиной ~25–30 см. Взамен утраченной каменной плиты должен быть выполнен новый карниз из монолитного железобетона толщиной ~17 см. Под железобетонной плитой должен быть восстановлен утраченный кирпичный карниз, а перевязку старой и новой кладки необходимо было осуществить с помощью вычинки. Железобетонный карниз должен был быть закреплен к кладке дополнительными стальными анкерами.

Рекомендации по ремонту кладки с трещинами
Для усиления кладки с трещинами в нее под давлением 6 атм. должен подаваться полимерцементный раствор состава 1:0,15:0,25 (цемент:ПВА:молотый песок) при В/Ц=0,6. Раствор должен подаваться через патрубки из трубы диаметром 1/2 дюйма, устанавливаемыми по длине трещины с шагом не более 1 м. С целью исключения вытекания раствора, трещины по их длине должны замазываться гипсом. Перед нагнетанием раствора трещины необходимо промывать водой.  Раствор должен подаваться, начиная с нижнего патрубка. После появления раствора в вышерасположенном патрубке нижележащий надо заглушить, а раствор подавать в следующий по высоте.

Предложения по реконструкции купола
Конструктивная схема купола была предложена ребристо-кольцевой. При этой схеме распорные усилия от меридиональных ребер внизу передавались бы на железобетонное кольцо диаметром 26,25 м, а сжимающие усилия от ребер - на верхнее сжатое стальное кольцо высотой около 800 мм и диаметром около 2,5 м.
Верхнее сжатое кольцо было предложено сварным двутаврового сечения с ребрами жесткости в местах опирания меридианальных ребер. Последние жестко крепятся к полкам кольца на сварке через закладные детали арок.
Основу купола должны составлять меридианальные гнутоклееные ребра, согнутые по радиусу (~15 м), длиной около 24 м. Стрела изгиба ребра (около 6 м) и длина превышают транспортный габарит, поэтому ребра предполагалось сделать составными по длине с жестким соединением на монтаже. Соединение элементов по длине на стройплощадке должно осуществляться жестким стыком на специальном стенде. Сечение меридианальных ребер по конструктивным соображениям может быть около 140х750 мм.
Количество ребер также было принято по числу исторических – 32 шт. При этом внизу шаг ребер составил бы около 2,6 м, количество ребер при необходимости можно было бы уменьшить.
Дополнительные меридианальные гнутоклееные ребра должны устанавливаться между основными ребрами с опорой на кольцевые гнутоклееные элементы.
Кольцевые ребра было рекомендовано устраивать через 6 м по высоте и сваривать между собой и с меридианальными ребрами с помощью стальных закладных деталей так, чтобы они могли воспринимать как растяжение, так и сжатие.
Гурты (ребра) на поверхности купола можно было устроить путем закрепления к меридианальным ребрам, после устройства обшивки криволинейных клееных элементов с более редким шагом на нагелях или глухарях. Доски обшивки толщиной 32 мм должны были бы иметь огне-биозащитное покрытие.
Опорные узлы меридианальных ребер должны быть выполнены на вклеенных стержнях путем шарнирного присоединения опорных башмаков к пластинам нижнего кольца в местах переломов.
Узлы крепления меридианальных ребер к верхнему кольцу должны быть жесткими на сваре закладных ребер к полкам кольца.
Устойчивость купола могла быть обеспечена связями в секторах или путем устройства двойного перекрестного дощатого настила.
Фонарь сверху мог быть устроен путем установки его стоек на меридианальные гнутоклееные ребра. Для этого в ребрах могли быть предусмотрены специальные закладные детали на вклеенных стержнях, что обеспечило бы необходимую жесткость каркасу барабана без дополнительных связей. Для обслуживания и контроля состояния конструкций были предусмотрены три уровня ходовых площадок.

 
Free template "Frozen New Year" by [ Anch ] Gorsk.net Studio. Please, don't remove this hidden copyleft! You have got this template gratis, so don't become a freak.