Запас прочности – на 9 баллов!

Впервые в мире выполнены проектирование и строительство масштабного спортивного горнолыжного комплекса международного уровня для эксплуатации в экстремальных по сейсмическим и снеговым нагрузкам условиях.

Все работы успешно завершены специалистами петербургской компании «Росинжиниринг», имеющей уникальный опыт в создании и эксплуатации сооружений и основных систем для горнолыжных курортов. Здесь накоп-лен кадровый потенциал профильных специалистов, сформирован значительный пул международных связей с зарубежными партнерами, обладающими практическими знаниями проектирования спортивных объектов предыдущих олимпиад, а также опытом их проведения.
Об особенностях применения металлических конструкций на строительстве горнолыжного кластера в Красной Поляне рассказывает инженер-конструктор Константин Егармин, старший преподаватель СПб ГПУ.

— Константин Александрович, как бы Вы определили специфику строительства горных объектов?
— Прежде всего, это сложности самого района строительства: сложность организации строительно-монтажных работ на строительных площадках с большими перепадами высот (уклон склонов местами достигает 45 градусов) и связанное с этим устройство большого количества сооружений инженерной защиты, а также сложность доставки конструкций в горных условиях.
Изменчивые погодные условия — снег, дождь, теплое время без осадков 3–4 месяца в году. Помимо этого, приходилось учитывать ряд специфических для Красной Поляны особенностей. Во-первых, район строительства олимпийских объектов отличается очень высокой сейсмической активностью — до 9 баллов по международной шкале. На площадках, сейсмичность которых превышает 9 баллов, возводить здания и сооружения, как правило, не допускается. Во-вторых, в зависимости от высотной отметки объекта меняется величина снеговой нагрузки: на отметке 2 200 метров она составляет от 2 т · м2 без учета снеговых мешков. Для сравнения: в Санкт-Петербурге расчетная снеговая нагрузка не превышает 180 кг · м2.

— Каким образом повлияли эти факторы на выбор применяемых конструкций?
— Практически все объекты горного кластера имеют монолитные железо-бетонные основания или цокольный этаж до планировочной отметки. Расположенные выше конструкции выполнены из металла. Металлические конструкции легче. Элементы металлического каркаса имеют заводскую готовность и могут быть смонтированы сразу после доставки на строительную площадку, что особенно важно в горных условиях — при стесненности площадки строительства в виду сложного рельефа. Также важным фактором в пользу металлических каркасов зданий является контролируемое качество изготовления конструкций и их точная установка в проектное положение с минимальными допусками, невзирая на погодные условия.
При устройстве монолитного каркаса, когда на готовые к заливке бетоном перекрытия выпадает порядка 1 метра снега, дальнейшие работы вести невозможно. А при монтаже металлических конструкций каркаса снег не является помехой. Кроме того, применение сборных быстровозводимых металлоконструкций очень важно для короткого строительного сезона, когда до выпадения снега нужно успеть полностью смонтировать каркас здания и выполнить теплый контур. Наконец, металл за счет большей упругости и податливости воспринимает сейсмические нагрузки лучше, чем другие строительные материалы.

— Что было построено с применением металлоконструкций в Красной Поляне?
— Лыжно-биатлонный комплекс «Лаура» на 11 тысяч зрителей, Олимпийская деревня на 1100 мест, многофункциональный комплекс «Альпика-Сервис», сооружения для обслуживания канатных дорог и многое другое. Кроме того, выполнен комплекс территориальных и локальных сооружений инженерной защиты для обеспечения безопасности склонов, построена система искусственного оснежения с искусственным водоемом и насосными станциями, система дорог и тоннелей. Общий объем металлоконструкций, поставленных для этого строительства, составил примерно 5,5–6 тысяч тонн.

— При создании этих сооружений использовались проекты повторного применения или какие-то решения приходилось разрабатывать заново?
— Все конструктивные решения для олимпийских объектов в Красной Поляне были разработаны индивидуально под специфические условия размещения этих сооружений, поскольку до сих пор строить масштабные горнолыжные комплексы в районах с 9-балльной сейсмической активностью и высокими снеговыми нагрузками практически никому не приходилось. Если набор конструктивных элементов (колонн и балок) в большинстве случаев был типовым, но с усиленными сечениями, то для узлов сопряжения специально спроектированы особые элементы — исходя из концентрации в них напряжения от динамических нагрузок.
Проектирование велось на основе действующего СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах», а расчет конструкций производился на базе комплексов SCAD и ANSYS. В ходе проектирования проводились консультации по вопросам сейсмики с ведущими институтами России — ЦНИИСК им. Мельникова и МГСУ. В проектах было предусмотрено применение отечественных углеродистых (С245, С255…) и низколегированных (С345, 14Г2аФ-15…) сталей. Разъемные соединения выполнены с использованием фланцевых и фрикционных соединений на высокопрочных болтах. Чтобы убедиться в надежности конструкций, влияние различных динамических нагрузок проверялось на 3-мерной компьютерной модели здания.
Все реализованные объекты успешно прошли испытания высокими снеговыми нагрузками и слабыми землетрясениями.

— То есть уже можно делать вывод об успешной эксплуатации построенных объектов?
— Некоторые из них эксплуатируются уже не первый год, например, биатлонный комплекс — он был построен еще в 2010 году. Наша компания инспектирует все построенные нами сооружения в Красной Поляне. Кроме того, на всех объектах специалистами независимой надзорной организации ведется постоянный приборный контроль, который позволяет оценивать в реальном времени поведение металлоконструкций. Как показывают наблюдения, спроектированные и смонтированные металлоконструкции успешно выдерживают не только мощные снеговые нагрузки, но и сейсмические нагрузки до 6 баллов.