Перекрытия реставрируемых зданий из кирпичных и бетонных сводов по металлическим балкам

К содержанию выпуска

PDF статьи

DOI: 10.25628/UNIIP.2025.64.1.028

Кудрявцев Сергей Владимирович
Уральский федеральный университет (УрФУ), Екатеринбург, Россия

Беляева Зоя Владимировна
Уральский федеральный университет (УрФУ), Екатеринбург, Россия

Лещёв Кирилл Сергеевич
Архитектурно-реставрационная мастерская «Ренессанс», Екатеринбург, Россия

Перекрытия реставрируемых зданий из кирпичных и бетонных сводов по металлическим балкам

Для цитирования
Кудрявцев С. В., Беляева З. В., Лещёв К. С. Перекрытия реставрируемых зданий из кирпичных и бетонных сводов по металлическим балкам // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2025. − № 1 (64). − С. 65−71.  DOI: 10.25628/UNIIP.2025.64.1.028

Статья поступила в редакцию 12.02.2025.
Опубликована: 30.03.2025.

Аннотация: Проведен анализ исторического конструктивного решения кирпичных и бетонных арочных сводов небольшого пролета, опирающихся на стальные балки перекрытия в зданиях сохраняемых объектов культурного наследия (ОКН). Выполнена оценка различных подходов к определению несущей способности таких конструкций в целях приспособления ОКН для современного использования. Предложена инженерная методика по определению предельной несущей способности перекрытий такого типа. Выполнено сравнение полученных значений предельных расчетных нагрузок с результатами расчетов моделей перекрытий методом конечных элементов (МКЭ). Унифицирован инженерный подход и предложены расчетные формулы для оценки несущей способности как кирпичных, так и бетонных арочных сводов на стальных балках перекрытия.

Ключевые слова: перекрытие, прусский свод, кирпичный свод, бетонный свод, стальная балка, несущая способность, армокирпичная конструкция, сталебетонная конструкция, реставрация, реновация, историческое здание, объект культурного наследия

Kudryavtsev Sergey V., Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin (UrFU)

Belyaeva Zoia V., Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin (UrFU)

Leshchev Kirill S., Architectural restoration workshop «RENAISSANCE»

Floor structures of renovation buildings made of brick and concrete vaults on steel beams

Annotation. The analysis of the historical design solutions of brick and concrete arched vaults of a small span supported by steel ceiling beams in buildings of preserved cultural heritage is carried out. An assessment of various approaches to determining the load-bearing capacity of such structures for the purpose of adapting heritage buildings for modern usage has been completed. An engineering technique is proposed to determine the maximum load-bearing capacity of floors structures of such type. The obtained values of the maximum design loads are compared with the results of calculations of the overlap models using the finite element method (FEM). The engineering approach has been unified and calculation formulas have been proposed for estimating the load-bearing capacity as for brick as for concrete arched vaults on steel floor beams.

Key words: floor structure, Prussian vault, brick vault, concrete vault, steel beam, load-bearing capacity, reinforced brick structure, steel-concrete structure, restoration, renovation, historical building, cultural heritage

Список использованных источников:

  1. Де‑Рошефоръ Н. И. Иллюстрированное урочное положение. — Петроградъ: Склад изд. у К. Л. Риккера, 1916. — 694 с.
  2. Енкина Е. С., Туккия А. Л., Голых О. В. Оценка несущей способности металлических балок в составе кирпичных сводов // Молодой ученый. — 2020. — № 50 (340). — С. 79–81.
  3. Енкина Е. С., Туккия А. Л., Мельников А. В., Голых О. В. Экспериментальные исследования работы металлических балок в составе сводчатого кирпичного перекрытия // Вестн. гражданских инженеров. — 2021. — № 2 (85). — С. 42–48.
  4. Залесский В. Г. Архитектура. Краткий курс построения частей зданий. — М., 1904. — 582 с.
  5. Исекеев И. Д., Трофимов А. В. Совершенствование методики расчета пологих железобетонных сводов, опирающихся на металлические балки // Молодой ученый. — 2018. — № 2 (188). — С. 25–31.
  6. Исследование деформаций, расчет несущей способности и конструктивное укрепление древних распорных систем: метод. рекомендации / Науч.‑исслед. проектная мастерская ВО «Союзреставрация». — М., 1989. — 171 с.
  7. Кудрявцев С. В., Волков Е. М. Водонапорная башня федерального значения // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. — 2016. — № 2 (29). — С. 75–81. — EDN WDCBAV.
  8. Минасян Г. А. Прочность и несущая способность кирпичных сводов Монье // Вестн. НИЦ «Строительство». — 2020. — № 25 (2). — С. 89–95. — DOI: 10.37538/2224‑9494‑2020‑2(25)—89–95.
  9. Онищик Л. И. Каменные конструкции промышленных и гражданских зданий. — М.; Л.: Гос. изд‑во строит. лит., 1939. — 208 с.
  10. Орлович Р. Б., Новак Р., Ватин Н. И., Беспалов В. В. Оценка прочности кирпичебетонных прусских сводов // Инженерно‑строительный журнал. — 2018. — № 6 (82). — С. 95–102. — DOI: 10.18720 / MCE.82.9.
  11. Пленарное заседание Петербургского международного экономического форума 7 июня 2024 г. (стенограмма). — URL: www.kremlin.ru/events/president/transcripts/74234 (дата обращения: 17.01.2025).
  12. Пособие по проектированию железобетонных пространственных конструкций покрытий и перекрытий (к СП 52‑117‑2008*) / НИИЖБ им. А. А. Гвоздева — Институт ОАО «НИЦ «Строительство». — М., 2010. — 159 с.
  13. Разживин А. В. Учет несущей способности бетонных сводов при поверочных расчетах сталебетонных перекрытий // Промышленное и гражданское строительство. — 2013. — № 3. — С. 45–46.
  14. Руководство по проектированию и возведению каменных сводов двоякой кривизны / ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Госстроя СССР. — М.: Стройиздат, 1976. — 32 с.
  15. Руководство по проектированию железобетонных конструкций с жесткой арматурой / НИИЖБ Госстроя СССР, ЦНИИПромзданий Госстроя СССР. — М.: Стройиздат, 1978. — 55 с.
  16. Семенцов С. А., Камейко В. А. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Каменные и армокаменные конструкции. — М.: Изд‑во лит. по строит‑ву, 1968. — 175 с.
  17. Фабричная К. А., Шарафутдинова К. И. К вопросу усиления сводов (типа «Монье») композитными материалами при реконструкции // Изв. КГАСУ. — 2019. — № 4 (50). — С. 210–219.
  18. Фролов А. В., Зимин С. С., Фролова Е. В. Влияние жесткости кирпичного сводчатого заполнения на несущую способность балок // Синергия наук. — 2017. — № 10. — С. 580–592.
  19. Kappendecke. — URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Kappendecke (дата обращения: 17.01.2025).
  20. Kekanovic M., Šumarac D., Glinovic D. et al. Problems of the design and construction of slab between floors // Technički vjesnik. —2014. — № 21 (3). — P. 631–638.
  21. Kudrjavtsev S. Evaluation of the carrying capacity of the building structures in the industrial heritage for its adaptation // MATEC Web of Conferences. — 2018. —№ 146 (02003). — DOI: 10.1051/matecconf/201814602003.

References

  1. DE‑Rosheforie N. I. Illyustrirovannoe urochnoe polozhenie. — Petrograd": Sklad izd. u K. L. Rikkera, 1916. — 694 s.
  2. Enkina E. S., Tukkiya A. L., Golykh O. V. Ocenka nesushchej sposobnosti metallicheskikh balok v sostave kirpichnykh svodov // Molodoj uchenyj. — 2020. — № 50 (340). — S. 79–81.
  3. Enkina E. S., Tukkiya A. L., Mel’nikov A. V., Golykh O. V. Ehksperimental’nye issledovaniya raboty metallicheskikh balok v sostave svodchatogo kirpichnogo perekrytiya // Vestn. grazhdanskikh inzhenerov. — 2021. — № 2 (85). — S. 42–48.
  4. Zalesskij V. G. Arkhitektura. Kratkij kurs postroeniya chastej zdanij. — M., 1904. — 582 s.
  5. Isekeev I. D., Trofimov A. V. Sovershenstvovanie metodiki rascheta pologikh zhelezobetonnykh svodov, opirayushchikhsya na metallicheskie balki // Molodoj uchenyj. — 2018. — № 2 (188). — S. 25–31.
  6. Issledovanie deformacij, raschet nesushchej sposobnosti i konstruktivnoe ukreplenie drevnikh raspornykh sistem: metod. rekomendacii / Nauch.‑issled. proektnaya masterskaya VO «SoyuzrestavraciYA». — M., 1989. — 171 s.
  7. Kudryavcev S. V., Volkov E. M. Vodonapornaya bashnya federal’nogo znacheniya // Akademicheskij vestnik UraLNIIproekt RAASN. — 2016. — № 2 (29). — S. 75–81. — EDN WDCBAV.
  8. Minasyan G. A. Prochnost’ i nesushchaya sposobnost’ kirpichnykh svodov Mon’e // Vestn. NIC «Stroitel’stvO». — 2020. — № 25 (2). — S. 89–95. — DOI: 10.37538/2224‑9494‑2020‑2(25)—89–95.
  9. Onishchik L. I. Kamennye konstrukcii promyshlennykh i grazhdanskikh zdanij. — M.; L.: Gos. izD‑vo stroit. lit., 1939. — 208 s.
  10. Orlovich R. B., Novak R., Vatin N. I., Bespalov V. V. Ocenka prochnosti kirpichebetonnykh prusskikh svodov // InzhenernO‑stroitel’nyj zhurnal. — 2018. — № 6 (82). — S. 95–102. — DOI: 10.18720 / MCE.82.9.
  11. Plenarnoe zasedanie Peterburgskogo mezhdunarodnogo ehkonomicheskogo foruma 7 iyunya 2024 g. (stenogramma). — URL: www.kremlin.ru/events/president/transcripts/74234 (data obrashcheniya: 17.01.2025).
  12. Posobie po proektirovaniyu zhelezobetonnykh prostranstvennykh konstrukcij pokrytij i perekrytij (k SP 52‑117‑2008*) / NIIZHB im. A. A. Gvozdeva — Institut OAO «NIC «Stroitel’stvO». — M., 2010. — 159 s.
  13. Razzhivin A. V. Uchet nesushchej sposobnosti betonnykh svodov pri poverochnykh raschetakh stalebetonnykh perekrytij // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel’stvo. — 2013. — № 3. — S. 45–46.
  14. Rukovodstvo po proektirovaniyu i vozvedeniyu kamennykh svodov dvoyakoj krivizny / CNIISK im. V. A. Kucherenko Gosstroya SSSR. — M.: Strojizdat, 1976. — 32 s.
  15. Rukovodstvo po proektirovaniyu zhelezobetonnykh konstrukcij s zhestkoj armaturoj / NIIZHB Gosstroya SSSR, CNIIPromzdanij Gosstroya SSSR. — M.: Strojizdat, 1978. — 55 s.
  16. Semencov S. A., Kamejko V. A. Spravochnik proektirovshchika promyshlennykh, zhilykh i obshchestvennykh zdanij i sooruzhenij. Kamennye i armokamennye konstrukcii. — M.: IzD‑vo lit. po stroiT‑vu, 1968. — 175 s.
  17. Fabrichnaya K. A., Sharafutdinova K. I. K voprosu usileniya svodov (tipa «Mon’E») kompozitnymi materialami pri rekonstrukcii // Izv. KGASU. — 2019. — № 4 (50). — S. 210–219.
  18. Frolov A. V., Zimin S. S., Frolova E. V. Vliyanie zhestkosti kirpichnogo svodchatogo zapolneniya na nesushchuyu sposobnost’ balok // Sinergiya nauk. — 2017. — № 10. — S. 580–592.
  19. Kappendecke. — URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Kappendecke (data obrashcheniya: 17.01.2025).
  20. Kekanovic M., Šumarac D., Glinovic D. et al. Problems of the design and construction of slab between floors // Technički vjesnik. —2014. — № 21 (3). — P. 631–638.
  21. Kudrjavtsev S. Evaluation of the carrying capacity of the building structures in the industrial heritage for its adaptation // MATEC Web of Conferences. — 2018. —№ 146 (02003). — DOI: 10.1051/matecconf/201814602003.