Современное технологическое решение перекрытия цилиндрического свода нефа при строительстве храма святителя Тихона в Санкт-Петербурге

Введение. Статья посвящена истории разработки и воплощения проекта строительства перекрытия нефа храма святителя Тихона, патриарха Московского и всея России, на улице Коммуны, дом № 17а, в г. Санкт-Петербурге. Храм строился и строится по заказу местной религиозной организации на пожертвования неравнодушных и прихожан. В первоначальном проекте предполагалось возведение арочного цилиндрического свода над нефом из каменной кладки, что требует сложных инженерных решений и значительных затрат труда и средств. К октябрю 2024 года стало понятно, что строительство традиционным способом не позволит освятить храм, выполнив этот проект в сжатые сроки и при ограничении средств. Целью исследования была, разработка альтернативного решения устройству арочной кирпичной кладки с затяжками по короткой стороне нефа храма.

Материалы и методы. После рассмотрения вариантов принято решение использовать арочные балки в качестве ребер жесткости, которые должны были взять на себя часть нагрузки, в том числе и от распора. Выдвинуто предположение о возможности замены преднапряженной арматуры верхнего ряда на комбинированную, позволяющее оптимизировать конструкцию арки. Для определения требуемых параметров произведен сбор нагрузок, и расчет напряженного состояния арки в том числе и в программе SCAD с учетом ее работы на стадии эксплуатации. Снижение зон напряжений достигнуто дополнительным армированием стержнями и хомутами.

Результаты исследования. Проведённые исследования позволили уменьшить расходы сохраняя конструктивную жесткость арки. В соответствии с расчетами разработаны опалубочные чертежи. Процесс переноса параметров с чертежей в реальные размеры и бетонирование был тщательно организован, использовались современные инструменты для контроля качества на каждом этапе. Монтаж готовых железобетонных конструкций оказался более технологичным и быстрым по сравнению с монолитной системой.

Обсуждение и заключение. Проект кирпичного свода был успешно выполнен с минимальными отклонениями. Площадь опирания конструкций и высота подъема арки полностью соответствовали расчетным значениям. Было установлено, что принятое решение позволило значительно сократить нагрузку на основание, повысить общую конструктивную жесткость, при этом освободив пространство под куполом от затяжек, снизить продолжительность строительства, что позволило уложиться в заданные сроки, и уменьшить стоимость работ. Научная новизна применения арок со смешанной системой армирования заключается в простоте конструкции, отсутствии необходимости увеличения сечения элементов ферм и возможности использования комбинированной арматуры.

1. Дамаскин (Орловский). Мученики, исповедники и подвижники благочестия Русской Православной Церкви ХХ столетия. Жизнеописания и материалы к ним. Тверь: Булат; 2002.

2. Цыпин В. История Русской Церкви. 1917–1997. М.: Издательство Спасо-Преображенского Валаамского монастыря; 1997. 831 с.

3. Храм святителя Тихона патриарха Московского и всея России. URL: https://globus.aquaviva.ru/khramsvyatitelya-tikhona-patriarkha-moskovskogo-i-vseya-rossii-na-ulitse-kommuny (дата обращения 11.02.2025

4. Юдина А.Ф., Верстов В.В., Бадьин Г.М. Технологические процессы в строительстве. М.: Издательский центр «Академия»; 2013. 304 с

5. Орлович Р.Б, Чакалиди В.Х Способы усиления цилиндрических каменных сводов. Строительство и реконструкция. 2017;1(69):50–55. URL: https://construction.elpub.ru/jour/article/view/8 (дата обращения 11.02.2025).

6. Шаннат И. Напряженно-деформированное состояние железобетонных монолитных многоволновых оболочек с контурными элементами в виде сборных безраскосных ферм. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва; 1992. 19 с. URL: https://tekhnosfera.com/napryazhenno-deformirovannoe-sostoyanie-zhelezobetonnyh-monolitnyh-mnogovolnovyh-obolochek-s-konturnymi-elementami-v-vide (дата обращения 11.02.2025).

7. Коянкин А.А., Митасов В.М. Напряжённо-деформированное состояние сборно-монолитного элемента с учётом загружения сборной части. Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2021;23(3):129–142. https://doi.org/10.31675/1607-1859-2021-23-3-129-142

8. Осипенко Ю.Г., Кузнецов В.С., Шапошникова Ю.А. Влияние применения высокопрочной арматуры без сцепления с бетоном на прочность монолитных безбалочных перекрытий. Вестник МГСУ. 2017;12(8(107)):885– 891. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.8.885-891